مشخصات پژوهش

عنوان	تاثیر مقدار سیمان، بنتونیت و نوع آلاینده فلز سنگین بر نتایج آزمایش‌های TCLP و TCLP پیش‌رونده
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	TCLP،TCLP پیش‌رونده، بنتونیت، تثبیت/جامدسازی، سرب، کادمیوم، مس، pH.
چکیده	آلاینده‌های فلز سنگین در خاک رسی باعث تغییر خصوصیات خاک شده و این امر موجب افزایش قابلیت حرکت و انتشار آلاینده‌ها در خاک می‌شود. روش تثبیت و جامدسازی پایه سیمانی از متداول‌ترین و پربازده‌ترین روش‌های به کار رفته برای کنترل انتشار آلاینده‌های فلز سنگین در خاک‌ رسی است. این روش با دو مکانیزم تثبیت شیمیایی و جامدسازی فیزیکی باعث نگه‌داری فلز سنگین در ماتریس خاک و سیمان شده و در نتیجه تحرک‌پذیری آلاینده‌ها را کاهش می‌دهد. برای ارزیابی عملکرد روش تثبیت و جامدسازی، معیار‌های مختلفی از جمله مقاومت نمونه‌ها، هدایت هیدرولیکی و شرایط نشت آلاینده‌ها از نمونه‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای بررسی شرایط نشت به طور معمول از آزمایش TCLP مطابق با آیین‌نامه EPA آمریکا استفاده می‌شود. با این وجود محققین بسیاری به محدودیت‌های این آزمایش در بررسی مواد پایه سیمانی اشاره کرده-اند. هدف این پژوهش تعیین رفتار واجذبی آلاینده‌ها از ماتریس خاک رسی- آلاینده فلزسنگین- سیمان در بازه‌های pH متفاوت توسط آزمایش TCLP پیش‌رونده با درصد‌های مختلف سیمان و غلظت‌های متفاوت آلاینده فلز سنگین است. در این پژوهش از خاک رسی بنتونیت با کانی غالب مونت‌موریلونیت و فلزات سنگین سرب، مس و کادمیوم استفاده شده که با درصد‌های سیمان ۳۰ و ۵۰، خاک‌های آلوده به فلزات سنگین تثبیت و جامدسازی شده‌اند. سیمان مورد استفاده برای تثبیت و جامدسازی، سیمان پرتلند تیپ II است. برای دستیابی به هدف پژوهش در ابتدا آزمایش TCLP استاندارد بر روی نمونه‌های بنتونیت آلوده به غلظت‌های مختلف فلزات سنگین و تثبیت و جامدسازی شده با درصد‌های متفاوت سیمان انجام شد. در ادامه آزمایش TCLP پیش‌رونده برای مقایسه نتایج نشت در بازه‌های مختلف pH در مقایسه با نتایج TCLP بر روی نمونه‌ها صورت گرفت. در آخر به منظور بررسی ریزساختاری و تعیین مکانیزم‌های تاثیر‌گذار بر نگه‌داری فلزات سنگین در ماتریس خاک رسی - فلزات سنگین- سیمان آزمایش XRD بر روی نمونه‌ها در مراحل مختلف انجام شد. داده‌های به دست آمده از آزمایشات‌ نشان می‌دهد که با در معرض شرایط اسیدی قرار گرفتن نمونه‌های تثبیت و جامدسازی شده پایه‌سیمانی، با کاهش pH، میزان استخراج فلزات سنگین در بازه‌های مختلف، وابسته به الگوی انحلال‌پذیری آن‌ها بوده و کمترین میزان استخراج برای فلز سنگین سرب در محدوده pH ۸.۵ تا ۱1، فلز سنگین کادمیوم محدوده pH ۱۰ تا ۱۲ و برای فلز سنگین مس بازه pH ۷.۵ تا۱۰به دست آمده است. این امر به دلیل غالب بودن مکانیزم تثبیت، در این بازه‌ها است. در خارج از بازه‌های رسوب آلاینده‌های فلز سنگین، درصد سیمان بیشتر و میزان غلظت اولیه فلز سنگین کمتر منجر به نشت کمتر فلز سنگین شده است. بیشترین تاثیرگذاری مکانیزم جامدسازی در مرحله اول TCLP پیش‌رونده و یا همان TCLP استاندارد بوده است و بیشترین شدت قله C-S-H برگرفته از آزمایش XRD مربوط به این نمونه‌ها بوده است. در نهایت آزمایش TCLP استاندارد برای بررسی قابلیت نشت خاک‌های رسی آلوده به فلزات سنگین تثبیت و جامدسازی شده با سیمان در معرض شرایط اسیدی و نوسانات pH، به دلیل وابستگی زیاد استخراج فلزات سنگین به شرایط pH، نتایج واقع گرایانه‌ای نداده و الزامی است که از آزمایش‌ TCLP پیش‌رونده برای بررسی جامع‌تر و دقیق‌تر شرایط نشت خاک‌های آلوده به فلز سنگین و تثبیت و جامدسازی شده با سیمان استفاده گردد.
پژوهشگران	وحیدرضا اوحدی (استاد راهنما)، مهدی سلیمی (دانشجو)