تاثير ظرفيت و غلظت كاتيون بر نتايج آناليز پرتو ايكس كاني رسي اسمكتيت

پراش پرتو ايكس (XRD) از ديرباز براي شناسايي نوع كاني‌هاي رسي مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از اين فناوري در شناخت رفتار ريزساختاري خاك هاي رسي نيز بسيار مفيد است. از آنجا كه شدت و موقعيت قله هاي پراش پرتو ايكس كاني هاي رسي متناسب با چگونگي قرارگيري پولك ها و تغيير در ضخامت لايه ي دوگانه ي آنها تغيير مي كند، اين روش مي‌تواند تا حدود زيادي بازگو كننده ي تغييرات رفتاري خاك هاي رسي در شرايط مختلف زيست محيطي باشد. به اين منظور، اين مقاله به بررسي تاثير ظرفيت و غلظت كاتيون ها بر نتايج پراش پرتو ايكس كاني رسي اسمكتيت (از ديدگاه ريزساختاري) و تناسب آن با چگونگي رسوب‌گذاري و تغييرات نفوذپذيري خاك (كه معرف رفتار خاك از ديدگاه درشت‌ساختاري است) مي‌پردازد. كاتيون هاي مورد استفاده در اين پژوهش، كاتيون سديم به صورت نمك هاي NaCl و Na2CO3 به عنوان كاتيون تك ظرفيتي و كاتيون هاي كلسيم و سرب به صورت نمك هاي CaCl2 و Pb(NO3)2 به عنوان كاتيون هاي دو ظرفيتي بوده است. همچنين اين تغييرات در مورد سرب افزوده شده به نمونه اسمكتيت حاوي درصدهاي مختلف كلسيت (CaCO3) نيز مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان‌دهنده ي آن است كه بر اثر برهم كنش نمك با كاني رسي، موقعيت و شدت قله ي اصلي رس ثابت نمي ماند. اين در حالي است كه ساختار اين نمونه‌ها بر حسب ظرفيت و غلظت نمك موجود در ساختار خاك، به‌طور محسوسي تغيير مي‌كند. به‌طور كلي مي‌توان گفت با چشم پوشي از واكنش هاي پيچيده ي عوامل موجود در خاك- الكتروليت تعليقي، حضور غالب يك كاتيون در ساختار خاك سبب تغيير در ساختار خاك مي شود كه اين تغيير از ديدگاه ريزساختاري (XRD) و نيز درشت‌ساختاري (مانند رسوب‌گذاري) قابل تشخيص است. نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه حضور كربنات در افزايش ظرفيت خاك ميانگر بيش از حضور يون بي كربنات در افزايش پتانسيل سطحي رس در فرايند برهم كنش خاك- آلاينده تاثيرگذار است.

XRD analysis is used to distinguish the type of clay minerals in soils. This is also a helpful method to investigate the microstructure of soils. Generally, the intensity and position of XRD peaks are a function of fabric of clay particles and the thickness of double layer. Therefore, this method can be used to evaluate the behaviour variations of clayey soils under different environmental conditions. This paper is aimed to focus on the influence of cation valence and concentration on the results of X-ray analysis for smectite clay mineral from micro-structural (by the use of x-ray analysis) and macro-structural (by the use of sedimentation and permeability tests) points of view. NaCl and Na2CO3 were used as a source of mono-valence cations and CaCl2 and Pb(NO3)2 were used as the source of di-valence cations. Furthermore, the behaviour is investigated after addition of lead nitrate to the calcite treated smectite. The results indicate that after addition of salt and heavy metal to smectite samples, the position and intensity of XRD peaks will change. In addition, the fabric variations of samples are function of valence and concentration of salts. The micro-structural and macro-structural changes are distinguishable for samples through experimental investigation. The results of this paper show that the presence of carbonate for increasing the buffering capacity of soil has more impact on the interaction process of soil-contaminant than the influence of PDI ions in increasing the surface potential of clay minerals.