بررسي تأثير پساب شهري بر پارامترهاي شيميايي، فيزيكي و مكانيكي خاك (مطالعه موردي: منطقه مركزي شهر مشهد)

Effect of Urban Wastewater on Chemical, Physical and Mechanical Properties of Soil (Case Study: Central Area of Mashhad)

آلودگي با پساب شهري يكي از شايع‌ترين انواع آلودگي خاك در مناطق مسكوني و شهري است كه اثر قابل توجهي بر پارامترهاي فيزيكي و مقاومتي خاك دارد. در اين پژوهش اثر پساب شهري بر خصوصيات شيميايي و مهندسي نمونه‌اي خاك ريزدانه در مركز شهر مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور خصوصياتي نظير حدود آتربرگ، مقاومت تك محوري و پارامترهاي تحكيمي نمونه اوليه و نمونه‌هايي كه بصورت مصنوعي با درصدهاي مختلفي از پساب آغشته شده است، مقايسه گرديده است. نتايج اين پژوهش نشان داد كه مقاومت فشاري تك محوري و نشانه فشردگي (Cc) خاك مورد مطالعه با افزايش غلظت پساب ورودي و ايجاد تغيير در سيال ميان منفذي افزايش پيدا كرده است در حالي كه نشانه خميري و نشانه تورم (Cs) خاك با افزايش غلظت آلاينده‌ها در خاك كاهش نشان مي‌دهند. همچنين غلظت كم پساب در زمان كوتاه تاثير بيشتري در تغيير خصوصيات خاك داشته است. بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نشان مي‌دهد زماني كه نمونه خاك با پساب اشباع مي‌گردد، لايه‌اي از نمك‌ها به دور ذرات خاك تجمع يافته و سبب افزايش اندازه و سطح دانه‌ها و تغيير در ساختار خاك به الگويي مشابه الگوي دانه‌اي مي‌گردد. بنابراين دو عامل زمان و غلظت بر پارامترهاي فيزيكي و مقاومتي خاك تاثير گذار است و تاثير غلظت نسبت به زمان، شاخص‌تر مي‌باشد.

Chemical changes in the soil have a significant effect on its physical and mechanical properties and the rate of settlement. In this research, the effect of urban wastewater on chemical properties and soil engineering characteristics such as Atterberg limits, uniaxial compressive strength and consolidation parameters in central areas of Mashhad have been investigated. Based on the results, some chemical parameters such as Ca, Mg, Al and K decreased after the soil samples has been saturated by wastewater. Also, changing the chemical properties of the soil has changed its physical and mechanical parameters. For example, the consolidation parameters of the selected soil indicate that the (Cc) has increased over time with changes in the concentration of input wastewater. Also, the (Cs) has decreased over time and the rate of change in high concentrations is less. In addition, the results show that low concentrations of wastewater in short time have the greatest effect on reducing the uniaxial strength of soil. An examination of the electron microscope images shows that when the soil sample is saturated with wastewater, a layer of salt is accumulated around the soil particles, which expands the size and surface of the particles and also tends its structure towards the grain pattern. Therefore, simultaneously, the two factors of time and the change in concentration of wastewater affect the physical and mechanical parameters of the soil, and the effect of concentration on the time is more indicative.