تاثیر محلول کی لیت کننده و جریان پالسی بر شدت بخشی فرآیند الکتروکینتیک در آلودگی زدایی خاک حاوی روی و سرب

Abstract

اصلاح الکتروکینتیک گزینه­ ای موثر برای آلودگی­زدایی از خاک­ها می­باشد؛ اگرچه راندمان کار تابع عوامل متعددی است. در پژوهش حاضر، توانایی کی­ لیت کننده EDTA و جریان پالس در بهبود این روش، برای پاکسازی خاک­های ریزدانه حاوی ترکیب فلزات سنگین بررسی شد. بدین منظور، ابتدا نمونه مورد مطالعه با غلظت 5000 (میلیگرم/کیلوگرم) روی و سرب آلوده و سپس با گرادیان ولتاژ 2 ولت بر سانتیمتر (به صورت جریان پیوسته و پالس) در بازه ­های 7، 14 و 28 روز، تحت آزمایش الکتروکینتیک قرار گرفت. در این فرآیند، غلظت­های مختلف EDTA به مخازن آند و کاتد (بطور مجزا و همزمان) نیز اضافه شد. نتایج بدست آمده نشان داد در شرایط جریان پیوسته و فاقد کی­لیت­ساز (روش متداول الکتروکینتیک)، میزان رفع آلودگی به ویژه سرب اندک بوده که علت آن با توجه به روند تغییرات ریزساختار نمونه و هدایت الکتریکی آن در حد فاصل آند تا کاتد، کاهش دانسیته جریان ناشی از رسوب آلاینده در ماتریکس خاک ارزیابی گردید. در این حالت، افزایش زمان آزمایش (علی­رغم مصرف بیشتر انرژی) عمدتاً سبب تغییر موقعیت آلودگی در محیط پیرامون آند شده و تاثیر محدودی (حدود 20%) بر راندمان کل نشان داد. مشخص شد افزدون EDTA صرفاً به صورت محلول کاتولیت حتی با غلظت معادل آلودگی خاک، نیز تاثیری اندکی بر بهبود پاسخ الکتروکینتیک دارد. از طرفی، حضور کی­لیت کننده در هر دو مخزن دستگاه خصوصاً با اعمال جریان پالسی، باعث تسریع فرآیند پاکسازی می­شود. با استناد به مجموع نتایج آزمایش­های درشت­ساختاری، تصاویر SEM و آنالیزهای XRD، علت این ارتقاء رفتار به دو تغییر عمده در اندرکنش خاک-آلاینده نسبت داده شد. نخست آنکه، روش اخیر با توسعه نفوذ جبهه اسیدی به سمت کاتد و محدود کردن قابلیت پلاریزاسیون ذرات رس، سبب آرایش فولکوله و کاهش قابلیت نگهداشت آلودکی در خاک می­شود. همچنین این سیستم از طریق فرآیندهای بازانحلال، تشکیل کمپلکس­های پایدار و اختلال در ایجاد اولیه رسوب، سهم فازهای نامحلول را به شدت کم می­نماید. هم­افزایی این تغییرات نقش موثری در شتاب­دهی ساز و کارهای الکتروکینتیک داشته؛ بنحویکه در مقایسه با مدل متداول، ضمن کاهش 25 درصدی مصرف انرژی می­تواند تا 2/6 برابر راندمان استخراج آلودگی را افزایش دهد.