حرکت فلز های سنگین در ستون های خاک با استفاده از پس آب زباله شهرداری

هدف از این پژوهش ارزیابی اثر ساختمان و بافت خاک بر حرکت فلزهای سنگین در شرایط رطوبتی اشباع و غیراشباع است. در این پژوهش از طرح فاکتوریل با 3 فاکتور در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار استفاده شد. تیمارهای آزمایشی شامل بافت خاک ( لوم شنی و لوم رسی)، ساختمان خاک (دست خورده و دست نخورده) و رطوبت خاک (اشباع و غیراشباع) بودند. جهت برقراری جریان اشباع ماندگار، شدت جریانی معادل بیشترین ضریب آبگذری و برای برقراری جریان غیراشباع ماندگار، شدت جریانی معادل سه چهارم کمترین ضریب آبگذری به ستون های خاک اعمال گردید. پس از برقراری جریان ماندگار، حجمی از شیرابه زباله معادل نصف پوروالیوم محاسبه شده برای هر کدام از تیمارها، که محتوی فلزهای سنگین نیکل، مس، روی، کادمیوم و سرب و یون های پتاسیم، سدیم، منیزیم و کلسیم بود به ستون های خاک مربوط به آن تیمار اضافه شد. سپس آبشویی ستون ها تا 5 برابر حجم آب منفذی ادامه یافت. نمونه برداری از زه آب به فواصل 2/0 حجم آب منفذی انجام شد. غلظت فلزهای سنگین روی، کادمیوم، مس، نیکل و سرب توسط دستگاه جذب اتمی و غلظت یون های سدیم و پتاسیم توسط دستگاه فلیم فتومتر در زه آب خروجی اندازه گیری شدند؛ همچنین غلظت کلسیم و منیزیم نمونه ها نیز توسط روش تیتراسیون برگشتی بدست آمدند. نتایج بدست آمده از رسم منحنی های رخنه نشان داد که اختلاف معنی داری در حرکت فلزهای سنگین در تیمار های آزمایشی وجود داشت. در ستون های خاک دست نخورده، اوج منحنی رخنه سریع تر و بالاتر از ستون های خاک دست خورده مشاهده شد، که علت آن را می توان به حضور جریان ترجیحی نسبت داد. در ستون های دست نخورده با بافت لوم رسی، خروج فلزها سریع تر بود، که نشان گر تأثیر مثبت رس در بهبود و توسعه ساختمان خاک و ایجاد مسیرهای ترجیحی بیشتر در خاک های لوم رسی نسبت به خاک های لوم شنی است. در تیمارهای دست خورده نتایج کاملاً عکس تیمار دست نخورده بود، بدین ترتیب که مقدار عناصر خروجی از ستون های لوم شنی بالاتر از ستون های لوم رسی بود؛ در ستون های دست خورده حضور مقادیر بالای رس در خاک های لوم رسی سبب جذب بیشتر عناصر به سطوح ذرات خاک شده و از مقدار عناصر خروجی می کاهد. همچنین نتایج نشان دادند که میزان رطوبت بر مقدار حرکت فلزها تأثیر گذار می باشد؛ بطوریکه در شرایط رطوبتی اشباع خروج فلزها و یون ها نسبت به شرایط غیراشباع دارای مقدار خروجی بیش تر بود و نقاط اوج منحنی های رخنه در حجم های آب منفذی پایین تر ظاهر شدند. نتایج مدل سازی نشان دادند مدل mim، در هر چهار تیمار ستون های خاک و در هر دو شرایط رطوبتی اشباع و غیر اشباع برازش خوبی بر داده های منحنی رخنه کلیه عناصر مورد بررسی دارد. اثر بافت خاک و ساختمان خاک بر پارامترهای برآورده شده ضریب انتشارپذیری (? ) و محاسبه شده انتشارپذیری ظاهری (d)، ضریب جذب (kd) ، عدد پکله (pe) و ضریب دیرآیی (r) با استفاده از نرم افزار hydrus-1d در شرایط جریان اشباع و غیر اشباع بررسی شدند. نتایج نشان دادند که روند کلی مقدار ? و d در هر دو شرایط رطوبتی اشباع و غیر اشباع برای چهار تیمار خاک مورد بررسی به ترتیب لوم رسی دست نخورده < لوم شنی دست نخورده < لوم شنی دست خورده < لوم رسی دست خورده بود. روند کلی تغییرات عدد پکله بین چهار تیمار در هر دو شرایط اشباع و غیر اشباع کاملاً برعکس روند تغییرات انتشارپذیری و ضریب انتشار ظاهری بود. مقادیر ضریب جذب نیز در هر دو شرایط رطوبتی در تیمار لوم رسی ( میانگین نوع ساختمان) بالاتر از تیمار لوم شنی بود. حضور مقادیر بالای رس و سطوح جذبی فعال در بافت لوم رسی سبب افزایش مقدار ضریب جذب در این خاک ها شده است. مقادیر ضریب دیرآیی در هر دو شرایط رطوبتی روندی مشابه را نشان دادند، بطوریکه مقدار ضریب دیرآیی در تیمار لوم رسی دست خورده بالاترین و درتیمار لوم شنی دست نخورده پایین ترین بودند.