تثبیت و جامدسازی خاک آلوده به سرب با سیمان منیزیم فسفات و سیمان پرتلند

Abstract

زمینه و هدف: تثبیت و جامدسازی فرایندی کاربردی و کم هزینه در کاهش نشت فلزات سنگین از خاک آلوده می‌باشد. همیندکننده‌های معدنی مانند سیمان منیزیم فسفات و سیمان پرتلند بطور عملیاتی و در مقیاس بزرگ در این فرایند قابل استفاده می‌باشند. در این مطالعه کارایی سیمان منیزیم فسفات و سیمان پرتلند در تثبیت و جامدسازی با یکدیگر مقایسه می‌شوند. مواد و روش‌ها: در این مطالعه خاک مورد استفاده با غلظت های 500، 1000 و 5000 گرم سرب بر کیلوگرم خاک، آلوده شد. سپس از سیمان منیزیم فسفات و سیمان پرتلند با نسبت وزنی سیمان به خاک خشک برابر 25%و %50 برای تثبیت و جامدسازی خاک آلوده به فلز سرب استفاده شد. سپس ملات خاک و سیمان با آب دوبار تقطیر با نسبت وزنی سیمان به آب برابر 5/0 آماده شد. نمونه‌های ساخته شده پس از نگهداری به مدت 7 و 28 روز مورد آزمایش مقاومت فشاری، روش استخراج ویژه سمیت (TCLP)، گیرش اولیه و نهایی و پراش اشعه ایکس(XRD) قرار گرفتند. یافته‌ها: نتایج نشان داد که استفاده از سیمان منیزیم فسفات به جای سیمان پرتلند سبب کاهش غلظت سرب در شیرابه TCLP، کاهش زمان گیرش و افزایش ظرفیت بافری و تشکیل کریستال‌های حاوی سرب در نمونه می‌شود. بطوریکه در نمونه‌های 28 روزه حاوی خاک با غلظت سرب mg/kg 5000 و نسبت وزنی سیمان به خاک برابر 50% و 25% غلظت سرب در شیرابه TCLP نمونه‌ تثبیت شده با سیمان منیزیم فسفات بترتیب برابر mg/L 41/0 و mg/L 15/1 و در نمونه‌های تثبیت شده با سیمان پرتلند بترتیب برابر mg/L 92/4 و mg/L 04/12 بود. هرچند که استفاده از این نوع سیمان به جای سیمان پرتلند سبب کاهش مقاومت فشاری 7 و 28 روزه شد. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج این مطالعه استفاده از سیمان منیزیم فسفات به جای سیمان پرتلند در فرایند تثبیت و جامدسازی خاک آلوده سبب کاهش نشت فلزات سنگین به محیط زیست، کاهش زمان گیرش و در نتیجه کاهش هزینه نگهداری، وسایل و تجهیزات خواهد شد.