اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک آلوده به pb، cd و zn و راهکارهای افزایش کارایی آن

الکتروسینتیک یک شیوه ابتکاری برای اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین بوده و کارایی بالایی به ویژه از نظر کاهش زمان برای حذف فلزات سنگین از خاکهایی با ضریب آبگذری کم نسبت به روشهای متداول دارد. با این حال، روش مذکور در خاکهای آهکی و دارای ظرفیت جذب بالا برای فلزات سنگین، نیاز به مطالعه بیشتر دارد. در این پژوهش اصلاح یک خاک آهکی (23 درصد آهک) آلوده به zn، cd و pb که از مزرعه ای در مجاورت کارخانه سرب و روی شهرستان زنجان نمونه برداری شده بود، به روش الکتروسینتیک در ستونهای خاک دستخورده بررسی شد. خاک مورد نظر دارای غلظت بالایی از فلزات سنگین (mg kg?1 1400 zn =، mg kg?1 15cd = و mg kg?1 250 pb =) بود. در این تحقیق، علاوه بر تأثیر مدت زمان اعمال جریان الکتریکی (5 ، 10 و 15 روز)، تأثیر متغییرهایی نظیر محتوای رطوبتی اولیه خاک (اشباع، fc و fc7/0)، نوع محلولهای الکترولیت (آب مقطر، اسید استیک 01/0 مولار و edta 01/0 مولار)، تعدیل ph الکترولیت از طریق سامانه گردش الکترولیت و سامانه آندهای نزدیک شونده (جابجائی آند) و تأثیر شیب ولتاژ (33/1 و v cm-1 66/2) بر حذف سه فلز zn، cd و pb از خاک مذکور، بررسی شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که کارایی حذف فلزات مذکور بطور چشمگیری تحت تأثیر مدت زمان اعمال جریان الکتریکی، مقدار رطوبت خاک، نوع محلول الکترولیت، ph الکترولیت و جابجایی آند قرار دارد. در بین سطوح رطوبتی مختلف، حذف سه فلز در حالت اشباع با آب مقطر بالاترین مقدار را داشت، بطوریکه 33/31 درصد zn، 62/33 درصد cd و 82/18 درصد pb بعد از اعمال جریان الکتریکی به مدت 10 روز از خاک حذف شدند. با کاهش رطوبت از حالت اشباع به fc7/0 ، میانگین درصد حذف برای سه فلز مذکور بترتیب به44/18، 97/20 و 25/12 درصد رسید. حداکثر مقدار حذف zn، cd و pb از خاک با محلولهای آب مقطر، اسید استیک و edta بترتیب 22/26، 28/29، 89/13 درصد، 88/27، 51/30 و 05/13درصد و 25/43، 36/40 و 26/26 درصد بود. ظاهراً محلول 01/0 مولار edta به علت ایجاد کمپلکسهای پایدار با فلزات سنگین، بالاترین درصد حذف zn، pb و cd را داشت. بکارگیری محلول اسید استیک به علت مقدار بالای آهک خاک (% 23) در افزایش کارایی روش موثر واقع نشد. در سامانه جابجایی آند، درصد حذف برای سه فلز مذکور، بترتیب به 87/44، 83/45 و 39/26 درصد افزایش یافت. جابجائی آند مانع تجمع فلزات مذکور در میانه ستون گردید و مهاجرت یونی را تسریع کرد. جریان گردشی با بکارگیری آب مقطر موجب افزایش جزئی در کارایی حذف شد که دلیل آن پایین بودن دبی جریان (حدود 3/0 میلی لیتر در دقیقه) به علت هدایت هیدرولیکی پایین خاک بود. در تمام تیمارها و به ویژه در سامانه جابجایی آند، میانگین درصد حذف با شیب ولتاژ ثابت 66/2 ولت بر سانتی متر ستون خاک افزایش قابل توجهی نسبت به شیب ولتاژ v/cm 33/1 داشت. علت آن افزایش شدت جریان الکتریکی (عامل انتقال)، با افزایش ولتاژ بود. در بین سه فلز سنگین مورد نظر، در تیمارهای مختلفcd بیشترین مقدار حذف از خاک را داشت و zn و pb از نظر میانگین درصد حذف در مراتب بعدی قرار داشتند.