ارزیابی تاثیر آلاینده‌های فلز سنگین سرب و روی بر نشست‌پذیری خاک رسی‌ماسه‌دار

جلوگیری از نشت و انتقال شیرابه‌های مراکز دفن زباله عموما حاوی فلزات سنگین می‌باشد، یکی از مشکلات متداول زیست محیطی در سراسر جهان است. کانی‌های رسی به دلیل تبادل کاتیونی بین لایه‌ای با دیگر کاتیون‌های فلزی به عنوان جذب کننده‌های طبیعی بسیار مناسب شناخته می‌شوند. مطالعات پیشین نشان دهنده‌ی آن‌است که اندرکنش بین کانی‌های رسی با آلاینده‌های فلز سنگین می‌تواند با تغییر خصوصیات سطحی و ریز ساختاری موجب تغییر در خصوصیات ژئوتکنیکی این خاک‌ها شود. بنابراین هدف پژوهش حاضر، مطالعه تاثیر حضور آلاینده‌های فلز سنگین بر فرایند نشست‌پذیری خاک‌های رسی ماسه‌دار است. برای این منظور پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، آزمایش‌ها‌ی پراش پرتو ایکس، رسوب، جذب، تحکیم یک‌بعدی و تعیین حد روانی بر روی نمونه‌هایی که در معرض آلاینده‌های فلز سنگین سرب و روی قرارگرفته بودند، انجام شد. نتایج حاصل از آزمایش‌های پراش پرتو ایکس و رسوب بیان‌گر آن‌است که حضور آلاینده‌های فلز سنگین سرب و روی موجب تغییر ساختار از حالت پراکنده به درهم تبدیل‌شده و این شدت درهم شدن ساختار نیز با افزایش غلظت آلاینده‌های فلز سنگین افزایش‌یافته است به‌گونه‌ای که با این تغییر ساختار خاک میزان نسبت تخلخل اولیه و نشست‌پذیری نمونه‌ها کاهش یافته است. نتایج حاصل بیان‌گر آن‌است که، با افزایش غلظت آلاینده‌ی فلز سنگین سرب از 0 تا 25 سانتی مول بر کیلوگرم-خاک، نسبت تخلخل اولیه نمونه‌های مخلوط کائولینیت-ماسه با نسبت‌های 10، 25 و 40 درصد ماسه به ترتیب 17/0، 20/0 و 25/0 کاهش یافته است. همچنین این میزان کاهش برای نمونه‌های مشابه در حضور آلاینده فلز سنگین روی برابر 13/0، 16/0 و 18/0بوده است.

Evaluate the effects of heavy metal contamination on settlement properties of sandy clay

Preventing the penetration of leachate of landfill which contains heavy metal into the soil and aquifer layer is one of the most critical issues in the world. High capacity of Clay minerals to exchange cations with other metal onions, made it natural absorbent material. Previous studies show that interaction of clay and metal contaminations leads to variation of surface and micro-structure properties of clay which will results in the changing of geotechnical properties of clay. The aim of this study is to evaluate the settlement properties of sandy-clay kaolinite in the presence of heavy metal. Therefore after preparing samples some laboratory tests such as XRD, settling, absorbent, one dimensional consolidation and liquid limit determination done on the samples in the presence of lead and zinc. The results of XRD and settling show that the presence of lead and zinc change the structure of soil from disperse to flocculation. This phenomenon would intensify with the increase in contamination concentration. The change in structure of clay lead to decrease in void ratio and settlement properties. In addition the result of experiments show that, by increasing the concentration of lead heavy metal from 0 to 25 cmol/kg.soil the initial void ratio of sand-kaolinite with the ratio of 10, 25 and 40 would reduced 0.17, 0.20 and 0.25 respectively. Also this reduction for similar samples in the presence of zinc is 0.13, 0.16 and 0.18 respectively.