2-2-1-3- سیستم­های لاینری دوتایی(DLS) 11

 

2-2-2- مواد درزگیر. 12

 

2-2-2-1- لاینرهای رسی متراکم (CCL) 12

 

2-2-2-2- لاینرهای معدنی متناوب (AML) 13

 

2-2-2-3- لاینرهای رسی-مصنوعی (GCL) 13

 

2-2-2-4- لاینرهای آسفالتی (AL) 13

 

2-3- شیرابه. 13

 

2-4- کانیهای رسی. 17

 

2-1-1- کانی­شناسی از طریق روش XRD.. 18

 

2-4-1-1-  کائولینیت.. 20

 

2-4-1-2-  اسمکتیت.. 21

 

2-4-1-3- ایلیت…………………………………………………………………………………. 22

 

2-4-1-4- کلریت……………………………………………………………………………….. 22

 

2-4-2- توانایی جایگزینی یونی. 23

 

2-4-3- ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) 23

 

2-4-4- مکانیسم فعل و انفعالات.. 24

 

2-5- پدیده جذب در خاک.. 26

 

2-5-1- هم­دمای جذب سطحی. 28

 

2-5-2- مدل­های جذب سطحی مبتنی بر تعادل. 30

 

2-5-2-1- معادله فروندلیچ. 30

 

2-5-2-2- معادله لانگ­مویر. 31

 

2-5-3-  واجذب.. 32

 

2-5-4- مواد آلی. 32

 

2-5-4-1- کانی لئوناردیت.. 35

 

2-5-4-2- کاربردهای زیست­محیطی لئوناردیت.. 36

 

2-6- رفتار فلزات در خاک.. 36

 

2-7- شیمی محلول خاک.. 37

 

2-8- خواص خاک مؤثر در جذب فلزات.. 40

 

2-8-1- اثر کاتیون­های رقیب.. 41

 

2-8-2- اثر تشکیل کمپلکس… 41

 

2-8-3- اثر pH………………………………………………………………………………………. 43

 

 

 

2-8-4- اثر پتانسیل ردوکس (اکسایش-کاهش) 44

 

2-9- اثرات زیست­محیطی آلودگی کادمیم بر موجودات زنده 45

 

2-9-1- مکانیسم­های اثر. 46

 

2-9-1-1- مکانیسم اثر در گیاهان. 46

 

2-9-1-2- مکانیسم اثر در جانوران. 47

 

2-9-1-3-  مکانیسم اثر در انسان. 48

 

2-10- رفتار کادمیم در خاک.. 49

 

2-11- مکانیسم­های انتقال مایعات.. 49

 

2-11-1- جریان فرارفت      50

 

2-11-2- جریان انتشار 51

 

 فصل سوم : مواد و روش­ها

 

3-1- مقدمه. 56

 

3-2- آزمایش­های شیمی خاک.. 56

 

3-2-1- ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)(روش استات سدیم) 56

 

) 57

 

3-2-3- مواد آلی (کربن آلی) 57

 

3-2-4- کربنات کلسیم معادل (آهک) (CCE) 57

 

3-3- آزمایشات مکانیک خاک.. 58

 

3-3-1- آزمایش دانه­بندی.. 58

 

3-3-1-1- دانه­بندی با الک ( برای ذراتی با قطر بزرگتر از mm075/0) 58

 

3-3-1-2- هیدرومتری به روش بایوکاس (برای ذراتی با قطرکمتر از mm075/0) 59

 

3-3-1-3-  هیدرومتری به روش ASTM.. 59

 

3-3-2- آزمایش حدود اتربرگ.. 60

 

3-3-3- آزمایش چگالی ویژه 63

 

3-3-4- آزمایش تراکم. 63

 

3-4- آزمایش کانی­شناسی (XRD) 64

 

3-4-1- تیمارهای مقدماتی. 64

 

) 64

 

3-4-1-2- حذف مواد آلی. 65

 

3-4-1-3- حذف اکسیدهای آهن آزاد. 65

 

3-4-2- جداسازی بخش رس.. 65

 

3-4-3- اشباع کمپلکس تبادلی. 66

 

3-4-3-1- اشباع با منیزیم. 66

 

3-4-3-2- تیمار با گلیسرول. 66

 

3-4-3-3- اشباع با پتاسیم. 66

 

3-4-4- تهیه اسلایدها 67

 

3-5- مشخصات لئوناردیت مصرفی. 67

 

3-6- آزمایشات جذب.. 68

 

3-6-1-1- تهیه محلول کادمیم برای آزمایش جذب انتخاب نمونه مناسب.. 68

 

3-6-1-2- تهیه محلول کادمیم برای آزمایش جذب تیمارهای مختلف لئوناردیت.. 68

 

3-7- آزمایش انتشار مولکولی. 69

 

3-7-1- تهیه ستون­های انتشار (مدل لاینری) 69

 

3-7-1-1- تهیه محلول کادمیم. 69

 

3-7-1-2- آماده سازی خاک مورد استفاده در ستون انتشار 70

 

3-7-1-3- اضافه کردن محلول آلاینده به ستون­ها 70

 

3-7-2- نحوه نمونه­برداری از محلول آلاینده 70

 

3-7-3- نحوه خارج کردن ستون­ها از قالب و قطعه­بندی.. 71

 

3-7-4- دستگاه بادی استحصال آب منفذی از خاک.. 71

 

3-7-5- معرفی نرم­افزار POLLUTE.V7. 75

 

3-7-6- معرفی نرم­افزار Sigma Plot.V12. 76

 

3-1- مدل­سازی انتقال کادمیم از طریق لندفیل به آبخوان زیرین. 77

 

فصل چهارم : نتایج و بحث

 

4-1- مقدمه. 78

 

4-2-  انتخاب نمونه مناسب      78

 

4-2-1- خصوصیات خاک.. 78

 

4-2-2- ویژگی­های جذبی کادمیم    81

 

4-3- کانی­شناسی. 85

 

4-4- طبقه­بندی خاک مورد مطالعه در سیستم یونیفاید. 86

 

4-5- خصوصیات مکانیکی خاک مختلط با سطوح مختلف لئوناردیت.. 87

 

4-6- برآورد ضرایب جذبی خاک در مقایسه با تیمارهای مختلف لئوناردیت.. 90

 

4-6-1- محاسبه ضریب تفکیک­پذیری در شرایط غیر تراکمی. 96

 

4-7- انتشار مولکولی. 97

 

4-7-1- محاسبه ضریب تأخیری ® 104

 

4-7-2- محاسبه ضریب تفکیک­پذیری در حالت متراکم. 104

 

4-8- مدل­سازی تحرک کادمیم در لاینر. 105

 

فصل پنجم : نتیجه­گیری و پیشنهادات

 

5-1- نتیجه­گیری.. 109

 

5-2- پیشنهادات.. 111

 

منابع  ……….. .. 112

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

جدول ‏1‑1: منابع زباله­های کادمیم­دار 1

 

جدول ‏2‑1: فهرست مواد خطرناک در آزمایش TCLP. 14

 

جدول ‏2‑2: گونه­های شیمیایی موجود در شیرابه طبق تحقیقات مختلف.. 16

 

جدول ‏2‑3: خصوصیات برخی از کانیهای رسی. 24

 

جدول ‏2‑4: آفینیته نسبی فلزات در خاک و اجزای سازنده آن. 39

 

جدول ‏3‑1: مختصات جغرافیایی محل نمونه­برداری.. 56

 

جدول ‏3‑2: مشخصات آزمایش پراکتور استاندارد. 64

 

جدول ‏3‑3: مشخصات لئوناردیت مورد استفاده 67

 

جدول ‏4‑1: خصوصیات فیزیکوشیمیایی نمونه خاک­های مورد مطالعه. 78

 

جدول ‏4‑2: خصوصیات مکانیکی نمونه­های خاک.. 79

 

جدول ‏4‑3: پارامترهای جذبی فروندلیچ و لانگ­مویر. 84

 

جدول ‏4‑4: خصوصیات مکانیکی نمونه­های خاک.. 88

 

جدول ‏4‑5: غلظت تعادلی و مقدار ماده جذب شونده خاک و تیمارهای مختلف لئوناردیت.. 90

 

جدول ‏4‑6: پارامترهای جذبی فروندلیچ و لانگ­مویر. 96

 

جدول ‏4‑7: ضریب تفکیک­پذیری نمونه­های مورد مطالعه و فاکتورهای وابسته به آن در محاسبات.. 97

 

جدول ‏4‑8: فاکتور تأخیری و پارامترهای مؤثر در محاسبه آن. 104

 

جدول ‏4‑9: ضریب تفکیک­پذیری کادمیم در ستون­های انتشار 105

 

جدول ‏4‑10: پارامترهای ورودی به نرم­افزار Pollute. 106

 

جدول ‏4‑11: غلظت کادمیم موجود در آبخوان با لاینری متشکل از خاک نمونه­های مورد مطالعه. 107

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

 

شکل ‏1‑1: نقشه زمین­شناسی منطقه مورد مطالعه و محل­های نمونه­برداری.. 4

 

شکل ‏2‑1: طرح شماتیک یک لندفیل مهندسی- بهداشتی. 7

 

شکل ‏2‑2: لوله­های جمع­آوری و انتقال شیرابه در لایه زهکش… 8

 

شکل ‏2‑3: نحوه دوختن لایه­های ژئوتکستایل در حد فاصل لایه رسی و لایه زهکش… 8

 

شکل ‏2‑4: لایه­های مختلف یک لندفیل در حال ساخت.. 9

 

شکل ‏2‑5: مخزن جمع­آوری شیرابه لندفیل کینگ­استون کانادا 10

 

شکل ‏2‑6: انواع سیستم­های لاینری.. 12

 

شکل ‏2‑7: اصول طیف سنجی  XRD.. 20

 

شکل ‏2‑8: طرح هندسی از ساختار لایه کائولینیت.. 21

 

شکل ‏2‑9: چگونگی توزیع بار در لایه کائولینیت.. 21

 

شکل ‏2‑10: مکانیسم­های احتمالی جذب آب توسط سطوح رسی. 25

 

شکل ‏2‑11: مکانیسم­های مختلف جذب یون در سطح کانی. 27

 

شکل ‏2‑12: چهار دسته کلی هم­دماهای جذب سطحی. 29

 

و n در معادله فروندلیچ. 30

 

شکل ‏2‑14: کنترل کننده­های اصلی غلظت فلزات کمیاب در محلول خاک.. 37

 

شکل ‏2‑15: سه مکانیسم جذب کاتیون در سطح سیلیکات (مثل مونتموریلونیت) 38

 

شکل ‏2‑16: تحرک نسبی کاتیون­ها در میان خاک.. 40

 

شکل ‏2‑17: نمودار حلالیت کادمیم در خاک­های نیبلی با بافت لومی رسی. 44

 

شکل ‏2‑18: انتقال مایعات به طریقه فرارفت.. 50

 

شکل ‏2‑19: نمایش ریاضی جریان فرارفت.. 50

 

شکل ‏2‑20: انتشار مولکولی املاح. 52

 

شکل ‏3‑1: نمودار انواع رفتار خاک در برابر رطوبت.. 60

 

شکل ‏3‑2: دستگاه کاساگرانده برای تعیین حد خمیری خاک.. 61

 

ش