روشهای پاکسازی خاک های آلوده به ترکیبات نفتی
روش های پاکسازی خاک های آلوده به ترکیبات نفتی همان مدیریت صحیح داشتن خاک سالم برای بقای انسان و سایر موجودات زنده است.
خاک لایه طبیعی سطحی زمین است، ساختمان نرم دارد و ضخامت آن متغیر است، از تغییر و تحول سنگ مادر در اثر متغیرهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به وجود آمده است.
وجود خاک ناسالم، زندگی روی کره زمین را به خطر می اندازد. خاک تأمین کننده مواد غذایی و خاصیت تصفیه کنندگی دارد.
اجزای خاک سالم
- هوا
- آب
- مواد معدنی
- مواد آلی
هوا و آب حدود 50% از خاک را شامل می‌شوند. مواد معدنی شامل خاک رسی، گل و لای و شن موجود در خاک است، مواد آلی شامل بقایای گیاهی یا حیوانی در حال تجزیه شدن هستند.
سلامت خاک را می‌توان با 3 شاخص اصلی بررسی کرد.
- شاخص فیزیکی: بافت، ساختار، نفوذپذیری، تراکم و…
- شاخص شیمیایی: PH خاک، شوری خاک، میزان رسانایی الکتریکی و…
- شاخص بیولوژیکی: میزان مواد مواد آلی، فراوانی ریشه، میکروارگانیسم‌ها و..
این شاخص ها توسط تست‌های مختلف اندازه گیری می‌شود. ارتقا سطح کیفی هر 3 شاخص در افزایش سلامت خاک تاثیرگذارند.
آلودگی خاک
آلودگی خاک قسمتی از فروسایی زمین است و حضور مواد شیمیایی زنوبیوتیک یا تغییرات مصنوعی دیگر در خاک باعث آن می‌شوند. دلیل اصلی آلودگی خاک، فعالیت‌های صنعتی، مواد شیمیایی کشاورزی و دفع پساب‌ها هستند.
خاک یکی از منابع ارزشمند طبیعت است. حدود 96 درصد مواد غذایی مورد نیاز انسان از آن تأمین می‌گردد. در نبود خاک سالم، زندگی روی کره‌ی زمین امکان‌پذیر نیست. خطر آلودگی خاک کمتر از خطر آلودگی هوا نیست.
آلودگی خاك عبارت از وجود، پخش یا آمیختن یک یا چند ماده خارجی در خاك است. به مقدار و مدّتی که باعث تغییر کیفیت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک شود و برای انسان، موجودات زنده، گیاهان و آثار و ابنیه ضرر داشته باشد.
يکی از مهمترين گروه های آلاينده های آلی محيطی، هيدروکربن های نفتی هستند. معمولا از طريق صنايع نفت و گاز وارد محيط زيست می شوند.
این دسته از ترکیبات (TPH) از ترکیب هیدروکربن های آليفاتيک، آروماتيک، هتروسيکليک و آسفالتن ها تولید می شود.
هيدروکربن های نفتی در گروه آلاینده های خطرناک مقاوم هستند. به صورت زيستی در زنجيره غذايی تجمع می کنند و سميّت حادی دارند.
روش های متنوعی برای پاکسازی خاک های آلوده وجود دارد. برای رفع آلودگی خاک بر اساس ميزان آلودگی، سطح خطر و محدوديت های زمانی و اقتصادی پروژهی پالایش، از دو روش اقدام میکنند.
۱- جابجایی فیزیکی خاك از محل آلودگی به محل دیگر و سپس پالایش آن
۲- مدیریت برجای آلودگی و پالایش آلاینده ها از خاك در محل آلودگی
علل اصلی آلودگی خاک
- میکروپلاستیک
- نشت روغن
- استخراج معدن و فعالیت سایر صنایع سنگین ممکن است در حین انجام فعالیت‌ها و غیره نشتی رخ دهد.
- خوردگی مخازن ذخیره‌سازی زیرزمینی (از جمله لوله‌کشی مورد استفاده برای انتقال مطالب)
- باران اسیدی
- کشاورزی زیاد
- مواد شیمیایی زراعی، مانند سموم دفع آفات، علف کش‌ها و کودها
- پتروشیمی‌ها
- سوانح صنعتی
- بقایای جاده
- تخلیه آب‌های سطحی آلوده به خاک
- مهمات، عوامل شیمیایی و سایر عوامل جنگ
- دفع مواد زائد
متداول‌ترین مواد شیمیایی درگیر هیدروکربن‌های نفتی، حلال‌ها، سموم دفع آفات، سرب و سایر فلزات سنگین هستند.
پاک سازی خاک آلوده
آلودگی خاک با میزان صنعتی‌سازی و استفاده از مواد شیمیایی نسبت مستقیم دارد. خاک را می‌توان به چندین روش پاکسازی نمود.
می‌توان خاک را تا عمق مشخصی حفر کرد از منطقه موردنظر دور نمود و سپس آن را ترمیم کرد. می‌توان خاک را در همان منطقه به صورت درجا ترمیم کرد.
چهار دسته از فن آوري های پاکسازی خاک های آلوده شناخته شده اند
۱- روش هاي فيزيكي و شيميايي
هدف از روش های فيزيكی و شيميايی پالایش تغيير محيط شيميايی جلوگیری از انتقال مواد سمّی به ديگر عناصر سيستم خاكی است.
منظور از انتقال به عناصر سیستم خاکی، انتقال به گياهان، آب زیرزمینی يا موجودات زنده خاك است. این اقدام پيشگيرانه شامل كاهش پويايی و تحرك تغيير ساختمان شيميايی يا عوامل دیگر است.
۲- روش هاي بيولوژيكی
روش تصفیه بیولوژیکی برای کمک میکروارگانیسم ها اجرا می شود و عبارت از پاکسازی زیستی، پالایش فاز جامد، کشت خاک، توده های بیولوژیکی خاک، کمپوست سازی و گیاه پالایی است.
۳- روشهای تثبيت (ذخيره سازی و تثبیت)
تثبیت مرحله اول یک فرایند چند مرحله‌ای برای آماده‌سازی یک نمونه از مواد زیستی جهت آنالیزهای میکروسکوپی است.
فرآیند تثبیت به فرآیند تبدلیل ریسک و خطر پسماند و مواد آلاینده موجود با کاهش حلالیت، کاهش حرکت پذیری و تغییر فرم مواد به حالتی با سمّیت کمتر گفته می شود.
جامد سازی فرآیند احاطه شدند مواد و ذرات آلاینده در محیطی یکنواخت از یک ماده جامد با ساختار یکپارچه به صورت کاملا مناسب است.
تثبیت و جامد سازی یک روش پالایش خاک است. در این روش مواد آلاینده به خاطر واکنش با مواد افزودنی یا فرآیندهای مختلف، ثابت و غیر متحرک می شوند.
۴- روش تخریب حرارتی
تبخير و تخريب آلاینده ها توسط روش های حرارتی، بسيار مؤثر است. با حرارت دادن خاك آلوده در كوره هايی در دماهای 700-400 درجه سانتيگراد انجام می شود.
قبل از آن، برای تصفيه بيشتر گاز خروجی كوره در دماهای بیشتر اكسيداسيون كامل مواد آلی فرار انجام می شود.
در حالت کلی به معنای استفاده از حرارت به منظور جداسازی و تبديل مواد آلی به فاز ديگر است تا راحت تر قابل جداسازی يا سوزاندن باشد.
امروزه پاکسازی زیستی با استفاده از میکروارگانیسم های زنده برای تجزیه زیستی آلاینده های آلی و سالم کردن محیط،یکی از روشهای کارآمد تصفیه خاکهای آلوده به ترکیبات مختلف است.
مزایا
- تکنولوژی ساده
- امکان استفاده همزمان با سایر روشهای فیزیکی و شیمیایی
- هزینه های جاری اولیه آن پایین
- امکان تخریب کامل آلاینده ها
- نیاز به تجهیزات تخصصی ندارد.
هر کدام از روش های پاکساری خاک به دو صورت در محل (In-Situ) و خارج از محل (Ex-Situ) اجرا می شود.انتخاب هر یک از این روش ها به عوامل متعددی مثل نوع آلودگی، سن آلودگی، پراکندگی آلودگی، عرض و عمق خاك و … بستگي دارد.
منبع : ح. گلستانی فر. 1393. روش های پاکسازی خاک های آلوده به ترکیبات نفتی. ماهنامه ی علمی اکتشاف و تولید نفت و گاز شماره ی 168: 89-94
