استفاده از روش الکتروکینتیک در پاکسازی یک خاک رسی آلوده به MTBE

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران

2 گروه علوم دامی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

MTBE (متیل ترشیو بوتیل اتر) یک ماده آلی اکسیژن­دار است که امروزه به صورت گسترده در بسیاری از کشورهای جهان به عنوان جایگزین سرب در سوخت اتومبیل­ها جهت کاهش آلودگی ناشی از وجود سرب استفاده می­شود. اما علی­رغم مزایای استفاده از این ماده، با توجه به استفاده بیش از حد MTBE و همچنین جذب خیلی سریع این ماده توسط آب و خاک، این آلاینده تبدیل به یکی از آلوده­کننده­ترین مواد در خاک­ها و منابع آب زیرزمینی شده است. یکی از تکنیک­های مؤثر در حذف آلاینده­ها، روش الکتروکینتیک می­باشد که ضمن داشتن هزینه کم و راندمان پاکسازی قابل توجه، از نظر زمانی نیز مقرون به صرفه است. در تحقیق حاضر، پاکسازی یک نمونه خاک رسی آلوده به MTBE، به روش الکتروکینتیک مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نمونه­های خاک آلوده به MTBE تهیه شدند و در یک سلول ساخته شده قرار گرفتند و در آن از آب مقطر و محلول کمپلکس­ساز EDTA (که تا کنون بیشتر برای حذف فلزات سنگین و آلاینده آلی قطبی استفاده شده است)، به عنوان الکترولیت استفاده گردید. آزمایشات تحت اختلاف پتانسیل الکتریکی و مدت زمان­های مختلف انجام شد. نتایج نشان دادند که راندمان پاکسازی خاک تابعی از نوع الکترولیت، گرادیان پتانسیل الکتریکی و مدت زمان آزمایش می­باشد. همچنین در نهایت مشخص گردید که استفاده از EDTA به عنوان الکترولیت به منظور حذف MTBE (به عنوان نماینده آلاینده آلی غیر قطبی) از خاک رس کائولینیت، علی­رغم ارتقاء بازده پاکسازی نسبت به استفاده از آب مقطر، گزینه ایده­آلی نمی­باشد و تحقیقات بیشتری به منظور ارتقاء بازده پاکسازی خاک آلوده به MTBE با استفاده از شوینده­ها و الکترولیت­های مناسب نیاز می­باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Removal of MTBE Contaminated Clayey Soil by Electro Kinetic Process

نویسندگان [English]

  • Ali Tabe Bordbar 1
  • Ali Raeesi Estabragh 1
  • Fatemeh Ghaziani 2
1 Department of Irrigation and Reclamation Enineering, University of Tehran
2 Animal Science Department, College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran
چکیده [English]

There are many techniques for the remediation of contaminated soil. One of these methods is electrokinetics. The electrokinetics technique is comprised of three major processes such as: electro-osmosis, electro osmosis and electrolysis. Electropheresis is referred to the process that causes the movement of colloid sized particles under an electrical field within the soil moisture. Electro-osmosis is the process of movement soil moisture from anode to cathode. The electrolysis is only due to the movement of ions and ion complexes in soil. The electrokinetics method is recognized as an effective technique in remediation of metal contaminated soils. Recently researchers showed that showed that it is possible to use this technique to remove a range of water soluble organic contaminates from soil. A review of the literature shows that the treatment of soils contaminated with MTBE has not beenstudied. Therefore,the aim of this work is to investigate the remediation of a soil contaminated with MTBE using the electrokinetic method

کلیدواژه‌ها [English]

  • MTBE
  • Kaolinite clay
  • Electrokinetic
  • Electrical potential difference
  • EDTA

مراجع

[1]        Deeb, R. A., Chu, K. H., Shih, T., Linder, S., Suffet, I., Kavanaugh, M. C., Alvarez-Cohen, L., "MTBE and Other Oxygenates: Environmental Sources, Analysis, Occurrence and Treatment", Journal of Environmental Engineering and Science, 2003, 20, 433-447.
[2]        Mortazavi, S., Nikpey, A., Rezaee, A., Asilian, H., Khavanin, A., Kazemian, H., "Methl Tert-Butyl Ether (MTBE) Degradiation by a Microbial Consortium", American Journal of Environmental Sciences, 2005, 1, 69-73.
[3]        Klinger, J., Stieler, C., Sacher, F., Branch, H. J., "MTBE (Methyl Tertiary-Butyl Ether) in Groundwaters: Monitoring Results from Germany", Journal of Environmental Monitoring, 2002, 4, 276-279.
[4]        An, Y. J., Kampbell, D. H., Sweell, G. W., "Water Quality at Five Marians in Lake Texoma as Related to Methyl Tert-Butyl Ether (MTBE)", Journal of Environmental Pollution, 2002, 118, 331-336.
[5]        Franklin, P. M., Koshland, C. P., Lucas, D., Sawyer, R. F., "Clearing the Air: Using Scientific Information to Regulate Reformulated Fuels", Journal of Environmental Science & Technology, 2000, 34, 3857-3863.
[6]        Environmental Protection Agency (EPA), "Recent Development for In-situ Treatment of Metal Contaminated Soils", 1997.
[7]        Atienza, J., Aragon, P., Herrero, M. A., Puchades, R., Maquieira, A., "State of the Art in the Determination of MTBE in natural Waters and Soil", Critical Reviews in Analytical Chemistry, 2005, 35, 317-337.
[8]        Ghadiri, S. K., Nabizadeh, R., Mahvi, A. H., Nasseri, S., Kazemian, H., Mesdaghinia, A. R., Nazmara, S., "Methyl Tertiary-Butyl Ether Adsorption on Surfactant Modified Natural Zeolites", Iranian Journal of Environmental Health Science and Engineering, 2010, 7 (3), 241-252.
]9[     دبیری، م.، "آلودگی محیط زیست: هوا-آب-خاک- صوت"، انتشارات اتحاد، 1389.
[10]     Darmawan, S., Wada, I., "Effect of Clay Mineralogy on the Feasibility of Electrokinetic Soild Decontamination Technology", Journal of Applied Clay Science, 2002, 20, 283-293.
[11]     Mattson, E. D., Bowman, R. S., Lindgren, E. R., "Electrokinetic Ion Transport through Unsaturated Soil: 1. Theory, Model Development, and Testing", Journal of Contaminant Hydrology", 2002, 54, 99-120.
[12]    Mitchell, J. K., "Fundamentals of Soil Behaviour", John Wiley and Sons, New York, 1993.
[13]     Donnan, F. G., "The Theory of Membrane Equilibrium", Journal of Chemical Review”, 1924, l, 73-90.
]14[    شریعتمداری، ن.، فلامکی، ا.، "استفاده از الکتروکینتیک در حذف هیدرو کربن­ها از خاک­های رسی آلوده"، اولین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران، 1383.
]15[    دوستی، م. ر.، بادکوبی، ا.، گنجی­دوست، ح.، شریعتمداری، ن.، "تأثیر فعالیت میکروبی در افزایش راندمان حذف سرب و موتد نفتی از خاک­های آلوده به وسیله فرایند الکتروکینتیک"، نشریه مهندسی عمران تربیت مدرس، 1383، 23، 53- 65.
[16]     Hamed, J., Acar, Y. B., Gale, R. J., "Pb (II) Removal from Kaolinite using Electrokinetics", Journal of Geotechnical Engineering (ASCE), 1991, 112 (2), 241-271.
[17]     Coletta, T. F., Bruell, C. J., Ryan, D. K., Inyang, H. I., "Cation-Enhanced Removal of Lead from Kaolinite by Electrokinetics", Journal of Environmental Engineering (ASCE), 1997, 123 (12), 1227-1233.
[18]     Ottosen, L. M., Hansen, H. K., Ribeiro, A. B., Villumsen, A., "Removal of Cu, Pb and Zn in an Applied Electric Field in Calcareous and Non-Calcareous Soils", Journal of Hazardous Material, 2001, 85, 291-299.
[19]     Kaya, A., Yukselen, Y., "Zeta Potential of Clay Minerals and Quartz Contaminated by Heavy Metals", Canadian Geotechnical Journal, 2005, 42, 1280-1289.
[20]     Cameselle, C., Gouveia, S., Akretche, D. E., Belhadj, B., "Advances in Electrokinetic Remediation for the Removal of Organic Contaminants in Soils", In Nageeb Rashed M, Editor. Advances in Electrokinetic Remediation for the Removal of Organic Contaminants in Soils, Organic Pollutants-Monitoring, Risk and Treatment, Published by InTech Janeza Trdine, 2013, pp 209-229.
[21]     Deqian, H., Quan, X., Jinongjia, C., Xiaocheng, L., Hong, Z., "Electrokinetic Remediation and Its Combined Technologies for Removal of Organic Pollutants from Contaminated Soils", International Journal of Electrochemical Science. 2012, 7, 4528-4544.
[22]     Amrate, S., Akretche, D. E., "Modeling EDTA Enhanced Electrokinetic Remediation of Lead Contaminated Soils", Journal of Chemosphere, 2005, 60, 1376-1383.
[23]     Kornilovich, B., Mishchuk, N., Abbruzzese, K., Pshinko, G., Klishchenko R., "Enhanced Electrokinetic Remediation of Metals-Contaminated Clay", Journal of Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2005, 265, 114-123.
[24]     Zhou, D. M., Deng, C. F., Cang, L., "Electrokinetic Remediation of a Cu Contaminated Red Soil by Conditioning Catholyte pH with Different Enhancing Chemical Reagents", Journal of Chemosphere, 2004, 56, 265-273.
[25]     Saeedi, M., Khataei, B., "Effect of Voltage Gradient on Electrokinetic Remediation of Cr (VI) and Phenol Contaminated Soil using EDTA", Environmental Management and Engineering Conference, Alberta, Canada, 2011.
[26]     Hyoyeol, H., You-Jin, L., Seong-Kye, K., Ji-Won, Y., "Electrokinetic Remediation of Soil Contaminated with Diesel Oil Using EDTA-Cosolvent Solutions", Journal of Separation Science and Technology, 2009, 44, 2437-2454.
[27]   Environmental Protection Agency (EPA), "Ultrasonic Extraction Method 3550c", Rivision 3, 2007.
[28]     Rittirang, A., Douglas, R. S., Shang, J. Q., Lee, E. C., "Electrokinetic Improvement of Soft Clay using Electrical Vertical Drains", International, Journal of Geosynthetics 2008, 5 (5), 369-381.
[29]     Mohamedelhassan, E., Shang, J. Q., "Effect of Electrode Materials and Current Intermittence in Electro-Osmosis”, Proceedings of the ICE, Ground Improvement, 2001, 5 (1), 3-11.
[30]     Pazos, M., Iglesias, O., Gomez, J., Rosales, E., Sanroman, M. A., "Remediation of Contaminated Marine Sediment using Electrokinetic-Fenton technology”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2013, 19, 932-937.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 45.2، شماره 79 - شماره پیاپی 79
تابستان 94
شهریور 1394
صفحه 25-33

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار