تاثیر نانورس بر فرآیند استفاده از الکتروسینتیک در رفع آلودگی از کائولینیت

روش الکتروسینتیک از زمان ابداع آن در سال 1939 توسعه زیادی پیدا کرده است. امروزه این روش یکی از بهترین روش های رفع انواع فلزات سنگین از خاک های رسی است. اگرچه جنبه های مختلف استفاده از الکتروسینتیک، در رفع آلودگی از خاک ها، مانند تاثیر زمان فرآیند، ولتاژ و روش های مختلف شدت بخشی توسط محققین مورد بررسی قرار گرفته است؛ تاثیر ذرات بسیار ریز و در ابعاد نانو موجود در دانه بندی خاک ها، بر بازده فرآیند رفع آلودگی الکتروسینتیک، چندان بررسی نشده است. با توجه به پیشرفت های گسترده اخیر در نانوتکنولوژی و قابلیت های شگرف پولک های رسی در حد نانو در تعامل با آلاینده ها، نانورس ها می توانند معرف مناسبی برای این بخش از ذرات خاک باشند. در این تحقیق، برای مطالعه تاثیر نانورس بر رفع آلودگی خاک کائولینیت، به طور کلی تعداد 16 آزمایش با مقادیر مختلف فلز سنگین و با تغییر درصد نانورس اضافه شده به نمونه رسی انجام شد. نمونه سازی در آزمایش ها به صورت ساخت سوسپانسیون و سپس کاهش رطوبت نمونه ها انجام شد تا از همگنی نمونه ها اطمینان حاصل شود. آزمایشات، افزایش بازده فرآیند الکتروسینتیک، در اثر جایگزینی نانورس کلوزایت 20a را در درصدهای مختلف نشان می دهد. به عنوان مثال افزایش 10 درصد نانورس در نمونه های کائولینیت شامل 5 سانتی مول بر کیلوگرم آلاینده، سبب افزایش بازده از 18.56 به 23.8 درصد می شود. طبیعتاً بخش مهمی از این تاثیر را باید در ویژگی های ژئوتکنیک زیست محیطی نانورس ها جستجو کرد. مکانیسم های این تاثیر به مسائلی همچون ظرفیت بافرینگ نانورس، افزایش فواصل بین لایه ای در نانورس، تاثیر مواد آلی افزوده شده در تولید نانورس صنعتی در جلوگیری از تماس مستقیم آلاینده با پولک های رسی و در راس آنها به فقدان کربنات در نانورس صنعتی کلوزایت 20a مرتبط می شود. در بخش دیگری از تحقیق، تاثیر درصد کربنات طبیعی خاک کائولینیت، بر بازده رفع آلاینده به روش الکتروسینتیک، به وسیله کربنات زدایی مورد مطالعه قرار گرفته است. کربنات زدایی از کائولینیت با 4 درصد کربنات، بازده فرآیند را در حضور 10 سانتی مول بر کیلوگرم آلاینده از3/23 درصد به 9/39 درصد، افزایش داد که نشان دهنده تاثیر بی بدیل کربنات حتی در درصد کم 4 درصد می باشد. به عبارت دیگر حتی 4 درصد کربنات نیز به کائولینیت قابلیت نگهداری متوسطی می دهد. همچنین با انجام آزمایش ها در دو زمان 100 ساعت و 240 ساعت، تاثیر زمان فرآیند بر بازده عملیات رفع آلودگی نیز مورد مطالعه قرار گرفت. مثلا در نمونه های کائولینیت با 10 سانتی مول بر کیلوگرم سرب و بدون نانورس افزایش زمان فرآیند از 4 روز به 10 روز، موجب افزایش بازده از 21/17به 27/23 درصد گردید.