اثر کنترل pH براصلاح الکتروسینتیکی یک خاک ریز بافت آلوده به نفت خام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد

3 هیئت علمی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران

چکیده

امروزه آلودگی خاک­های حاوی هیدروکربن­های نفتی از مهم­ترین مشکلات زیست­محیطی به شمار می­رود. به­منظور حذف این ترکیبات از خاک راهکارهای مختلف از جمله استفاده از فرایند الکتروسینتیک بکار می­رود. نتیجة فرایند الکتروسینتیک در خاک حرکت آب، یون­ها و ذرات باردار در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی می­باشد. در این پژوهش اثر کنترلpH  در کاتولیت و آنولیت بر فرایند اصلاح الکتروسینتیکی یک خاک رسی آلوده به هیدروکربن­های نفتی به ­طول 30 سانتی­متر، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو آزمایش با شرایط بدون کنترل pH و با کنترل pH (در محدوده 6 تا 9) در الکترولیت­ آب مقطر انجام شد. غلظت اولیه هیدروکربن­های نفتی در خاک، پنج درصد در نظر گرفته شد. اندازه­گیری مقدار و نوع هیدروکربن­های نفتی در خاک با استفاده از دستگاه  GC/MS انجام شد. نتایج این بررسی نشان داد در هر دو آزمایش پس از 30 روز با اعمال اختلاف پتانسیل یک  1-Vcm، بیشترین درصد خروج مربوط به نواحی مجاور آند و کمترین جابجایی در میانه ستون مشاهده گردید. میانگین حذف هیدروکربن­های نفتی از ستون آزمایش اول 67/16 درصد و در آزمایش دوم، 5/31 درصد مشاهده شد که بیانگر اهمیت نقش تنظیم pH در فرایندهای اصلاح الکتروسینتیک است. همچنین در آزمایش دوم، بطور میانگین 26% از هیدروکربن­های پارافینی و 37% از هیدروکربن‌های آروماتیک نفتالینی از کل ستون خاک خارج شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of pH control on electrokinetic remdiation of a fine textured soil contaminated with crude oil

نویسندگان [English]

  • Mohsen Farahbakhsh 1
  • Hadi Sheikhpoori 2
  • Mehran Kiani Rad 3
1 University College of Agriculture and Natural Resources
2 University College of Agriculture and Natural Resources
3 Science and Industrial Research Organization
چکیده [English]

These days, one of the most important environmental problems is soil pollution due to the contamination by petroleum hydrocarbons. One of the methods for reducing of soil contamination is the use of the electrokinetic process for remediation of hydrocarbons contaminated soils. Electrokinetic process causes the movement of water, ions and charged particles in the soil by electric field voltage. In this study, the effect of pH control in catholyte and anolyte on electrokinetic for removal of petroleum hydrocarbons from a clay soil, was evaluated. For this purpose, two experiments; one without pH control and second with pH control (in the range of 6-9) in electrolytes were carried out. Initial concentration of petroleum hydrocarbons in soil was 5%. The amount and type of petroleum hydrocarbons in the soil samples were measured by GC-MS. The results of both experiments showed that after 30 days, and 1 Vcm-1 electric field voltage, the highest percentage hydrocarbons was near anodes with little movement in the middle column. The average of petroleum hydrocarbons removal of two experiments was 16.67% and 31.5%, respectively. In addition, in the second experiment, about 26% of paraffin hydrocarbon and 37% of naphthalene hydrocarbons were removed from the soil column.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrokinetic
  • pH Control
  • petroleum hydrocarbons

مراجع

Acar, Y. B. and Alshawabkeh, A. N. (1993). Principles of electrokinetic remediation. Environmental Science and Technology, 27(13), 2638-2647.
Acar, Y. B., Alshawabkeh, A., Marks, R., Puppala, S., Bricka, M. and Parker, R. (1995). Electrokinetic remediation: basics and technology status. Journal of Hazardous Materials, 40, 117-137.
Bahemmat, M., Farahbakhsh, M. and Kianirad, M. (2011). Electrokinetically enhanced remediation of contaminated soil with Ni by use of humic acid and fulvic acid. In: Proceedings of 12th Iranian Soil Science Congress, 3-8 September, Tabriz University, Tabriz. Iran. (In Farsi)
Berg, M. S and Webester, M. T. (1998). Release of petroleum hydrocarcon from bioremdiationed soil. Journal of Soil Contamination, 7, 675-695.
Bouyoucos, C. J. (1962). Hydrometer method improved for making particle-size analysis of soil. Agron. J., 54, 464-465.
Eykholt, G. R. and Daniel, D. E. (1994). Impact of system chemistry on electroosmosis in contaminated soil. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 120(5), 797-815. 
Lambet, P., Fingas, M., Goldthorp,  M. (2001). An Evaluation of Field Total Petroleum Hydrocarbon-Contaminated Soil by Composting in biopiles, Environ. Pollut. 409-411.
Li, J. L. and Chen, B. H. (2002). Solubilization of model polycyclic aromatic hydrocarbons by nonionic surfactants. Chemical Engineering Science, 57(14), 2825-2835.
Lu, S.j., Wang, H.Q., and Yao, Z.H. (2006). Isolation and characterization of gasoline-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated soils, Journal of Environmental Sciences. 18: 969-972.
Marchal, R., Penet, S., Solano-Serena, F., and Vandecasteele,  J.P. (2003). Gasoline and Diesel Oil Biodegradation, Oil & Gas Science and Technology. 58 (4): 41-448.
Nelson, R.E. (1982). Carbonate and gypsum. In A. L. Page (Ed.) Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties (2nd ed.). (pp. 181-196).  SSSA and ASA, Madison, WI.
Nelson, D.W. and L.E. Sommers. (1996). Total carbon, organic carbon and organic matter. In A. L. Page (Ed.) Methods of soil analysis, Part 2,Chemical and microbiological properties (2nd ed.). (p.p. 539-580). SSSA and ASA, Madison, WI.
Pamukcu, S. and  Wittle, J. K. (1994). Electrokinetically enhanced in situ soil decontamination. In, D. L. Wise and D. J. Trantolo (Eds.) Remediation of Hazardous Waste Contaminated Soils (p.p. 245-298). Marcel dekker. New York.
Pamukcu, S., Weeks, A. and Wittle, J. K. (1997). Electrochemical separation and stabilization of selected inorganic species in porous media. Journal of Hazardous Materials, 55, 305-318.
Pazos, M., Rosales, E., Alcántara, T., Gómez, J. and Sanromán, M. A. (2010). Decontamination of soils containing PAHs by electroremediation: A review. Journal of Hazardous Materials, 177, 1-11.
Reddy, K.R.  and Saichek.  R.E. (2004). Enhanced electrokinetic removal of phenanthrene from clay soil by periodic electric potential application. Journal of Environmental Science and Health part A Toxic/Hazardous Substances  &  Environmental  Engineering. 39(5): 1189–1212.
Reddy, K. R. and Saichek, R. E. (2003).  Effect of soil type on electrokinetic removal of phenanthrene using surfactants and cosolvents. Journal of Environmental Engineering, 129(4), 336-346.
Reilley, K. A., Banks, M. K. and Schwab, A. P. (1996). Organic chemicals in the environment: dissipation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the rhizosphere. Journal Environmental Quality, 25, 212-219.
Rhoades, J. D. (1996). Salinity: Electrical conductivity and total dissolved solids. In Sparks, D. L. et al. (Eds.), Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods (2nd ed.). (p.p. 417-436). SSSA and ASA, Madison, WI.
Saichek, R. E. and Reddy, K. R. (2003). Effect of pH control at the anode for the electrokinetic removal of phenanthrene from kaolin soil. Chemosphere, 51, 273-287.
Saichek, R.E. and Reddy, K.R. (2005). Electrokinetically enhanced remediation of hydrophobic organic compounds in soils: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 35(2), 115-119.
Schwab, A. P., SU, J., Wetzel, S., Pekarek, S. and Banks, M. K. (1999). Extraction of petroleum hydrocarbons from soil by mechanical shaking. Environmental Science and Technology, 33, 1940-1945.
Shapiro, A. P. and Probstein, R. F. (1993). Removal of contaminant from saturated clay by electroosmosis Environmental Science and Technology, 27(2), 283-291.
USEPA (2000). A resource for MGP site characterization and remediation. EPA/542-R-00-005, Washington, DC. from http://www. http://nepis.epa.gov/Exe.
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 49، شماره 3
مرداد و شهریور
مرداد و شهریور 1397
صفحه 483-491

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار