Κατεύθυνση Ορυκτοί Πόροι-Πετρολογία και Περιβάλλον
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών

2023-03-21

2023

Βέλλη Παρασκευή

Αριάδνη Αργυράκη, Καθηγήτρια, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ (Επιβλέπουσα)
Χαράλαμπος Βασιλάτος, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ
Ζαχαρένια Κυπριτίδου, ΕΔΙΠ, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ

Βελτιστοποίηση της γεωχημικής συμπεριφοράς αργιλικών υλικών ως παράγοντες σταθεροποίησης εδαφικής ρύπανσης και ως υλικά πλήρωσης γεωσυνθετικών φραγμών: Δοκιμές εργαστηριακής κλίμακας.

Ελληνικά

Βελτιστοποίηση της γεωχημικής συμπεριφοράς αργιλικών υλικών ως παράγοντες σταθεροποίησης εδαφικής ρύπανσης και ως υλικά πλήρωσης γεωσυνθετικών φραγμών: Δοκιμές εργαστηριακής κλίμακας.

Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετήθηκαν αργιλικά υλικά ως παράγοντες σταθεροποίησης εδαφικής ρύπανσης και ως υλικά πλήρωσης γεωσυνθετικών φραγμών. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι α) να βελτιστοποιήσει την αποτελεσματικότητα της παλυγορσκιτικής αργίλου, ως εδαφικό πρόσθετο σε μία περιοχή βιομηχανικής ρύπανσης για τη σταθεροποίηση μολύβδου (Pb), και β) να συμβάλει στην επιλογή του καταλληλότερου σμεκτιτικού υλικού πλήρωσης γεωσυνθετικού φραγμού με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
Για τη σταθεροποίηση εδαφικής ρύπανσης χρησιμοποιήθηκε παλυγορσκιτική άργιλος, ένα εμπορικό προϊόν της Γεωελλάς ΑΜΜΑΕ, το Sanfed Powder F. Ρυπασμένο έδαφος με Pb από βιομηχανική περιοχή συλλέχτηκε και δημιουργήθηκαν 3 μεταχειρίσεις: Control (χωρίς την προσθήκη παλυγορσκιτικής αργίλου), Active_5% (προσθήκη 5%κ.β. παλυγορσκιτικής αργίλου στο ενεργό κλάσμα εδάφους) και Total_5% (προσθήκη 5%κ.β. παλυγορσκιτικής αργίλου στο ολικό κλάσμα εδάφους). Η εφαρμογή παλυγορσκιτικής αργίλου στο ρυπασμένο έδαφος δεν επηρέασε σημαντικά τις ιδιότητες του εδάφους (pH, TDS, SO42-). Σημαντική μείωση της υδατοεκχυλίσιμης συγκέντρωσης του μολύβδου εμφάνισαν οι μεταχειρίσεις Active_5% και Total_5%, με μείωση ίση με 54.8% και 54.1%, αντίστοιχα. Επιπλέον, παρατηρήθηκε μείωση για το Sb 9.8% στη μεταχείριση Active_5% και 11.1% στη μεταχείριση Total_5% σε σύγκριση με το Control. Σημαντική μείωση Zn ίση με 75.4% στην μεταχείριση Total_5%. To As και ο Cu δεν επηρεάστηκαν καθόλου από την προσθήκη παλυγορσκίτη. Το έδαφος, σύμφωνα με την Οδηγία 33/2003 έπειτα από την σταθεροποίηση μπορεί να χαρακτηριστεί ως αδρανές απόβλητο για τα στοιχεία Pb, As, Zn και Cu και ως μη επικίνδυνο απόβλητο για το Sb.
Ως υλικά πλήρωσης γεωσυνθετικών φραγμών εξετάσθηκαν ένας εμπορικός Ca-μπεντονίτης (ΒΕΝ), ένας Mg-σμεκτίτης πράσινου χρώματος σε ακατέργαστη μορφή (PS1.R) και ένας Μg-σμεκτίτης πράσινου χρώματος ενεργοποιημένος με Νa (PS1.A). Τα υλικά τροποποιήθηκαν θερμικά σε 3 διαφορετικές θερμοκρασίες (150οC, 180oC, 210oC). Η θερμική τροποποίηση έγινε με παραμονή των υλικών σε φούρνο πύρωσης για 2h. Οι τιμές της υδραυλικής αγωγιμότητας των υλικών εμφάνισαν εύρος
10-6-10-9cm/s. Τα δείγματα του Ca-μπεντονίτη θερμικά επεξεργασμένα ή μη παρουσίασαν το μεγαλύτερο όριο υδαρότητας (394.3-485.5%) και δείκτη πλαστικότητας (351.3-446.8%), ενώ το υψηλότερο όριο πλαστικότητας (50-55%) βρέθηκε στα δείγματα του ενεργοποιημένου Mg-σμεκτίτη. Επιπλέον, τα δείγματα του Ca-μπεντονίτη διατήρησαν υψηλό δείκτη διόγκωσης (23-26%) και μικρή απώλεια ρευστών (16.0mL-19.0mL). Τα δείγματα του Ca-μπεντονίτη, του ακατέργαστου Mg-σμεκτίτη και του ενεργοποιημένου Mg-σμεκτίτη εμφάνισαν υψηλή απομάκρυνση μόλυβδου με ποσοστό απομάκρυνσης σχεδόν 100%, 87% και 99.5%, αντίστοιχα. Μεγάλη απομάκρυνση υπήρξε στο Ni, με τιμές απομάκρυνσης 54.3%-61.2% για τα δείγματα του Ca-μπεντονίτη, 50.2-53.4% του ενεργοποιημένου Mg ¬σμεκτίτη και 44-46% για δείγματα του ακατέργαστου Mg-σμεκτίτη. Επιπλέον, δεν παρατηρήθηκε διαφορά στην απομάκρυνση λόγω της αλλαγής της θερμοκρασίας. Αντίθετα, η απομάκρυνση του Cr(VI) ήταν μικρή (0-26.7%), όμως η μεγαλύτερη απομάκρυνση αντιστοιχούσε στα θερμικά τροποποιημένα δείγματα.
Η εφαρμογή παλυγορσκιτικής αργίλου σε ρυπασμένο έδαφος μπορεί να χαρακτηριστεί ως μία αποτελεσματική μέθοδος για τη σταθεροποίηση του, καθώς ο παλυγορσκίτης προσροφά το διαλυτό μόλυβδο, αλλά και το βοηθά να μετασχηματιστεί σε σταθερές και αδιάλυτες μορφές του. Οι σμεκτιτικοί άργιλοι τείνουν να συγκρατούν τις ιδιότητες τους παρά την αύξηση της θερμοκρασίας. Αλλά, σύμφωνα με τα αποτελέσματα των πειραμάτων και με τις προδιαγραφές για τα υλικά τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πληρωτικό υλικό ενός γεωσυνθετικού φραγμού, προκύπτει πως μόνο ο Ca-μπεντονίτης σε θερμοκρασίες 25οC-180oC μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πληρωτικό υλικό GCL.

Θετικές Επιστήμες

Αργιλικά υλικά, παλυγορσκίτης, σταθεροποίηση, μπεντονίτης, υλικά πλήρωσης, γεωσυνθετικός φραγμός

Ναι

5

Ναι

132

96

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/3307664