مقاله رایگان درمورد دانشگاه ارومیه و محل دفن زباله

مقاله رایگان درمورد دانشگاه ارومیه و محل دفن زباله

تهیه محلول کادمیم
Widget not in any sidebars

برای تهیه محلول کادمیم به عنوان آلاینده ستونهای انتشار، 815/0 گرم کلرید کادمیم (دارای وزن ملکولی 317/183گرم) محصول شرکت مرک، برای داشتن محلول مادری با غلظت ppm500، در بالن ژوژه mL1000 ریخته شد و سپس به آن آب دیونیزه اضافه کرده تا حل شود. محلول حاصله با اضافه کردن مجدد آب دیونیزه به حجم رسانده شد. از این محلول مقدار mL200 برداشته، به یک بالن mL1000 انتقال داده و به حجم رسانده شد. این محلول محتوی ppm100 کادمیم بود.
آماده سازی خاک مورد استفاده در ستون انتشار
خاک مورد استفاده در ستون انتشار باید دقیقاً بیانگر ویژگیهای لاینر رسی باشد. برای این منظور طبق استانداردهای آژانس بینالمللی محیط زیست، خاک منطقه مورد مطالعه از الک شماره 10 با قطر منافذ mm2 عبور داده شده، حدود Kg3 از آن توزین و به آن رطوبتی معادل 3 درصد بیشتر از رطوبت بهینه، بطور یکنواخت، اضافه گردید. سپس مانند آنچه در آزمایش پراکتور استاندارد بیان شد، در سه لایه، تا رسیدن به ارتفاع cm14، متراکم شد. برای مخلوط خاکهای منطقه با جاذب لئوناردیت نیز، ابتدا وزن درصدهای 5/2، 5، 5/7 و 10 درصد لئوناردیت عبور داده شده از الک شماره 35 با قطر منافذ mm5/0، محاسبه شده و از خاک بکار رفته در ستون (Kg 3) کم گردید. سپس لئوناردیت وزن شده با خاک مخلوط گردید تا ترکیب یکنواختی بدست آمد. بعد از آن مانند خاک منطقه، رطوبت اضافه شده و متراکم گردید. برای جلوگیری از بروز هرگونه خطا در خلال انجام عملیات هر یک از ستونها در دو تکرار مورد آزمایش انتشار قرار گرفتند.
اضافه کردن محلول آلاینده به ستونها
بعد از آماده شدن ستونهای خاک، به آنها تا ارتفاع یک سانتیمتری آب اضافه گردید و به مدت دو روز به ستونها فرصت اشباع شدن داده شد. این کار همچنین برای جلوگیری از مکش ناگهانی محلول آلاینده از سوی خاک متراکم شده، بعد از اضافه کردن محلول، انجام میشود. پس از گذشت دو روز، آب باقیمانده برداشته شده و مقدار mL350 (حدود cm5/4) از محلول آلاینده به آرامی روی ستونها ریخته شد (شکل 3-4). بعد از اضافه کردن محلول کادمیم به نمونه، یک صفحه شیشه‌ای در بالای استوانه قرار گرفته تا از تبخیر محلول آلاینده جلوگیری شود.
نحوه نمونهبرداری از محلول آلاینده
پس از گذشت 24 ساعت از اضافه کردن محلول کادمیم، اولین نمونه، از منبع آلاینده بالای ستون، به میزان mL4 برداشته شد و برای ثابت ماندن فشار مایع، به همان میزان از محلول کادمیم ppm 100، به منبع بالای ستون اضافه گردید. غلظت کادمیم نمونه برداشت شده با اسپکتروفتومتر جذب اتمی، قرائت و ثبت شد. دوره آزمایش انتشار در این پژوهش 72 روز بود که طی آن 28 نمونه با فواصل زمانی مشخص، از منبع بالای ستونها برداشت گردید. حاصل این نمونهبرداری رسم نمودار غلظت-زمان برای هر ستون میباشد.
نحوه خارج کردن ستونها از قالب و قطعهبندی
پس از پایان یافتن دوره آزمایش، محلول بالای ستون تخلیه شده، صفحهی شیشهای از انتهای قالب جدا و ستون خاک به وسیله جک هیدرولیکی خارج شد. در حین خارج کردن، استوانه خاک به هفت قطعه با ضخامت cm2 برش داده شد. از هر قطعه قسمتی برای اندازهگیری درصد رطوبت توزین و سپس در آون قرار داده شد و قسمت دیگر به پیستون دستگاه استحصال آب منفذی انتقال داده شد (شکل 3-5). پس از استحصال آب منفذی از قطعات ستون انتشار، غلظت کادمیم محلول توسط دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی قرائت شد.
دستگاه بادی استحصال آب منفذی از خاک
این دستگاه توسط آقای دکتر کاظم بدو در آزمایشگاه تحقیقاتی ژئوتکنیک زیستمحیطی دانشکده فنی دانشگاه ارومیه طراحی و ساخته شد. این دستگاه قادر است آب منفذی داخل خاک‌های ریزدانه را استحصال کند. خاکی که آب منفذی آن استحصال میشود، باید در داخل سیلندر دستگاه متراکم شود. نمایی از تجهیزات و نحوه آماده کردن پیستون در شکل 3-6 نشان داده شده است. لازم به ذکر است که نسبت به حجم خاک موجود، دو نوع سیلندر با حجم بالا و با حجم پایین وجود دارد. ابتدا یک کاغذ صافی را روی قسمت انتهایی پیستون قرار داده و صفحه متخلخل روی آن گذاشته شد. بعد از آن قسمت محفظه خاک را به انتها پیچ کرده و نمونه خاک درون محفظه قرار گرفت. سپس درپوش استوانه بسته شده و استوانه در زیر جک پنوماتیکی دستگاه قرار ‌داده شد. پس از این مراحل با تنظیم فشار دستگاه به کمک پانلهای تعلیم فشار و قرائت آن توسط گیج‌های مخصوص، روند استحصال آغاز شد (شکل 3-7). منبع اصلی فشار یک کمپرسور هوا با ظرفیت bar10 می‌باشد. برای اینکه ذرات خاک‌های ریزدانه با آب حفره‌ای خاک مخلوط نشوند و از نمونه خارج نگردند، سرعت اعمال فشار به نمونه باید خیلی کم باشد و طوری تنظیم شود که کلیه عملیات حدود 1 الی 2 ساعت طول بکشد. این امر با تنظیم پیچ حساسی در پانل شماره 2 انجام می‌شود. پس از اینکه دستگاه راه اندازی شد، جک بر روی پیستون استوانه فشار وارد کرده و مقدار این فشار بتدریج و به طور اتوماتیک افزایش می‌یابد تا آب منفذی لازم، در طول مدت مشخص از نمونه خارج شود. این آب منفذی به کمک لوله پلاستیکی، به یک لوله فالکن استریل جهت نگهداری نمونه و قرائت غلظت آن با دستگاه اسپکتروفتومتر جذب اتمی، هدایت شد. در پایان آزمایش فشارهای وارده به پیستون حذف شده و درپوش پیستون باز می‌شود. سپس پیستون بر روی جک هیدرولیکی دستی قرار گرفته و نمونه خاک آب‌گیری شده، به کمک فشار جک، به داخل استوانه خالی رانده می‌شود.
شکل ‏34: ستونهای مدل لاینری آزمایش انتشار مولکولی
شکل
‏35: خارج کردن ستون انتشار مولکولی از درون قالب و قطعهبندی آن
شکل ‏36: آماده کردن پیستون جهت استحصال آب منفذی
شکل ‏37: پانل و گیجهای فشار دستگاه استحصال آب منفذی
معرفی نرمافزار POLLUTE.V7
روشهای مختلفی برای تحلیل انتقال آلودگی از میان لایههای خاک وجود دارد، که از آن جمله میتوان به روشهای المانهای محدود، لایه محدود، المانهای مرزی و روشهای تحلیلی، اشاره کرد. در این میان معمولترین روش، روش المانهای محدود است. ولی در برنامه Pollute که توسط آقایان رو و بوکر نوشته شده، از روش لایه محدود استفاده گردیده است، که روشی مناسب برای خاکهای با لایههای افقی است ]127[. مزیت این روش آن است که برای بدست آوردن غلظت در یک زمان خاص لازم نیست که تحلیلها برای زمانهای قبل از آن نیز انجام شود. این مسئله باعث کاهش حجم عملیات میشود. برنامه Pollute انتقال آلودگی را به صورت 5/1 بعدی در نظر میگیرد؛ بدین مفهوم که این برنامه علاوه بر در نظر گرفتن حرکت قائم ماده آلوده در دو جهت بالا به پایین و پایین به بالا (تله هیدرولیکی)، حرکت افقی آبخوان را نیز میتواند در نظر بگیرد. این برنامه قادر است مسائلی مانند بارندگی به داخل لندفیل، زهکشی از لایههای مختلف، کاهش غلظت آلودگی در اثر جذب بوسیله خاک، تغییرات خصوصیات لایههای مختلف زیر لندفیل و آبخوان از جمله ارتفاع لایه، ضریب انتشار، دانسیته خشک خاک، درصد رطوبت حجمی و ضریب جذب را در نظر بگیرد. یکی دیگر از قابلیتهای این برنامه، در نظر گرفتن تغییرات خصوصیات لایههای مختلف در طول زمان است. این برنامه بعد از گرفتن اطلاعات لازم، تغییرات غلظت نسبت به زمان را برای نقاط مرزی و همچنین برای نقاط داخلی لایههای خاک به صورت نوشتاری و گرافیکی در اختیار کاربر قرار میدهد. طراحان این برنامه از نتایج بررسیهای 16 سالهای که توسط دانشگاه وسترن اونتاریو در کانادا برای مطالعه انتقال آلودگی از سیستم محافظ محل دفن زباله شهر سارنیا انجام شده بود، استفاده کردند و این نتایج را با نتایج حاصل از این نرمافزار مقایسه کردند و انطباق مناسبی را بین دادههای صحرایی و نرمافزاری مشاهده کردند. بنابراین نرمافزار مذکور برای مدلسازی انتقال آلودگی در لندفیلها و یا مدلهای آزمایشگاهی مناسب شناخته شده است ]128[. در این مطالعه ابتدا ضریب انتشار توسط نرمافزار Pollute تعیین و سپس از این ضریب انتشار به همراه ضرایب جذبی بدست آمده از آنالیز آزمایش جذب، برای مدلسازی انتقال یون کادمیم از لاینر رسی متشکل از خاک مورد مطالعه به همراه تیمار با سطوح مختلف لئوناردیت، به آب زیرزمینی زیر لندفیل، استفاده شد.
معرفی نرمافزار Sigma Plot.V12
برنامه Sigma Plot نام نرمافزاری است که میتوان از آن به عنوان مدل پیشرفته و تخصصی نرم افزار Excel یاد کرد. برنامه Sigma Plot.V12 یک برنامه کاملاً حرفهای جهت رسم نمودار و آنالیز دادهها میباشد که در مقایسه با برنامه Excel بسیار قویتر و دارای ابزار بیشتری است. این نرمافزار مؤثرترین روش رسم نمودار برای تجزیه و تحلیل دادهها است و برای محققان شیمی که با نمودار و آنالیز دادهها سروکار دارند میتواند بسیار مفید باشد. از جمله امکانات نرمافزار میتوان به ایجاد سریع نمودارهای دقیق، تجسم ساده دادهها، بیش از 100 نوع جلوهی2 بعدی و3 بعدی، سفارشیکردن تمام نمودارها و نقشهها، رسم سریع دادهها با استفاده از قالبهای نموداری آماده، افزایش بازده کار با کنترل به صورت خودکار، انجام کارهای تکراری و پیچیده به صورت خودکار، بهرهبرداری قدرتمند Sigma Plot از توانایی سایر نرمافزارها، تحلیل دادههای آماری به صورت کاملاً مشورتی با کاربر، Curve fitting، دارا بودن worksheetهای از پیش آماده شده، سازگاری 100 درصد با ویندوز ویستا و هفت، ارسال مستقیم دادههای نرمافزار EXEL به Sigma Plot، خروجی با فرمت emf، اشاره کرد. در این مطالعه، ابتدا معادلات فروندلیچ و لانگمویر در نوارابزار Analysis قسمت Regression wizard وارد شده و سپس دادههای آزمایشگاهی جذب کادمیم، با معادلات تطابق داده شدند.
مدلسازی انتقال کادمیم از طریق لندفیل به آبخوان زیرین
با محاسبه ضریب انتشار و ضریب جذب در خاک رسی منطقه، به کمک نرمافزار Pollute، مدلسازی انتقال کادمیم موجود در شیرابه، از میان لاینری که مواد آن از خاک اطراف منطقه دفن میباشد، انجام شد. از آنجایی که هدف این مطالعه فهمیدن اهمیت تأثیر ویژگیهای جذب و انتشار خاک منطقه دفن زباله شهر ارومیه است، لندفیلی که در برنامه Pollute در این مطالعه به کار گرفته شد، با سادهترین طراحی فرض شده است. این لندفیل فقط مرکب از لاینری متشکل از خاک منطقه دفن زباله ارومیه با ضخامت یک متر با ضریب هدایت هیدرولیکی فرضی m/s8-10 بود. سطح ایستابی آبخوان زیرین، در کف لندفیل (زیر لاینر) مفروض شد. اختلاف بین سطح مایع شیرابه و سطح ایستابی یک متر و سرعت دارسی رو به پایین صفر در نظر گرفته شد. لازم به ذکر است که مقادیر پارامترهای ورودی به برنامه Pollute فرضی بوده و قابلیت تغییر را در نرمافزار داراست. اکثر این مقادیر با توجه به مطالعات پیشین در مناطقی با شرایط مشابه آب و هوایی و نزدیک به ویژگیهای خاک مورد مطالعه، انتخاب شدهاند.
فصل چهارم : نتایج و بحث
مقدمه

مدیر سایت