دانلود پایان نامه درباره نفوذپذیری، هیدرولیک، تولید شیر، حفاظت محیط زیست

دانلود پایان نامه ارشد

و کیفیت (چگالی، نسبت تخلخل و محتوای رطوبت) میباشد ]12[. نوع و مقدار کانیهای رسی در خاکهای طبیعی مهمترین فاکتور است. خاکهای رسی به لحاظ داشتن انواع کانیهای رسی با مقادیر متفاوت جذب آب و املاح، نسبت به دیگر خاکها ارجحیت دارند. به دلیل اندازه ریز منافذ و ساختار پیچیده خلل و فرج، رسها دارای نفوذپذیری بسیار پایینی هستند. مساحت زیاد سطوح ویژه آنها، به این کانیها اجازه میدهد واکنشهای قوی شیمیایی و فیزیکی میان فاز مایع و گونه حل شدنی، تحت نیروهای دافعه الکترواستاتیک، جذب و واکنشهای تبادلی ویژه کاتیونی رخ دهد؛ این واکنشها مسئول نگه داشتن ترکیبات شیرابه در لندفیل هستند ]4[.
لاینرهای معدنی متناوب25 (AML)
از این نوع لاینرها میتوان به مخلوطی از خاک به همراه مواد درشتدانهای که در محل لندفیل متراکم میشوند (CGL26)، اشاره کرد. خاکهای رسی مواد طبیعی هستند که گاهی اوقات در محل یا اطراف مکان ساخت لندفیل، در دسترس نیستند. در چنین وضعیتی AMLها بکار گرفته میشوند. برای ساخت این نوع لاینرها، مواد درشت دانه به همراه مقدار کافی از مواد ریزدانه (بنتونیت)، جهت پرکردن منافذ، برای رسیدن به کمترین هدایت هیدرولیکی، مخلوط و در پی لندفیل ریخته شده و متراکم میشوند.
لاینرهای رسی-مصنوعی27 (GCL)
لاینر GCL متشکل از مواد مصنوعی به همراه بنتونیت است. لایه بنتونیت وقتی که حالت هیدراته دارد به عنوان ماده آببند عمل میکند و تقریباً mm10-6 ضخامت دارد. بنتونیت در بین دو لایه ژئوتکستایل پیچیده شده و توسط کوکزدن، پانچ کردن یا چسب، این سه لایه به هم متصل میشوند.
لاینرهای آسفالتی28 (AL)
آسفالت، بتن29 و قیر30 مدت طولانی است که در مهندسی هیدرولیک، با هدف آببندی (مانند استفاده به عنوان هسته ناتراوا یا درزگیری سطوح سدها و همچنین برای روکش مخزنها)، بسیار موفق عمل کردهاند. همچنین در محلهایی که خاکهای رسی در دسترس نیستند، لاینرهای آسفالتی کاربرد فوقالعادهای به عنوان BBS برای لندفیل زبالههای خانگی داشتهاند. در کشورهای سوئیس و آلمان آسفالت یکی از اجزای اصلی لاینرهای متناوب در لندفیلهای مهندسی است ]12[.
شیرابه
یکی از مشکلاتی که در محلهای دفن مواد زائد مطرح میگردد، شیرابههایی است که در اثر عبور آب باران و یا آبهای زهکشی نشده در محل دفن، از لایههای مواد زائد عبور کرده و پس از انحلال بسیاری از مواد محلول در طبقات دفن شده، به سوی سفرههای آب زیرزمینی جریان مییابند و چنانچه این شیرابهها حاوی ترکیبات سمی باشند، باعث ایجاد صدمات جبرانناپذیری به منابع آب میگردند. هرچه فاصله سطح آب زیرزمینی تا کف انباشت کمتر باشد، آلودگی سفره آب زیرزمینی در اثر نفوذ شیرابه در خاک بیشتر خواهد بود. طبیعی است که عوامل دیگری مانند نفوذپذیری خاک زیر لندفیل، شدت بارندگی، حداکثر غلظت مواد آلودهکننده و عمر لندفیل نیز در شدت آلودگی آب زیرزمینی مؤثر خواهند بود. طبق مطالعه انجام یافته در ایلینویز چیزی کمتر از نصف بارش که از 51 تا 137 سانتیمتر در سال تغییر میکند، در مواد زائد نفوذ کرده و تولید شیرابه میکند ]13[. برای تعیین خطرات ناشی از مواد موجود در شیرابه، عاملی بنام سمیت (EP) تعریف میشود. این عامل توسط آزمایش TCLP31 که در ژوئن سال 1986 توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا پیشنهاد شد، تعیین میشود. در این آزمایش، روش کروماتوگرافی گازی یا اسپکترومتری جرمی برای اندازهگیری 38 ماده سمی آلی و روش جذب اتمی برای اندازهگیری فلزات سنگین در نظر گرفته شد ]14[. فهرست مواد شیمیایی اندازهگیری شده در آزمایش TCLP در جدول2-1 آمده است.
جدول ‏21: فهرست مواد خطرناک در آزمایش TCLP ]14[
آستانه سمیت
(mg/L)
نوع ماده خطرناک
آستانه سمیت
(mg/L)
نوع ماده خطرناک
000/5
000/5
000/100
700/0
050/0
000/1
400/14
070/0
030/0
400/1
070/0
000/5
000/10
000/10
000/10
400/1
300/4
800/10
400/0
100/0
130/0
003/0
001/0
130/0
720/0
300/4
آکریلو نیتریل
آرسنیک
باریم
بنزن
بیس 2 کلرواتیل
کادمیم
دیسولفید کربن
تتراکلرید کربن
کلردان
کلروبنزن
کلروفرم
کروم
ارتو کرزول
متا کرزول
پارا کرزول
2و4-D
1و2 دیکلروبنزن
1و4 دیکلروبنزن
1و2 دیکلرو اتان
1و2 دیکلرو اتیلن
2و4 دینیترو تولوئن
اندرین
هپتاکلر(و هیدروکسیلهایش)
هگزا کلروبنزن
هگزا کلروبوتا دی ان
هگزا کلرو اتان
000/36
000/5
060/0
200/0
400/1
600/8
200/7
130/0
600/3
400/14
000/5
000/1
000/5
000/10
300/1
100/0
500/1
400/14
070/0
000/30
200/1
070/0
800/5
300/0
140/0
050/0
ایزوبوتانل
سرب
لیندان
جیوه
متوکسی کلر
کلرید متیلن
متیل اتیل کتون
نیتروبنزن
پنتا کلروفنل
فنل
پیریدین
سلنیم
نقره
1و1و1و2- تتراکلرواتان
1و1و2و2- تتراکلرواتان
تتراکلرواتیلن
2و3و4و6- تتراکلروفنل
تولوئن
توکسافن
1و1و1- تریکلرواتان
1و1و2- تریکلرواتان
تریکلرواتیلن
2و4و5- تریکلروفنل
2و4و6- تریکلروفنل
TP- 2و4و5 (سیلوکس)
کلرید وینیل
کیفیت و ترکیب شیمیایی شیرابهها بسیار وابسته به عوامل زیر است:
ترکیبات زباله: ترکیب زبالههای شهری بخصوص زبالههای خانگی (مانند غذا، پسماندهای باغبانی، بقایای جانوری و غیره) تعیین کننده حدود و مقدار فعالیت بیولوژیک در یک لندفیل است. اجزای معدنی موجود در شیرابه عمدتاً از نخالههای حاصل از تخریب ساختمان، ضایعات صنعتی، اثاثیه خانگی و وسایل الکترونیک، بخشهایی از وسایل نقلیه و لاستیک و غیره تشکیل میشود.
ارتفاع زباله: ارتفاع زیاد زباله نقش مهمی در تغلیظ شیرابه در لایه کف لندفیل، قبل از وارد شدن به سیستم لاینری، بازی میکند. همچنین زبالههای عمیقتر به دلیل اینکه آب دیرتر به لایههای پایینی میرسد، به زمان بیشتری برای تجزیه احتیاج دارند. همچنان که آب به لایه های عمیقتر نفوذ میکند، در طی حرکت خود با مقادیر زیادی از مواد زباله واکنش نشان داده که در نهایت نتیجه آن تشکیل محلول شیمیایی بسیار غلیظی بر روی سیستم لاینری است.
رطوبت در دسترس: مقدار آب یا درجه اشباع زبالهها در لندفیل مهمترین عامل کنترل کننده کیفیت شیرابه است. مقادیر زیاد رطوبت زبالههای فاقد تراکم یا کم تراکم، نرخ خروج آب را افزایش داده که اکثر آلودگیها را در جریان مراحل اولیه دفن حذف میکند. در حالی که در لندفیلهایی که زبالهها فشردهتر بوده یا نفوذپذیری کمتر است، رطوبت بالا سبب افزایش نرخ فعالیت میکروبی بیهوازی که تولید شیرابه آلی مقاوم میکند، میشود. مقادیر کم رطوبت، واکنش با تمامی عوامل آلی و غیر آلی حاصل از مواد زائد را طولانیتر میکند و بنابراین نرخ آهسته ثبات شیمیایی را در لندفیل ایجاد میکند.
در دسترس بودن اکسیژن: مقدار اکسیژن در دسترس، نوع تجزیه ترکیبات آلی (هوازی یا بیهوازی) در لندفیل را کنترل میکند. تجزیه هوازی زمانی اتفاق میافتد که اکسیژن در محل لندفیل در دسترس باشد؛ مثلاً در حین عملیات دفن، در لایه بالای زباله، و درون زبالههایی که به مقدار کمی فشرده شدهاند و حفرههای هوا در دسترس هستند. دیاکسیدکربن، آب، ترکیبات آلی تغلیظ یافته سبک و گرما در طول تجزیه هوازی تولید میشوند در حالی که در تجزیه بیهوازی، اسیدهای آلی تغلیظ شده سنگین، آمونیاک، هیدروژن، دیاکسید کربن، متان و آب بوجود میآیند.
سن لندفیل: سن لندفیل مستقیماً کیفیت شیرابه را کنترل میکند. شیرابههایی با حداکثر مقادیر آلاینده آنهایی هستند که 2 تا 3 سال از قراردادن نهایی آنها در لندفیل میگذرد در حالی که با گذشت زمان (بالای 10 تا 15 سال) آلایندهها بطور یکنواخت کاهش مییابند. با توجه به واکنشهای باکتریایی و دیگر میکروارگانیسمها، برای یک دوره زمانی طولانی، تخلیه (تهی شدگی) ترکیبات معدنی نسبت به ترکیبات آلی بسیار سریعتر اتفاق میافتد. جدول 2-2 گستره مختلف کیفیت شیرابه را در تحقیقات مختلف نشان میدهد.
جدول ‏22: گونههای شیمیایی موجود در شیرابه طبق تحقیقات مختلف ]15[
پارامتر
آقایان پولند و هارپر، 1985
لندفیل جنوب فلوریدا، 1987
آقای اریگ، 1989
قسیم و چیانگ، 1994
BOD (ppm)
57700-4

40000-20
28000-80
COD (ppm)
71700-31
3000-530
60000-500
40000-400
آهن (ppm)
2200-4
22-8/1
2100-3
325-6/0
آمونیاک (ppm)
1030-2
1340-4/9
3000-30
482-56
کلرید (ppm)
5000-30
2360-112
5000-100
1330-70
روی (ppm)
220-06/0

120-03/0
30-1/0
فسفر (ppm)
120-2/0
130-5/1
30-1/0
35-8
سرب (ppm)
44/1-001/0
105/0-زیر حد تشخیص32
020/0-008/0
1-5/0
کادمیم (ppm)
3900-70
005/0-زیر حد تشخیص
140/0-05/0
05/0
pH
8/8-7/4
5/7-1/6
9-5/4
4/6-2/5

دما: دما در لندفیل مسئول رشد باکتریهاست که این باکتریها به نوبه خود واکنشهای شیمیایی و آلی مواد زائد را کنترل میکنند. حلالیت بسیاری از نمکها (مانند NaCl، KCl، MgCl2، Ca3(PO4)2) با دما افزایش مییابد. با این حال، طبق بررسیهای آقای لو33و همکارانش حلالیت دیگر ترکیبات شیمیایی موجود در شیرابه، مانند CaCO3 و CaSO4، با افزایش دما، کاهش مییابد ]15[.
مواد لاینری باید مقاومت کافی در برابر ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی شیرابه را داشته باشند. بنابراین باید کمترین حساسیت را نسبت به ترک خوردگی، به دلیل وجود نشستهای تفاضلی34 و کاهش سطح پس از خشک شدن35، داشته باشد. همچنین لاینرهای معدنی باید حاوی مقادیر کافی ازکانیهای رسی جهت تسهیل جذب (ظرفیت میرایی36) آلایندههایی از جمله فلزات سنگین باشند ]12[. در اینجا لازم است شناخت کافی در مورد این کانیها داشت تا بتوان با قطعیت بیشتری راجع به فعل و انفعالات رخ داده مابین شیرابه و لاینر رسی اظهار نظر کرد.
کانیهای رسی
در کانیشناسی زیستمحیطی، رسها یکی از مهمترین گروههای کانیایی به شمار میروند. رس یک واژه کلی برای مواد غیرآلی است که اندازه آنها کوچکتر از 2 میکرومتر میباشد. درحالیکه منظور از کانی رسی یک سیلیکات آبدار ریزدانه بوده که از لایههای کاتیونی با همآرایی چهاروجهی و هشتوجهی تشکیل شده است. رسها محصول رایج هوازدگی کانیهای سیلیکاتی بوده و از طریق تبادل یونی، نقش مهمی در جداسازی فلزها دارند. کانیهای رسی از دو نوع لایه (هشتوجهی و چهاروجهی) تشکیل میشوند که آرایش این لایهها، انواع مختلف کانیهای رسی را به وجود میآورد. این کانیها مجموعهای از ورقههای چهاروجهی37 (تتراهدرال) و هشتوجهی38 (اکتاهدرال) میباشند. ورقههای چهاروجهی سیلیس با چند ویژگی مشخص میشوند. طول پیوند Si-O حدود 162/0 نانومتر و طول پیوند O-O حدود 264/0 نانومتر است. آرایش چهاروجهیها در کنار یکدیگر به نحوی است که همهی رأسها متوجه یک جهت بوده و قاعده همه چهاروجهیها در یک صفحه قرار دارد. همچنین اتصال چهاروجهیها به یکدیگر به صورت نقطه به نقطه میباشد. در ورقههای هشتوجهی آلومینیم، طول پیوندهای O-O و OH-OH به ترتیب 267/0 و 294/0 نانومتر است. همچنین پیوند هشتوجهیهای آلومینیم از طریق لبهها صورت میگیرد. هرگاه یک ورقه چهاروجهی به یک هشتوجهی بپیوندد، یک کانی رسی 1:1، و هرگاه یک ورقه هشتوجهی در بین دو ورقه چهاروجهی قرار گیرد، یک کانی رسی 2:1 به وجود میآید. کاتیونهای موجود در بین ورقهها (همان فضای بینلایهای39) یا با هیدروکسیلها در یک همآرایی هشتوجهی شرکت دارند (مثل کلریتها40) و یا بصورت کاتیونهای منفرد آبپوشیده یا غیرآبپوشیده هستند (مثل میکاها41، ورمیکولیتها42 و اسمکتیتها43). رسها را میتوان بر مبنای تعداد مواضع کاتیونی اشغالشده در ورقه اکتاهدرال، به دیاکتاهدرال44 و تریاکتاهدرال45 تقسیم کرد. چنانچه دو موضع از سه موضع یاد شده اشغال شده باشد، رس مورد نظر دیاکتاهدرال است. ولی اگر هر سه موضع اشغال شده باشد، رس از نوع تریاکتاهدرال است. برای مثال چنانچه در ورقه اکتاهدرال Al3+ حضور داشته باشد، تنها دو سوم مواضع کاتیونی اشغال میشود (دیاکتاهدرال)، زیرا برای خنثی کردن بار هر 6 آنیون OH- تنها دو یون Al3+ لازم است. هرگاه Mg2+ در ورقه اکتاهدرال حضور داشته باشد، هر سه موضع کاتیونی اشغال میشود، زیرا Mg دو ظرفیتی بوده و سه اتم

پایان نامه
Previous Entries دانلود پایان نامه درباره هیدرولیک، نفوذپذیری، آبهای زیرزمینی، آذربایجان غربی Next Entries دانلود پایان نامه درباره مواد غذایی، ظرفیت جذب، دینامیکی، دو قطبی