عنوان پایان‌نامه
اصلاح خاک طبیعی آلوده به فلزات سنگین با ادغام روش های الکتروسینتیک و اولتراسونیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6739;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72935;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6739;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72935
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- ندا بهاءلوهوره
- استاد راهنما
- محسن فرحبخش
- چکیده
- با توجه به رشد روز افزون جمعیت و فعالیت¬های صنعتی، کشاورزی و شهری امروزه آلودگی فلزات سنگین در خاک-ها مهم¬ترین معضل زیست محیطی دارای تهدید برای سلامت انسان به¬شمار می¬رود. از میان روش¬های اصلاحی، روش الکتروسینتیک دارای قابلیت اصلاح درجا به¬ویژه درخاک¬های با نفوذپذیری کم که سایر روش¬ها توانایی اصلاح آن را ندارند، می¬باشد. خروج آلاینده¬ها از خاک با اعمال سطوح پایین میدان الکتریکی عمدتا تحت تاثیر فرآیندهایی از جمله مهاجرت یونی، الکترواسمز، الکتروفورز و پخشیدگی صورت می¬گیرد. در سال¬های اخیر ادغام این روش با سایر روش¬های اصلاحی به¬صورت گسترده¬ای در اصلاح آلاینده¬ها پیشنهاد شده است. در این مطالعه سه آزمایش شامل 1- اصلاح الکتروسینتیک ارتقا یافته با کنترل pH در کاتولیت 2- الکتروسینتیک ارتقا یافته با کنترل pH در کاتولیت و ادغام با روش اولتراسونیک و 3- شستشوی خاک ادغام شده با روش اولتراسونیک ، به منظورخروج فلزات سنگین از نمونه¬ی خاک لوم رسی آلوده طبیعی به فلزات سنگین نمونه¬برداری شده از منطقه اطراف معدن سرب و روی دارای غلظت بالای فلزات سنگین از جمله روی، سرب، منگنز و آهن (به ترتیب 5710، 1973، 2529، 41.130 میلی¬گرم در کیلوگرم خاک) اجرا شد. آزمایشات الکتروسینتیک با اعمال اختلاف پتانسیل دو ولت بر سانتی¬متر به الکترودهای تعبیه شده در دو طرف جعبه پلکسی¬گلاس با ابعاد 12×20×50 سانتی¬متر که نمونه ¬خاک در آن ریخته شده بود به مدت 12 روز انجام شد. اسیدکلریدریک (دو نرمال) در طی فرآیند اصلاح به¬منظور خنثی کردن یون¬های هیدروکسیل حاصل از الکترولیز به¬تدریج به کاتولیت اضافه می¬شد. در آزمایشات اولتراسونیک امواج مافوق صوت با فرکانس 24 کیلوهرتز و توان 300 وات به¬صورت مداوم توسط دستگاه اولتراسوند، به مدت دو ساعت در روز اعمال شد. راندمان حذف سرب در سه آزمایش به¬ترتیب 1/17، 32/44، 02/3 درصد بود. این نتایج نشان¬دهنده افزایش کارایی حذف سرب به میزان 23% توسط ادغام روش الکتروسینتیک با روش اولتراسونیک می-باشد. نتایج حذف روی نشان می¬دهد که روش الکتروسینتیک ارتقا یافته با کنترل pH و ادغام با روش اولتراسونیک کارآیی بالاتری به میزان پنج درصد نسبت به دو روش دیگر داشت. اما در مورد منگنز و آهن نتایج کارآیی بالاتر به میزان87/10 و 1/11 درصد در روش الکتروسینتیک ارتقا یافته با کنترل pH در کاتولیت را نشان داد. روش شستشوی خاک ادغام شده با روش اولتراسونیک در مورد تمامی فلزات سنگین مورد بررسی، کمترین راندمان حذف را نسبت به دو روش دیگر داشت. واژه¬های کلیدی: الکتروسینتیک، الکتروسینتیک ارتقا یافته، فلزات سنگین، اولتراسوند
- Abstract
- ABSTRACT Due to the growing population and industrial, agricultural and urban activities, soil contamination by heavy metals is consequently the most critical environmental problems as it poses significant impacts to the human health. Among the remediation methods available, electrokinetic technology has emerged as a potentiol in situ soil remediation, particulary effect in low-permeability soli which are often difficult to treat by other treatment techniqes. The removal contamination from soil under low power DC electric fields is primarily accomplished by electromigration, electroosmosis, electrophoresis and diffiusion. In recent years, combining electrokinetcs and other remediation techniqes has been widely Applied in the remediation of pollutants. In this study, three laboratory experiments involving: 1) enhanced electrokinetic with pH control of catholyte 2)combined enhanced electrokinetic with pH control of catholyte and ultrasonic remediation and 3)combined soil flushing and ultrasonic remediation were carried out for removal of heavy metals in naturally contaminated clay loam soil samples taken from the area around the lead and zinc mine with high concentration of heavy metals such as zinc, lead, manganese and iron(5710, 1973, 2529,41130 mg.kg-1, respectively). In electrokinetic experiments, aconstant voltage gradient of 2 Vcm-1was applied to the electrode embedded on both sides of plexiglass boxes with dimensions 50cm ×20cm×10cm(l×W×H) and the process was carried out for 12 days. HCL (2N) was added to the catholyte at regularintervals to neutralize OH ions produced by electrolysis. Ultasonic waves at 24khz frequency with a power of 300 watts continuously applied for two hours a day. Removal efficiency of lead for the three experiments was 17.10, 44.32 and 3.20 percent, repectively.these results showed an increase of 23 percent in removal efficiency of lead in the electrokinetic combined with ultrasonic. The results also showed that the removal of lead in
