28466

تثبيت و جامدسازي خاك آلوده به فلز سنگين سرب با استفاده از ژئوپليمر تك بخشي بر پايه سرباره مس

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- خاك و پي

1399

1402/2/31

عليرضا سعيدي عزيزكندي

دانشكده مهندسي عمران

آلودگي خاك به فلزات سنگين براي سلامتي انسان خطراتي را به دنبال دارد بنابراين پيدا كردن راهكار براي اين كنترل و رفع اين آلودگي توجه بسياري را به خود جلب‌كرده است. تثبيت و جامدسازي يك راهكار مناسب براي كنترل آلودگي ناشي از فلزات سنگين و اثرات جانبي ناشي از آن در خاك مي‌باشد. ژئوپليمرها به عنوان يك ماده دوست‌دار محيط‌زيست مي‌توانند با محبوس‌كردن فلزات سنگين در شبكه سه‌بعدي خود و يا تبديل آن‌ها به مواد شيميايي جديد بدون قابليت انحلال‌پذيري از انتشار فلزات سنگين در محيط‌زيست جلوگيري كنند. در اين پژوهش كارايي ژئوپليمر بر پايه سرباره مس و سرباره فولاد در تثبيت و جامدسازي فلز سرب در خاك رس بررسي شده است. آزمايش مقاومت فشاري براي بررسي پارامتر‌هاي مكانيكي و آزمايش‌ آبشويي روش سميت(TCLP) براي بررسي پتانسيل آبشويي از نمونه‌هاي تثبيت‌شده و تثبيت‌نشده مورد استفاده قرار گرفت. همچنين بررسي‌هاي ريزساختار با استفاده از آزمايش‌هاي XRF، XRD، FESEM-EDX-MAP و FTIR انجام پذيرفت. نتايج مقاومت فشاري نشان مي‌دهند كه ژئوپليمر سرباره مس و فولاد در شرايط عمل‌آوري خشك آون عملكرد مناسب‌تري نسبت به عمل‌آوري مرطوب از خود نشان دادند, همچنين مقاومت فشاري نمونه‌هاي با جايگزيني سرباره فولاد به‌علت تشكيل ژل (C-A-S-H) عملكرد بهتري نسبت به سرباره مس تنها داشتند, نتايج نشت نيز نشان دادند كه در همه جايگزيني‌ها با سرباره فولاد مربوط به جايگزيني 25 درصد سرباره فولاد به‌علت باقي ماندن پودر سرباره و تشكيل نشدن ژل با جايگزيني 50 درصد فولاد , نشت نسبتا كمتر بود. به‌طور كلي عمل‌آوري مرطوب در مدت 90 روز عملكرد بهتري در جلوگيري از نشت سرب نشان داد. افزايش غلظت سرب در تمامي نمونه‌هاي منجر به افزايش نشت آن شد.

1402/04/11

Stabilization/Solidification of Lead-contaminted soil using geopolymer based on Copper slag

5/20/2024 12:00:00 AM

Soil pollution with heavy metals poses risks to human health, so finding a solution to control and eliminate this pollution has attracted a lot of attention. Stabilization and solidification is a suitable solution to control pollution caused by heavy metals and its side effects in the soil. As an environmentally friendly material, geopolymers can prevent the release of heavy metals in the environment by trapping heavy metals in their three-dimensional network or converting them into new chemical substances without solubility.In this research, the effectiveness of geopolymer based on copper slag and steel slag in stabilization and solidification of lead metal in clay has been investigated. The compressive strength test was used to check the mechanical parameters and the toxicity method leaching test (TCLP) was used to check the leaching potential of stabilized and unstabilized samples. Also, microstructure investigations were performed using XRF, XRD, FESEM-EDX-MAP and FTIR tests. The results of compressive strength show that the geopolymer of copper and steel slag in oven dry processing conditions showed better performance than wet processing, also the compressive strength of the samples with replacement of steel slag due to the formation of gel (C-A-S-H) had better performance than copper slag alone. The leakage results also showed that in all replacements with steel slag related to the replacement of 25% steel slag due to the remaining slag powder and no formation of gel with the replacement of 50% steel, the leakage was relatively less. In general, wet processing showed a better performance in preventing lead leakage during 90 days. An increase in lead concentration in all samples led to an increase in its leakage.

ژئوپليمر , تثبيت و جامدسازي , فلزات سنگين سرب , خاك

Geopolymer , solidification/stabilization , heavy metal(lead) , soil

Maryam Khaki Firooz

Dr. Alireza Saeedi