بررسی رفتار آبشویی عناصر سنگین از لجن فاضلاب جامد شهری و تاثیر لجن بر توزیع عناصر سنگین در چند خاک آهکی

در سراسر دنیا کارخانه های تیمار فاضلاب مقادیر بالایی لجن فاضلاب جامد شهری (mss) تولید می کنند. امروزه این ماده به طور گسترده ای به عنوان کود در زمین های کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. طبیعتاً، لجن فاضلاب حاوی غلظت های بالایی از فلزات سنگین و عناصر پر مصرف است. بنابراین ضروری است که کیفیت و کمیت آبشویی این عناصر از mss مورد ارزیابی قرار بگیرد. در این مطالعه لجن فاضلاب جامد شهری مربوط به کارخانه ی تیمار فاضلاب تویسرکان برای بررسی رفتار آبشویی برخی از عناصر پر مصرف و فلزات سنگین موجود در آن با استفاده از آزمایش های آبشویی بسته و وابسته به پی اچ مورد آزمون قرار گرفت. همچنین ذرات لجن توسط میکروسکوپ الکترونی (sem) و روش پراش پرتو ایکس (xrd) مورد ارزیابی قرار گرفتند. از نتایج مشخص شد که طبق استانداردهای usepa مقدار فلزات سنگین موجود در لجن به غیر از روی کمتر از حدود قانونی کاربرد در زمین های زراعی می باشد. آزمایش آبشویی بسته با آب مقطر نشان داد که بخش آبشویی شده ی بیشتر فلزات سنگین به جز منگنز کم می باشد. ذرات لجن مشاهده شده توسط sem عموماً حالتی پلی کریستال، اندازه هایی نسبتاً دانه ریز و سطحی صاف داشتند. در نمونه ی mss با استفاده از روش xrd فازهای کریستالی پتاسیم تتراکلروزینکایت، آنهیدرید، هالیت، ملیلایت، کلسیت، هماتیت، کوارتز، روتیل و سیلویت از پیک های آنها تشخیص داده شد. ظرفیت خنثی سازی اسید (anc) این نمونه از پی اچ 6.8 تا 4 برابر mmolch+/kg 124 بود. از رفتار آبشویی فلزات سنگین بصورت تابعی از پی اچ رفتار آمفوتریک برخی عناصر مانند مس و روی مشاهده شد، که از طریق انحلال پذیری بالا در پی اچ های کم و زیاد و انحلال پذیری متوسط در شرایط خنثی مشخص شدند. برای سرب کمترین انحلال پذیری در پی اچ نزدیک به 7 مشاهده شد. رفتار آبشویی سدیم و پتاسیم تقریباً تغییرات کمی نسبت به پی اچ داشت و لذا می توان گفت که غلظت آبشویی آنها عمدتاً توسط انحلال پذیری کنترل می شود. علاوه بر این رفتار آبشویی کلر هم متفاوت بود و کمترین مقدار آبشویی آن در پی اچ 4 مشاهده شد. در نهایت منحنی های انحلال پذیری برای cu, fe, mn,zn,cd و pb بصورت تابعی از پی اچ به دست آمد، که برای تخمین رفتار آبشویی در سناریوهای مختلف بسیار مفید است.