مقایسه نحوه تغییرات رفتار خمیری و نفوذپذیری بنتونیت در حضور آلاینده های آلی و فلزسنگین

نفوذپذیری کم و قابلیت جذب آلایندههای گوناگون، بنتونیت را به عنوان مصالحی مناسب در مراکز دفن مهندسی زباله مطرح کرده است. حضور آلاینده در سیال منفذی و اندرکنش آلاینده با پولکهای رسی، خصوصیات فیزیکی و رفتاری خاک را تغییر میدهد. آلایندههای آلی و فلزات سنگین دو دسته عمده از آلایندههای زیستمحیطی در خاک به شمار میآیند. تحقیقات گذشته نشان میدهند که آلاینده آلی با کاهش ثابت دیالکتریک و فلز سنگین با افزایش ظرفیت و غلظت الکترولیت، لایه دوگانه را فشرده میکنند. لایه دوگانه فشردهتر، نفوذپذیری بیشتر و خاصیت خمیری کمتری را ایجاد میکند. با وجود توجه ویژه محققین و تحقیقات مختلفی که در خصوص فرایند اندرکنش آلایندههای آلی و فلز سنگین با کانیهای رسی انجام شده است، در زمینه مقایسه تغییر خصوصیات مهندسی بنتونیت در اندرکنش با آلایندههای فوق تحقیقات محدودی انجام گرفته است. هدف این مقاله مقایسه تغییر رفتار خمیری و نفوذپذیری بنتونیت آلوده شده با آلایندههای آلی (متانول، اتانول، استیک اسید و دایوکسان) و فلز سنگین (روی و سرب) میباشد. به این منظور، آزمایشات حدود اتربرگ و تحکیم بر نمونههای بنتونیت آلوده شده با غلظتهای مختلف آلاینده آلی انجام شد و با نتایج موجود بنتونیت آلوده شده با فلز سنگین مقایسه شد. نتایج حاصل با مدل تیوریک لایه دو گانه گوی- چپمن مقایسه شده و تاثیر پارامترهای مختلف مدل شامل ثابت دیالکتریک، ظرفیت کاتیون، شعاع هیدراته و غلظت فلز سنگین و تاثیر آنها بر خصوصیات خمیری و نفوذپذیری بنتونیت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که افزایش غلظت در حضور آلاینده آلی سبب کاهش خصوصیات خمیری و افزایش ضریب هدایتهیدرولیکی بنتونیت میشود. به طوریکه افزایش غلظت آلاینده آلی از 10 درصد به 40 درصد در نسبت تخلخل 2 ،نفوذپذیری را برای اتانول در حدود 10 برابر، متانول 7 برابر و در حضور استیک اسید 4 برابر افزایش داده است. به طوری که ثابت دیالکتریک، لزجت سینماتیکی و اندازه مولکولی تغییررفتار بنتونیت را در حضور سیال آلی کنترل میکند. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهند که تفاوت حد روانی بنتونیت در ثابت دیالکتریک یکسان به ازای سیالات آلی متفاوت با لحاظ کردن اثر تفاوت در لزجت نسبی سیال قابل توجیه بوده که عدم تطابق نتایج آزمایشگاهی با نظریه لایه دوگانه، از اینمنظر قابل تجزیه و تحلیل است.

Keywords:

بنتونیت , آلاینده آلی , آلاینده فلز سنگین , رفتار خمیری , نفوذپذیری , ثابت دیالکتریک