كليدواژه :
ﻓﻠﺰات ﺳﻨﮕﯿﻦ , واﺟﺬب , ﻓﺎﺿﻼب ﺧﺎم , ﺳﺘﻮن ﺧﺎك , اﻧﺘﻘﺎل
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: مطالعه فرآيندهاي جذب و واجذب فلزات سنگين در خاك بمنظور ارزيابي چگونگي انتقال وياتجمع فلزات وتعيين سرنوشت آنهادر لايه هاي خاك مسئله مهمي است كه توجه بسياري از محققين رابه خود جلب نموده است. توانايي انتقال فلزات تجمع يافته درلايه هاي خاك در اثر نفوذ جريانهاي سطحي، بارش وحتي نفوذ فاضلابهاي شهري وصنعتي در خاك از يك سو و واجذب فلزات از خاك بصورت محلول وانتقال آنها و نهايتا تراوش در آبهاي زيرزميني و آلوده نمودن آنها از سويي ديگر باعث شده تا اهميت اين مطالعات بيشترگردد. جريان فاضلاب خام در لايه هاي خاك نيز بواسطه فرآيند جذب و واجذب، باعث انتقال فلزات در ستون خاك مي شود. هدف از اين تحقيق كه بصورت عمليات ميداني اجرا شد، بررسي وارزيابي فرآيند واجذب فلزات نيكل، روي وسرب موجود در خاك شهرك صنعتي سمنان است كه در اثر نفوذ فاضلاب خام از خاك واجذب مي شوند.
مواد و روشها: با نفوذ دادن فاضلاب خام اين شهرك، تغييرات غلظت فلزات در لايه هاي خاك اندازه گيري شده و مورد بررسي و ارزيابي آماري قرار گرفت بنابراين براي نفوذ دادن فاضلاب در خاك يك چاهك نفوذ حفاري شد. نمونه برداري از خاك از عمقهاي 20 تا 300 سانتيمتري زير چاهك نفوذ انجام گرديد. قبل از اينكه نفوذ انجام شود از لايه هاي زيرين چاهك نفوذ نمونه هايي تهيه و غلظت آنها بعنوان غلظت اوليه تعيين شد وپس از نفوذ نيز از همان عمقها مقادير غلظت فلزات سنگين بعنوان غلظت ثانويه منظور شد. همچنين ارزيابي آماري براي مقايسه ميانگين ها در نمونه هاي زوجي بمنظور تعيين اثر فرآيند واجذب اين فلزات در كل ستون خاك انجام گرديد و ازنرم افزار SPSS18 براي آناليز داده ها استفاده شد.
يافته ها: نتايج نشان داد كه براي هر سه فلز مورد مطالعه، جابجايي مركز توده جرمي ماكزيمم به لايه هاي پايينتر اتفاق افتاده است. از ارزيابي آماري مشخص شد كه در ستون خاك مورد بررسي، فرآيند واجذب فلز نيكل از خاك به محلول فاضلاب موثر بود در حاليكه فلزات روي وسرب چندان تحت تاثير فرآيند واجذب قرار نگرفته اند. نسبت انتقال فلزات نيكل، روي وسرب بترتيب 136، 21 و10 بدست آمد. غلظت فلزات نيكل، روي وسرب در محلول فاضلاب در انتهاي ستون خاك بترتيب 07/4، 95/1 و25/1 ppm محاسبه شد.
نتيجه گيري: نفوذ جريان فاضلاب باعث انتقال همه فلزات به لايه هاي پائينتردر ستون خاك ميشود. فلز نيكل سريعتر از دو فلز ديگر به آبهاي زير زميني تراوش مي كند. رتبه بندي فلزات تحت تاثيرفرآيند واجذب وبراساس تحركپذيري وهمچنين براي ميزان تراوش به آبهاي زيرزميني بصورت (Ni>Zn>Pb) بدست آمد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: The study of adsorption/desorption process for heavy metals in soil and the evaluation of how these are transferred or accumulated or what happens to them in layers of soil is an important issue, that has attracted the attention of many researchers. Ability of accumulated metal transfer in layers of soil, because of surface water infiltration, precipitation and even infiltration of municipal and industrial wastewater in soil on one hand, and desorption of metals from soil as solution and their transfer and percolation into groundwater, which causes groundwater pollution, on the other hand are among other reasons which add to the importance of these types of research. Flow of raw wastewater in layers of soil due to adsorption/desorption process leads to transport of metals in soil column. This research was carried out as field operations, the aim of which was to assess desorption process for metals Ni, Zn and Pb that exist in soil in Semnan industrial region due to raw wastewater infiltration that are released from soil.
Materials and methods: After the region raw wastewater infiltration, changes of concentration of metals in soil layers were measured and a statistical assessment was carried out with data, then for infiltration of wastewater to be applied in soil a pit was excavated. Soil sampling from the lower layers of the infiltration pit was done and Samples depth was from 20 to 300 cm in different layers. Before infiltration of wastewater, samples from the lower depths of the infiltration pit was obtained and used for determining the initial concentration in the soil layers (pre-infiltration) and after infiltration of wastewater, amount of heavy metals concentrations in the same depths are considered as post-infiltration data. A statistical assessment was carried out for evaluating the effect of desorption process (a paired-samples T-test is used for comparison of means) for each metal in the total soil column. This assessment was conducted by using statistical package SPSS18.
Results: The results indicate that, displacement in the center of mass happens from the top to the lower layers for the three metals. The statistical assessment indicated in this soil column, desorption process of Ni from soil to wastewater solution was effective, but for metals Zn and Pb was not. Transport ratio was calculated and for Ni, Zn and Pb were 136, 21 and 10, respectively. Dissolved concentration was calculated for Ni, Zn and Pb at the end of soil column were 4.07, 1.95 and 1.25 (ppm), respectively.
Conclusion: wastewater infiltration leads to transfer of all of metals towards more depths in soil column. Ni percolates into the groundwater much faster than other metals. The order obtained from metals affected by desorption process and amount of percolation into ground water was Ni>Zn>Pb
