وحیدرضا اوحدی

چکیده: با رشد صنعت و شهرسازی در ده های اخیر، حجم زیادی از آلاینده فلز سنگین وارد خاک شده، که بیشتر از استانداردهای جهانی است. آلاینده های فلز سنگین خصوصیات مهندسی خاک را تحت تأثیر قرار داده و از دیدگاه زیست محیطی برای سلامتی بشر مضر است. احتمال نشت فلز سنگین به همراه حرارت ناشی از زباله هسته ای، به خاک بنتونیت اطرف زباله که باعث تغییر در خصوصیات مهندسی خاک می شود، وجود دارد. از طرف دیگر خاک های رسی در مواردی همچون اصلاح حرارتی خاک های آلوده به فلز سنگین، تثبیت حرارتی و ساخت مصالح ساختمانی همواره تحت حرارت قرار می گیرند. به این جهت پژوهشگران مطالعات بسیاری در خصوص تأثیرات حرارت و آلاینده فلز سنگین بر خصوصیات خاک و روش های رفع آلودگی این فلزات انجام داده اند. روش اصلاح حرارتی از دیرباز به منظور کاهش تحرک پذیری آلاینده فلز سنگین مورد توجه بشر بوده است. با وجود مطالعات وسیع در زمینه ی اصلاح حرارتی خاک ها، توجه جامعی به مکانیزم جامدسازی آلاینده در خاک های رسی دارای کربنات کلسیم و تعیین نقش کربنات کلسیم در فرایند جامدسازی نشده است. بر این اساس هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر حرارت و آلاینده فلز سنگین بر تغییرات ریزساختاری خاک رسی و نحوه جامدسازی آلاینده در حضور و عدم حضور کربنات کلسیم در درجه حرارت های مختلف است. بدین منظور دو نوع خاک رسی بنتونیت کربنات دار و کربنات زدایی شده در ترکیب با آلاینده فلز روی در غلظت های 20، 70 و 120 سانتی مول بر کیلوگرم خاک در معرض سطوح حرارتی مختلف، 25 تا 1000 درجه سانتی گراد با گام تقریباً 100 درجه، به مدت 2 ساعت قرار گرفته اند. در ابتدا با استفاده از آزمایش های درشت ساختاری همچون حدود اتربرگ و هیدرومتری به بررسی تغییر ساختار خاک بنتونیت کربنات دار و کربنات زدایی شده تحت حرارت و آلاینده فلز روی پرداخته شده است. در این پژوهش برای ارزیابی آلودگی فلز سنگین در خاک رسی و مقدار جامدسازی آن در دماهای مختلف اصلاح حرارتی، از آزمایش شستشوی مواد سمی (TCLP)، استفاده شده است. سپس برای تحلیل و بررسی دقیق مکانیزم جامدسازی آلاینده از دیدگاه ریزساختاری از آزمایش های pH، اندازه گیری هدایت الکتریکی (EC)، استخراج متوالی آلاینده فلز سنگین (SSE)، تیتراسیون و پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شده است. طبق نتایج بدست آمده در این پژوهش تأثیر توأم آلاینده فلز روی و حرا