آکادمی و موسسه علمی پژوهشی ابن سینا

چکیده نمونه مقاله دانشجویی

با توجه به استفاده روزافزون از نفت و مشقات نفتی، احتمال نشت آن در محیط وجود دارد. آلودگی خاک به مشتقات نفتی سبب بروز بعضی تغییرات در خواص فیزیکی و مکانیکی خاک می گردد. لذا در ثبت مقاله، ظرفیت باربری و خصوصیات ژئوتکنیکی بستر خاک رس دار آلوده به مشتقات نفتی گازوئیل و نفت سفید مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دو سایت جداگانه با بستر دارای خاک ماسه‌ای رس‌دار جهت بررسی اثرات آلودگی بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی و ظرفیت باربری بستر آن ها در حالت تمیز و آلوده در نظر گرفته شد، سپس به‌طور مصنوعی بستر هر دو سایت با گازوئیل و نفت سفید آلوده شده و مورد آزمایشات میدانی و ازمایشگاهی قرار گرفتند. بر روی نمونه های تهیه شده ازمایشات حدود اتربرگ، تراکم پروکتور استاندارد، آزمایش مقاومت فشاری تک محوری، آزمایش مقاومت و دوام در برابر سیکل یخبندان و ذوب انجام شد.  همچنین از آزمایشات میدانی در سایت اول برای تعیین ظرفیت باربری بستر آلوده و بکر آزمایش بارگذاری PLT و آزمایش ضربه‌سنج سبک LWD و در سایت دوم نیز آزمایش بارگذاری ضربه سنج LWD انجام شد. نتایج حاکی از آن است، آلودگی خاک به مشتقات نفتی سبب کاهش مقاومت آن و افزایش میزان نشست و جابجایی بستر آلوده شده که در این میان اثرات گازوئیل بیشتر از نفت سفید می باشد.

کلمات کلیدی: خاک آلوده، ظرفیت باربری، خصوصیات ژئوتکنیکی، مشتقات نفتی، نشست، مقاومت

ترجمه نمونه مقاله دانشجویی

مقدمه

امروزه آلودگی آب‌های زیرزمینی و خاک‌ها توسط مواد نفتی به‌دلیل استفاده روزافزون از آن‌ها و انتقال همه روزه فرآورده‌های نفتی با خطوط انتقال لوله و مخازن نگهداری این محصولات و نشت مواد نفتی طی این فعالیت‌ها گسترش پیدا کرده است (Norris et al,1994). آلودگی خاک ها علاوه بر خطرات زیست محیطی، خصوصیات ژئوتکنیکی آن‌ها را تغییر می‌دهند و با حضور آلاینده‌ها، بین دانه‌ها رفتار خاک متفاوت‌تر از حالت بکر آن می‌گردد (Aikman et al, 2002). آلودگی خاک به هیدروکربن‌های نفتی مختص نقطه یا نقاط آلوده‌شده نبوده و هیدروکربن‌های نفتی می‌توانند در خاک حرکت کرده و خود را به منابع آب زیرزمینی برسانند، که این مشکلات در سال‌های اخیر به وضوح در بسیاری از کشورها قابل مشاهده است. به‌طور کلی تجمع آلاینده‌ها در خاک می‌تواند وارد زنجیره غذایی شده و سلامت حیوان و انسان را با خطر جدی مواجه سازد (Khan,  2005 ). آبگریزی نسبتاً بالای هیدروکربن‌های نفتی موجب افزایش چشمگیر قابلیت تجمع این آلاینده‌ها در خاک نسبت به محیط‌های آبی می‌گردد Karthikeyan and Bhandari, 2001)). همچنین آبگریزی بالای این ترکیبات موجب پیوستن آن‌ها به ذرات خاک شده و منجر به کاهش دسترسی زیستی توسط آلاینده نفتی جهت جذب بیولوژیکی می‌گردد (Escalante et al, 2005). درواقع باعث کاهش موجودات میکروسکوپی در داخل خاک می گردد. از لحاظ ژئوتکنیکی مواد مختلف نفتی اثرات منفی را بر روی خاک دارند که این اثرگذاری آن‌ها بر خاک متفاوت بوده که بستگی به ساختار مولکول‌های شیمیایی ‌آن‌ها دارد. همچنین خاک‌های مختلف با دانه‌بندی متفاوت رفتار یکسانی در زمان آلوده شدن با مشتقات نفتی از خود نشان نمی‌دهند به طوری که اثر آلاینده بر خاک ماسه‌ای تمیز با خاک ماسه‌ای رس‌دار و سیلت‌دار متفاوت خواهد بود. با تغییر رفتار ژئوتکنیکی خاک زیر سازه ها در اثر آلودگی، امکان کاهش مقاومت و افزایش نشست تحت بارهای وارده بر خاک وجود دارد. انتقال آلاینده‌های نفتی در خاک بدین ‌صورت است که هیدروکربن‌های نفتی پس از ورود به خاک، برای جایگزین شدن در حفره‌های خاک، با آب و هوا رقابت می‌کنند. در ناحیه غیراشباع خاک، انتقال آلاینده‌ها به لایه‌های زیرین بر اساس جذب سطحی، نفوذ و نیروی گرانش صورت می‌پذیرد. فرآیند انتشار قائم تا تماس خاک غیراشباع با قسمت اشباع رخ می‌دهد و از آن تراز به‌بعد هیدروکربن به‌صورت افقی در تمام جهات منتشر شده و ادامه جریان قائم به‌صورت آب و آلاینده (مثل گازوئیل) ادامه می یابد (Youdeowei, 2012). پس از ناحیه غیراشباع، ناحیه موئینه قرار دارد که در این ناحیه، آب در فضای بین ذرات خاک به‌واسطه خاصیت موئینگی به سمت بالا حرکت می‌کند و درنتیجه درجه اشباع در نواحی بالاتر افزایش می‌یابد. ناحیه بعدی ناحیه نوسانی نام دارد. در این ناحیه سطح آب مرز ساکن ندارد اما به‌صورت دوره‌ای نوسان می‌کند. در اثر نوسان آب و حرکت عمودی آن، توده هیدروکربن‌های موجود در فضای حفره‌های خاک یا هیدروکربن‌های جذب شده بر روی سطح ذرات خاک، جدا می‌شوند و وارد آب می‌گردند و به‌این‌ترتیب آلاینده‌ها از خاک به آب‌های زیرزمینی منتقل می‌شوند (Lee et al, 2003).    کانی‌های سیلیکا بخش اصلی خاک‌ها را تشکیل می‌دهند رفتار خاک‌ها متأثر از برهم‌کنش فیزیکی- شیمیایی بین ذرات جامد و مایع منفذی می‌باشد و خصوصیات خاک‌ها نسبت به میزان غلظت الکترولیتی مایع منفذی بسیار حساس هستند (Barbour and Yang, 1993). خصوصیات ژئوتکنیکی خاک‌ها وابسته به ترکیبات مواد آلی، ارتباط فیزیکی-شیمیایی بین ذرات خاک، نیروهای بین‌ذره‌ای، ترکیبات شیمیایی آب منفذی و ساختار خاک می‌باشد. واکنش‌ها و فعل‌وانفعالات زیادی، بین خاک و مواد آلی رخ می‌دهد که امکان اثرگذاری بر خصوصیات خمیرایی، انقباض، تراکم‌پذیری مقاومت و هدایت هیدرولیکی را دارد (Mitchell and Soga, 2005). هنگامی‌که روغن دیزل (گازوئیل) بر روی خاک ریخته می‌شود، امکان نفوذ به قسمت‌های زیرسطحی خاک وجود داشته و درنهایت منجر به ایجاد یکی از سه حالت مختلف فاز آبی، گازی و مایع غیرآبی (NAPLs) می‌گردد. به‌طوری‌که مقداری از NAPL ها در آب حل شده و مقادیر دیگر از روی سطوح ذرات خاک و مواد کلوئیدی حاوی مواد ارگانیکی که به‌صورت غشای مایعی نازک تشکیل شده‌اند، بخار شده و جدا می‌شوند (Rehman et al, 2007). حضور NAPLها در خاک دارای چهار فاز حل‌شده، جذب شده، گازی و آزاد می‌باشند. در خاک‌های اشباع نشده هر چهار فاز وجود داشته ولی در خاک اشباع سه فاز حل‌شده، جذب‌شده و آزاد رخ می‌دهد. مطابق شارما و ردی (2004)، فاز مایع غیرآبی (NAPL) شامل دو گروه LNAPL و DNAPL است. LNAPL ها چگالی کمتری نسبت به آب دارند و روی آب به حالت شناور منتقل می‌شوند. درحالی‌که DANPL ها چگالی بیشتری نسبت به آب داشته و از ناحیه اشباع خاک حرکت می‌کنند.

لینک اصلی مقاله

جهت رفرنس دهی به مقاله فوق می توانید از سبک APA زیر استفاده نمایید:

Fazeli, G., Lotfollahi, S., Bakhtiari, P., & Farrokhi, F. (2021). Bearing Capacity and Geotechnical Properties of a Sandy Soil Substrate Contaminated with Oil Derivatives (Diesel fuel and Kerosene). Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology.

در صورت نیاز به دانلود نمونه مقاله دانشجویی بیشتر و همچنین ثبت مقاله با ما در ارتباط باشید.