بررسی بازدهی روش شستشوی خاک جهت پاکسازی خاک آلوده به ترکیبات نفتی (tph)

امروزه، آلودگی خاکها و آبهای زیر زمینی توسط آلاینده های آلی سمی و یا خطرناک، به عنوان یک معضل زیست محیطی، در گستره ی وسیعی، مطرح شده و رفع ترکیبات آلی آبگریز از این محیط ها مورد توجه زیاد قرار گرفته است. یکی از این آلاینده ها، نفت است. عمده نگرانی زیست محیطی مربوط به نفت خام، این است که اگر به دقت به کار گرفته نشود، ممکن است خطرات قابل توجه ای برای سلامت بشر و اکولوژی زمین در طی تمام مراحل تولید، فرایند و مصرف به بار آورد. با رشد علاقه مندی به پاکسازی زیست محیطی، روش های متعددی برای تصفیه ی سایتهای آلوده به هیدروکربنهای نفتی ارایه شده است. یکی از این روش ها، خاک شویی بهبود یافته به کمک سورفکتانت (ماده ی سطح فعال) یا شوینده می باشد. در این پروژه، روند پاکسازی خاک آلوده به نفت خام در یک فرایند شستشویی به کمک محلول سورفکتانت بررسی شده است. بدین منظور، خاک تمیز از عمق 10 تا 30 سانتیمتری، از منطقه ی نسبتاً غیر آلوده در نزدیکی پوند آلوده ی شماره ی چهار پالایشگاه تهران، نمونه برداری شد. خاک، پس از خشک شدن، جهت جداسازی ذرات درشت و همچنین برای یکنواخت سازی، از الک نمره ی 10 (2 میلیمتر) عبور داده شد و سپس به مدت حدود 3 ساعت در دمای 550 درجه سانتیگراد در داخل کوره قرار گرفت. خاک آماده شده، به کمک نفت خام پالایشگاه تهران، با غلظت اولیه ی 50 گرم نفت در یک کیلوگرم خاک، آلوده شد. به منظور اطمینان کامل از جذب آلاینده در خاک، فرایند پاکسازی پس از 3 هفته از زمان آلودگی و به کمک محلول های سورفکتانت و با استفاده از دستگاه جار تست، در دمای اتاق و با سرعت ثابت 250 دور در دقیقه انجام گرفت. نمونه های شسته شده پس از خشک شدن، مطابق استاندارد moopam، به کمک ml 200 مخلوط هگزان/دی کلرومتان (1به1) و با استفاده از دستگاه سوکسله، به مدت 8 ساعت مورد استخراج قرار گرفت. هیدروکربن های الیفاتیک و اروماتیک، طبق استاندارد moopam به روش کروماتوگرافی ستونی جدا شده و سپس با استفاده از یک دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارساز یونش شعله ای (gc/fid)، به طور جداگانه مورد اندازه گیری قرار گرفتند. در قسمت اول، توانایی یک محلول سورفکتانت غیر یونی (triton x100: tx100) و یک سورفکتانت آنیونی (sodium dodecyl sulfate: sds) در چهار غلظت 0، 5/0، 0/2 و g/l 0/4 بررسی شد. در مرحله دوم، پس از انتخاب سورفکتانت مناسب (tx100)، اثر حجم محلول، زمان شستشو، سن آلودگی و تکرار شستشو بر حذف ترکیبات نفتی (اعم از الیفاتیک و اروماتیک) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از سورفکتانتها، می تواند بازدهی حذف ترکیبات نفتی را افزایش دهد. در این پروژه، پس از استفاده از محلول-های g/l 5/0، بازدهی حذف ترکیبات الیفاتیک در مقایسه با خاک شویی با آب تنها (بدون افزودن شوینده)، به میزان 1/5% (برای شوینده آنیونی) و 2/14% (برای سورفکتانت غیر یونی) افزایش یافت. این مقادیر، در غلظت g/l 0/4، در مقایسه با شستشو با آب تنها، 6/15 و 3/37% به ترتیب برای شوینده ی آنیونی و غیر یونی به دست آمد. در غلظت g/l 0/4، این افزایش برای ترکیبات اروماتیک در حدود 0/19% برای شوینده ی آنیونی و 3/47% برای سورفکتانت غیر یونی بود. این نتایج، گواه کارایی مثبت شوینده ها در حذف آلاینده های نفتی تلقی می گردد. همچنین مشخص شد توانایی tx100 در حذف ترکیبات الیفاتیک و اروماتیک، در مقایسه با sds، بیشتر است. در تمام آزمایشها نیز میانگین حذف اروماتیکها، از میانگین حذف الیفاتیکها (بدلیل کم بودن غلظت اولیه ی اروماتیکها در خاک) بیشتر بدست آمد. در ادامه مشخص شد که با افزایش حجم محلول tx100 از 100 به ml 800 ، میانگین حذف الیفاتیکها و اروماتیکها به ترتیب 7/23 و 9/28% افزایش داشته است. همچنین بازدهی حذف آلاینده های نفتی، از زمان 30 به 60 دقیقه شستشو، با جهش قابل ملاحظه ای همراه بود، لذا زمان یک ساعت به عنوان مناسب ترین زمان شستشو انتخاب گردید. علاوه بر این با افزایش سن آلودگی، به دلیل افزایش جذب آلاینده به خاک، کارایی حذف، کاهش داشت. همچنین تکرار شستشو باعث افزایش بازدهی حذف گردید؛ بطوری که ترکیبات الیفاتیک، پس از یک، دو و چهار مرتبه شستشو، به ترتیب، 4/38، 8/45 و 3/53% و اروماتیک ها به ترتیب، 5/47، 7/55 و 7/75% حذف شدند.