بررسی تاثیر فرآیند الکتروکینتیک همراه با شوینده بر روی ترکیبات هیدروکربن کلردار در خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران-محیط زیست، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، مازندران، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه مازندران، ایران

چکیده

فناوری الکتروکینیتیک یکی از روش‌های پیشرفته برای تجزیه و استخراج فلزات سنگین و آلاینده‌های آلی از خاک‌های اشباع، غیر اشباع و آب‌های زیرزمینی به شمار می‌آید. در این روش با اعمال میدان الکتریکی ضعیف، آلاینده‌ها با مکانیزم‌های مختلف الکترولیز، الکترواسمز، مهاجرت الکتریکی و الکتروفورز به حرکت در می‌آیند. در این تحقیق، روش الکتروکینیتیک به کمک شوینده غیر یونی برای حذف پرکلرواتیلن از خاک‌های رسی در مقیاس آزمایشگاهی به مدت 10 روز بررسی گردید. میزان تغییرات جریان الکتریکی، جریان الکترواسمز و همچنین pH در مخازن آند و کاتد به صورت روزانه و مقدار پرکلرواتیلن در انتهای دوره آزمایش مورد سنجش قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد در فرآیند الکتروکینیتیک، پرکلرواتیلن به دلیل حلالیت کم، غیر قطبی بودن و جذب بالا در خاک، تحت تاثیر جریان الکترواسمز و مهاجرت یونی قرار نمی‌گیرد. ولی با استفاده از شوینده غیر یونی، بازده حذف آلاینده به میزان قابل توجهی افزایش یافته و سبب حذف 51% پرکلرواتیلن از خاک شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Electrokinetic Technology Integrated with Surfactants on the Chlorinated Hydrocarbons from Soil

نویسندگان [English]

  • Maryam Taghizadeh 1
  • Daryoush Yousefi Kebria 1
  • Vali Taghipor 2
1 Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran, Mazandaran University, Mazandaran, Iran
چکیده [English]

Electrokinetic (EK) technology is advanced methods for the degradation and extraction of heavy metals and organic contaminants from saturated and unsaturated soil and groundwater. In this method, with the application of an electric field, pollutants will be migrated towards anode or cathode by electrolysis, electro-osmosis, electromigration, and electrophoresis. In this study, the behavior of perchloroethylene contaminated soils in an electrokinetic (EK) system enhanced by Triton X-100 on laboratory scale for 10 days was investigated. Electrical current and cumulative electro-osmosis and pH in anode and cathode reservoirs were measured every 24 hours during the run and perchloroethylene content was measured at the end of the experiments. According to the results, perchloroethylene is not influenced by electro-osmosis and ion migration due to low solubility, non-polar, and high adsorption to soil. However, by using the TX-100 in EK process, pollutant removal efficiency is significantly increased and perchloroethylene content of the soil is decreased by 51%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrokinetic
  • Nonionic Surfactant
  • Perchloroethylene
  • Soil
  • Electro-osmosis
[1]. Bour M. and Yousefi Kebria D., “Effects of Biosurfactants in Electrokinetic Remediation of contaminated soils. Second International Conference on Geotechnique, Construction Matrials and Environment”, Kuala Lumpur, Malaysia, 2012. Nov. pp. 14-16, (ISBN: 978-4-9905958-1-4 C3051), 2012.##

[2]. سیدعلیخانی س،. شرفا م،. توسلی ا،. ابراهیمی س،. بررسی اثر رشد گیاهان در تراکم‌های مختلف بر پاک‌سازی هیدروکربن‌های نفتی خاک. نشریه آب و خاک، (25) 1390.##

[3]. Khodadadi A., Yousefi D,. Ganjidoust H., and Yari M, “Bioremediation of diesel- contaminated soil using bacillus sp”, (stratin TMY-2) in soil by uniform and non- uniform electrokinetic technology field. Journal of Toxicology and Environmental Heaith Sciences, 3(15): pp. 376-384, 2011.##

[4]. Kebria D. Y., Khodadadi A.Ganjidoust H., Badkoubi A., and Amoozegar M. A,. “Isolation and characterization of a novel native Bacillus strain capable of degrading diesel fuel”, International Journal of Environmental Science and Technology, 2009. 6(3): pp. 435-442.##

[5]. Shariatmadari N., Weng C. H., and Daryaee H., “Enhancement of hexavalent chromium [Cr (VI)] remediation from clayey soils by electrokinetics coupled with a nano-sized zero-valent iron barrier”, Environmental Engineering Science, 2009. 26(6): p. 1071-1079.##

[6]. Yalcin B., Li H., R. J., “Phenol removal from kaolinite by electrokinetics”, J. Geotech. Eng, 1992. 118(11): pp. 1837-1853.##

[7]. Ho V. S., “The lasagnatechnology for in-situ soil remediation: small field test”, Environmental Engineering Science, 33(7): pp. 1086-1091, 1999.##

[8]. Weng, C.H., C. Yuan, and H.H. Tu, “Removal of trichloroethylene from clay soil by series-electrokinetic process”, Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management, 7(1): pp. 25-30, 2003.##

[9]. Alshawabkeh A. N., Yeung A.T., and Bricka M. R., “Practical aspects of in-situ electrokinetic extraction”, Journal of Environmental Engineering, 125(1): pp. 27-35, 1999.##

[10]. Coletta T. F., Bruell C. F., and Rayan D. K., “Cation- enhance removal of lead from kaolinite by electrokinetics”, Environmental Engineering Science, 123(12): pp. 1227-1233, 1997.##

[11]. Sah J. G. and Lin L. Y., “Electrokinetic study on copper contaminated soils”, Journal of Environmental Science & Health Part A, 35(7): pp. 1117-1139, 2000.##

[12]. Gholami M. and Yousefi Kebria D., “The comparison of phytoremediation and electrokinetic methods in remediation of petroleum hydrocarbons contaminated soil”, Second International Conference on Geotechnique, Construction Matrials and Environment, Kuala lumpur, Malaysia, 2012. Nov. 14-16, (ISBN: 978-4-9905958-1-4 C3051, 2012.##

[13]. Adams A., “Transport of nanoscale zero valent iron using electrokinetic phenomena”, Honours Dissertation, The University of Western Australia, Crawley, 2006.##

[14]. Zeng S., Chen C., Mikkelsen J., and Santiago J. G.,, “Fabrication and characterization of electroosmotic micropumps”, Sensors and Acuators B 79, 2001.##

[15]. Acar YB  A.A., “Principles of electrokinetic remediation”, Environ. Sci. Technol., 27(13): pp. 2638-2647, 1993.##

[16]. Van Cauwenberghe L., “Electrokinetics. Ground Water Remediation Technologies Analysis Center”, TO-97-03, 1997.##

[17]. Braraud F T. S. and Astruc M., “Ion velocity in soil solution during electrokinetic remediation”, Journal of Hazardous Materials, 56: pp. 315-332, 1997.##

[18]. Taylor J., Zafiratos C. D., and Dubson M. A.,, Modern Physics for Scientists and Engineers, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2004.##

[19]. Virkutyte J., M. Sillanpää, and P. Latostenmaa, “Electrokinetic soil remediation— critical overview”, Science of The Total Environment, 289(1-3): pp. 97-121, 2002.##

[20]. Zelina JP R. J., Electrochemical Remediation of Soils, pp. 532-539, 1999.##

[21]. عندلیب مقدم س. ح.، عبادی ت.، خدادادی دربان ا،. بررسی کارایی دو محلول سورفکتانت آنیونی و غیر یونی در حذف هیدروکربن‌های نفتی از خاک آلوده به روش خاک‌شویی، سمینار تخصص نفت، گاز و محیط زیست-شیراز، 1387.##

[22]. Ahn C. K. Y., Woo S., and Park J., Soil washing using various nonionic surfactants and their recovery by selective adsorption with activated carbon. Hazardous Materials, 2007.##

[23]. Song G., L. C., and Lin J., Application of surfactants and microemulsions to the extraction of pyrene and phenanthrene from soil with three different extraction methods, Chimica Acta, 2007.##

[24]. Astm E., “06a standard test method for measurement of fracture toughness”, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia PA: American Society for Testing and Materials, 2006.##

[25]. یوسفی کبریا د.، زیست سالم‌سازی خاک آلوده به مواد نفتی به روش الکتروکینیتیک ناهمگن، دانشکده فنی و مهندسی،دانشگاه تربیت مدرس، 1388.##

[26]. ناهید م.، تشریح روش‌ها و بررسی‌های آزمایشگاهی روی نمونه‌های خاک و آب، نشریه شماره 168, 1365. موسسه تحقیقات خاک و آب.##

[27]. Organization W. H., “Concise International Chemical Assessment Document 68”, Tetrachloroethylene, 2006.##

[28]. http:/en.wikipedia.org/wiki/Triton X-100.##

[29]. Yuan S., Tian M., and Lu X., “Electrokinetic movement of hexachlorobenzene in clayed soils enhanced by Tween 80 and B-cyclodextrin”, J Hazard Mater, B137: p. 1218-1225, 2006.##