چکیده

اتیل بنزن و تولوئن ترکیبات بالقوه سرطانزا و خطرناکی هستند که در فرآوردههاي نفتی به وفور یافت میگردند. در کشور ایران، رشد چشمگیر صنعت پتروشیمی موجبات افزایش مواد جانبی تولیدي و نهایتاً افزایش تهدید منابع زیست محیطی آب، خاك و هوا را در برابر آلایندههاي گوناگون فراهم نموده است. در این تحقیق پاکسازي خاك هاي آلوده به ترکیبات اتیل بنزن و تولوئن با استفاده از روش دفع حرارتی مورد بررسی قرار گرفتهاست. روش دفع حرارتی با دماي پایین یک روش خارج از محل بوده که در آن از حرارت براي تبخیر وجداسازي آلاینده ها از خاك استفاده می گردد. در این روش با حرارت دادن خاك هاي آلوده آلایندههاي با نقطه جوش پائین به گاز تبدیل شده و از خاك جدا می گردند. این بخارات سپس جمع آوري شده و به بخش تصفیه فرستاده می شوند. در این راستا به بررسی تأثیر دو پارامتر دماي حرارتدهی و مدت زمان حرارتدهی پرداخته شد. خاك مورد مطالعه در این پژوهش از سایت آلودهي یک صنعت پتروشیمی برداشت گردید. نمونه هاي برداشت شده حاوي ترکیبات خطرناك BTEX میباشد. در ابتدا پس از نمونهبرداري غلظت اولیه آلایندهها سنجیده شد و سپس اقدام به فرآیند دفع حرارتی گردید. لازم به ذکر است که آزمایشات در سه مدت زمان حرارت دهی ۱۰، ۲۰ و ۳۰ دقیقه و درجه حرارت هاي ۱۰۰، ۱۴۰ و ۱۸۰ درجه سانتیگراد انجام گردیدند. پس از انجام آزمایشات براي تعیین درصد حذف از خاك آلوده نمونه برداري و نمونهها توسط دستگاه کروماتوگرافی گازي مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین بازدهی به ترتیب براي تولوئن و اتیل بنزن برابر %۹۹/۶۹) و(%۹۹/۷ و در دماي ۱۸۰ درجه سانتیگراد و زمان ماند ۳۰ دقیقه می باشد. با استفاده از نتایج حاصل چنین نتیجهگیري میشود که با افزایش مدت زمان شستشو و دماي حرارتدهی، راندمان حذف آلایندهها از خاك بیشتر میگردد.

کلمات کلیدي

دفع حرارتی، اتیل بنزن، تولوئن، آلودگی خاك

مقدمه :

درطی دو قرن گذشته افزایش سریع جمعیت جهان و بهبود کیفیت زندگی افراد موجب افزایش تولید و نیز ایجاد زوائد بیشتر در مصرف سموم دفع آفات و داروها گردیده است. این امر باعث رها شدن مقادیري از زوائد خطرناك در هوا، آب و خاك شده که خطرات بالقوه زیست محیطی براي جوامع ایجاد نموده است. لذا لازم است همراه با پیشرفت و گسترش تکنولوژي، علوم کنترل کننده آلودگی ها نیز توسعه یابند.

علاوه بر تنوع آلایندهها و نشت و گسترش آنها در محیطزیست، محیط یا واسطهاي که این آلایندهها در آنها انتشار مییابند نیز از اهمیت خاصی برخوردار میباشد، آلودگی خاكها به علت ارتباط مستقیم خاك با آبهاي سطحی و زیرزمینی، خود منبعی جهت آلودگی خاك و هواي تنفسی در محیط شهرها میشود و از آنجا که خاك محلی براي رشد و نمو محصولات غذایی و منبع انرژي(معادن) میباشد، حفظ سلامت آن از اهمیت ویژهاي برخوردار است.

جهت تصفیه خاکهاي آلوده روش هاي مختلفی ابداع گردیده، روش دفع حرارتی (TD)1 یک روش خارج از محل بوده که در آن از حرارت براي تبخیر وجداسازي آلاینده ها از خاك استفاده می گردد.[۱] استفاده از روش حرارتی اولین بار در دهه
۱۹۸۰ میلادي به منظور پاکسازي سایت هاي آلوده به آلایندههاي خطرناك از آمریکا آغاز گردید.[۳] [۲] در این روش با استفاده از حرارت و گرما، تغییر فیزیکی در آلایندهها بوجود آمده که باعث جدایی آلایندهها از خاك و سایر محیط هاي آلوده میگردد.[۵] [۴] با وارد شدن آلاینده ها به فاز گاز این مواد از محیط جامد جدا می گردد. بسیاري از آلاینده هاي آلی شامل مواد آلی فرار (VOCs2) و نیمه فرار (SVOCs3) با استفاده از این روش قابل پالایش هستند. مواد آلی نیمه فرار مانند سوخت دیزل و آفت کش ها نیاز به دماي بالاتر و زمان ماند بیشتر براي پالایش دارند. هرچند این روش غاًلب براي تصفیه خاك هاي آلوده به فلزات به کار نمی رود، ولی توانایی پالایش تقریبی فلزاتی نظیر جیوه و آرسنیک را داراست. دفع حرارتی در پالایش مواد آلی از زباله هاي پالایشگاه ها، زباله هاي تصفیه چوب و رنگ کاري کارآیی بالایی دارد.[۶] روش دفع حرارتی می تواند پالایش سریعتر و با راندمان بهتري را نسبت به سایر روش هاي تصفیه ارائه نماید. با توجه به بافت خاك و نوع و غلظت آلاینده هاي موجود در آن ، توان عملیاتی پالایش بین ۲۰ الی tons/hour160 برآورد می گردد.[۷] در گزارشات اشاره شده است که پاکسازي ۵۰۰۰ مترمکعب خاك آلوده با روش TD ، در زمان ۳-۲ ماه امکان پذیر میباشد.[۸] درصد موفقیت این روش با توجه به غلظت آلایندهها، زمانماند و حرارت و دماي انتخابی براي عملیات ، متفاوت میباشد ولی طبق تحقیقاتی که بیلفینگر برگر بعمل آورده است ، این روش در حذف و رساندن آلایندههاي هیدروکربنی به مقدار کمتر از %۱

میزان اولیه ، موفقیت آمیز بوده است.[۹]

۱ Thermal Desorption(TD ) 2 Volatile Organic Compounds 3 Semi-Volatile Organic Compounds

روش حرارتی با دماي پایین (LTTD4) یکی از روشهاي جداسازي حرارتی است که در آن دما حداکثر تا ۳۱۵ درجه سانتی

گراد افزایش مییابد .[۱۰] در(شکل (۱ تجهیزات LTTD در مقیاس اجرایی نشان داده شده اند. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر دما و زمان هاي ماند مختلف بر میزان حذف آلاینده در روش دفع حرارتی با دماي پایین به منظور اصلاح خاك هاي آلوده به اتیل بنزن و تولوئن می باشد.