تبلیغات
فروشگاه آنلاین - پیشگیری ازآلودگی آبهای زیرزمینی براثردفع موادزائدمعدنی درسدهای باطله

پیشگیری ازآلودگی آبهای زیرزمینی براثردفع موادزائدمعدنی درسدهای باطله

یکشنبه 20 اردیبهشت 1388  12:12 ب.ظ

نوع مطلب :

پیشگیری ازآلودگی آبهای زیرزمینی براثردفع موادزائدمعدنی درسدهای باطله

فاطمه متین فر - زیستا

پایگاه آگاهی رسانی محیط زیست ایران (زیستا): یكی ازمشكلات اساسی دراستخراج معادن ، مساله دفع زائدات معدنی حاصل ازاستخراج ویابه عبارت دیگر، دفع باطله هامی باشد.باطله هاموادزائدی هستندكه درعملیات حفاری، استخراج وكانه آرایی، درمعادن تولید می شوند.به دلیل طبیعت سمی وخطرناك بعضی ازاین باطله ها،دفع صحیح واصولی آنهاازلحاظ زیست محیطی بسیارحائزاهمیت است.دراین مقاله باتوجه به مكانیسم های اصلی انتقال آلاینده هادرمحیط های متخلخل ، به ارائه راه حل برای كاهش میزان انتقال موادآلاینده موجوددراین باطله ها به داخل آبهای زیرزمینی ، پرداخته شده سات.درطی این مقاله مشخص می گرددكه استفاده ازیك لایه زسی متراكم به ضخامت یك مترباهدایت هیدرولیكی حداكثر9 -10واستفاده ازیك سیستم زهكشی مناسب برروی آن ، باهدایت هیدرولیكی حداقلm/s 5- 10وهدایت آب های تجمع یافته به بیرون ازمحل برای تصفیه ، می تواندبه شدت دركاهش این اثرات ناهنجارزیست  محیطی موثرباشد.

مقدمه:

یكی ازمشكلات اساسی دراستخراج معدن ، مساله دفع زائدات معدنی حاصل ازاستخراج معادن ویابه عبارت دیگر، باطله های معدنی است.باطله هاموادزائدی هستندكه درطی عملیات حفاری، استخراج وكانه آرایی درمعادن ف تولید می شونداین باطله هاازنظرزیست محیطی به 2دسته كلی تقسیم می شوند:

دسته اول موادی بی خطروحجیم هستند.این موادكه معمولا شامل قطعات سنگ، وسنگدانه های بی اثر وغیرسمی می باشند،تاثیرات مخرب زیادی برمحیط زیست نداشته وصرفاحجم زیادی رااشغال می نمایندوازنظرزیبایی مشكل آفرین هستند(زیبایی منظر).

دسته دوم كه معمولاشامل نرمه های حاصل ازعملیات جداسازی یاخردكردن سنگ های معدنی ویاموادشیمیایی مورداستفاده درفرآیندهای استخراج كانی هاوفلزات می باشند، می توانندمنشاء خطرات عمده ای ازنظرزیست محیطی شوندولذا این بخش اززائدات معدنی ، ازاهمیت والایی برخوردارند.

این اهمیت ازآنجاناشی میشودكه اجزای آلاینده این موادمی توانندتوسط آب موجوددرمحیط به حركت درآمده ومحیط هیدروژئولوژیك زیرمحل دفع راآلوده نمایندودرنهایت موجب آلودگی آب شوند.

درحال حاضرروش های مختلفی برای دفع باطله ها مورداستفاده قرارمی گیردكه عبارتنداز:دفع برروی سطح  زمین، تخلیه دررودخانه هاودریاچه ها،پركردن محل های استخراج شده درزمین .

امارایج ترین روش برای انباركردن باطله ، ساختن یك  سدباطله درمحلی مناسب وانباركردن مواددرپشت سداست.

این سدهامعمولادرمناطقی كه ازنظرتوپوگرافی برای تجمع این موادمناسب باشد، احداث می گردندوباطله هاتوسط كانال ویاكامیون به این محل ودرپشت سدتخلیه می گردند.طول این كانال ها ممكن است به چندین كیلومترنیزبرسد.

سدهای باطله انواع مختلف دارندكه معروفترین آنهاعبارتنداز:سدهای بالارو، سدهای پایین رو، سدهای برجا.

سدهای باطله بالارو، سدهایی هستندكه بدنه سددرطی پرشدن ، تمایل به سمت داخل باطله هادارد.دراین نوع سدها، ابتدادرگودترین نقطه یك خاكریزایجادمی شودوپشت آن توسط باطله هاپرمی گردد.سپس درمرحله بعد ، خاكریزدیگری برروی خاكریزقبلی ایجادمی شودكه باخاكریزقبلی یك تراس می سازد.

باطله ها توسط یك لوله ازبالابه پشت خاكریزها می ریزند.

سدهای باطله پایین رو، سدهایی هستندكه بدنه درطی پرشدن تمایل به سمت خارج باطله هادارد.دراین سدهاهمزمان بابالارفتن باطله هالایه های دیگری برروی خاكریزریخته می شودكه موجب تمایل دیواره سدباطله به سمت خارج باطله هامی گردد.

سدهای باطله برجا، سدهای باطله ای هستندكه درآنهابدنه سددرطی پرشدن هیچگونه تمایلی به سمت داخل یاخارج باطله هانداردوتنهابه صورت قائم بالامی رود.

دركلیه مواردفوق درنظرگرفتن لایه ماسه ای درپشت سدبه منظورزهكشی آب موجوددرباطله هاوشكستن فشارهیدرواستاتیك حاصل ازاین آب برروی بدنه سد، امری ضروری است كه تامین ماسه موردنیاز، یكی ازمشكلات اساسی دراجرای این گونه سدهامی باشد.بدنه این سدهارامی توان بااستفاده ازموادبدست آمده درطی بازكردن معادن ویاسنگ های باطله ساخت.

مسائل مربوط به سدهای باطله را میتوان ازجنبه های مختلف موردبررسی قراردادكه ازبین آنهابه طرح سازه ای سدها، طرح ژئوتكنیكی ومسائل ومشكلات زیست محیطی آنهااشاره می گردد.این مقاله به بررسی تاثیرات این سدهابرمحیط زیست وروش های جلوگیری ازتخریب محیط زیست توسط سدهای باطله می پردازد.

دستاوردها:

معضل اساسی سدهای باطله ، نشت آب به خارج سدودرنتیجه انتقال آلاینده هاوآلودگی محیط زیست می باشد.آب ورودی به پشت سد، ازمنابع گوناگونی تامین می گرددكه این منابع عبارتنداز:

        آب موجوددرون باطله هایی كه بصورت پالپ هستند.

        بارندگی

        رواناب های سطحی

میزان آب ورودی ، بسته به نوع مواد، شرایط اقلیمی محل و وضعیت تو پوگرافی متغیر است .هر چه مقدار اب بیشتری درون باطله ها جمع شود امكان انتقال الودگی به داخل ابهای زیرزمینی بیشتر میشود و لذا باید راه حل های مناسبی برای جلو گیری ازنشت این موادبه داخل آبهای زیرزمینی اندیشیده شود.

دراینجالازم است ابتدامكانیسم های انتقال آلاینده ها به داخل منابع آب زیرزمینی معرفی شده ، سپس روش های جلوگیری ازانتقال این آلاینده هابحث خواهدشد.

مكانیسم های انتقال آلاینده هابه داخل آبهای زیرزمینی بطوركلی به 3دسته تقسیم می شوند.

1-         ادوكشن یاهمرفت: دراین پدیده ، آلاینده  همراه باجریان آب ازداخل محیط متخلخل ، درجهت كاهش هدهیدرولیكی حركت می كند.

ساده ترین مدلی كه برای توصیف این حركت بكاربكارمیرودهمان قانون دارسی است كه برمبنای آن میزان جریان آب گذرنده ، نسبت مستقیم یاافت هدهیدرولیكی داردوازطرف دیگرمتناسب بامیزان هدایت هیدرولیكی محیط متخلخل تغییرمی كند.

2-         دیسپرشن یاانتشار:درطی عبورسیال ازداخل محیط متخلخل به دلیل وجودپیچ وخم خلل وفرج موجوددرمحیط متخلخل ، بعضی ازخطوط جریان ممكن است باسرعت های مختلف ویادرجهت های مختلف حركت كنندكه این امرموجب گسترش جریان دردوبعدطولی وعرضی می شودودرطی آن آلاینده نیزدرهردوبعدانتقال می یابد.

3-         دیفیوژن یانفوذ: نفوذپدیده ای است كه براثرتفاوت غلظت بین دونقطه ایجادمی شود.

مولكول های موادتمایل دارندكه ازنقطه ای باغلظت زیاد، به نقطه ای باغلظت كم انتقال یابندولذاگاهی ممكن است هیچ گونه جریان سیالی وجودنداشته باشدولی نفوذانجام شودودرطی آن ملكول های موادآلاینده به داخل یك محیط باغلظت كمتر، نظیرآب زیرزمینی ، واردشوند.مدل توصیفیاین پدیده قانون فیك می باشدكه درطی آن شارماده آلاینده انتقال یافته ، متناسب باتغییرغلظت درطول مسیرانتقال می باشد.معمولادیفیوژن ودیسپرشن راباتعریف ضریبی به نام ضریب دیسپرشن- دیفیوژن به عنوان یك پدیده منظورمی نمایندوبرای هردوازقانون فیك استفاده می شود.این پدیده درمحیط هایی باهدایت هیدرولیكی بالا، چندان تاثیرگذارنیست.امادرمحیط هایی كه هدایت هیدرولیكی ناچیزی دارند.می تواندموجب انتقال مولكول های موادآلاینده شود.

بحث: 

درمكانیسم های مختلفی كه درانتقال آب وموادآلاینده ، نقش مهمی دارند، پارامترهای مختلفی دخیل هستندكه به منظورجلوگیری ازنفوذونشت موادآلاینده درآبخوان های زیرزمینی بایدپارامترهای موثردراین مكانیسم هاموردبررسی قرارگیرند.ومقادیرآنهادرحدی باشدكه میزان انتقال آلودگیهابه حداقل برسد.مهمترین مكانیسمی كه معمولاموجب انتقال آلاینده هادرمحیط متخلخل می شود، ادوكشن است.

براساس قانون دارسی ، میزان شارجرمی گذرنده ازیك مقطع باهدایت هیدرولیكی k، ازرابطه زیربه دست می آید:

Q = -k( dh/dx)

Q:شارجرمی گذرانده m/s)) (میزان جرم ماده عبوری تقسیم برسطح مقطع درواحدزمان).

K:هدایت هیدرولیكی محیط متخلخل m/s)).

H:هدهیدرولیكی(M)

X:فاصله بین دونقطه كه جریان آنهابرقراراست.M))

به منظوركاهش شارگذرنده ازمحیط متخلخل درزیرباطله ها، می توان دوعامل راكاهش داد:

عامل اول:هدایت هیدرولیكی محیط متخلخل است.دراین حالت بااستفاده ازیك لایه رسی متراكم باهدایت هیدرولیكی حداكثرM/S)9- 10) مسیرعبورجریان آب بسته میشود.ضخامت این لایه رسی یك مترمی باشدوازنظركانی شناسی سازگاری آن باموادموجوددرون باطله هابررسی شود.بدین منظورمعمولاازرس هاییبامحتوای ایلیت یاكائولینیت بالااستفاده می شودتامیزان ظرفیت تعویض كاتیونی آنهاناچیزبوده وتاثیرپذیری زیادی ازموادشیمیایی موجوددرون باطله هانداشته باشند.چراكه درغیراین صورت لایه های رسی موردنظرترك خورده وتخلخل بیشترشده ودرنتیجه هدایت هیدرولیكی آن افزایش می یابد.به منظورآب بندی بیشترمیتوان برروی لایه رسی ، یك لایه ژئوممبران ازنوع HDPEقرارداد.مشروط برآنكه این لایه هاازهرحیث كنترل شده وامكانات لازم برای اتصال بین ورقه هابه صورت استانداردموجودباشد.ازلایه های تركیبی بنتونیت وماسه نیزكه دربازارموجوداست میتوان برای كاهش هدایت هیدرولیكی استفاده نمود.دراین لایه هابنتونیت براثرتماس باآب متورم شده وهدایت هیدرولیكی آن به شدت كاهش می یابد.نكته قابل توجه دراین لایه ها، سازگاری بنتونیت باموادموجودوكنترل كیفی دقیق درطی نصب وجایگذاری آنهامی باشد.عامل دیگری كه دركاهش شارجرمی موادآلاینده موثراست ، كاهش گرادیان هیدرولیكی می باشد.به منظوركاهش گرادیان هیدرولیكی ، بایدهدآب تجمع یافته برروی لایه كف كاهش یابد.بدین منظورازلایه های زهكش استفاده می شود.این لایه هابه دلیل تخلخل زیادوهدایت هیدرولیكی بالا، آب موجوددرباطله ها درجهت شیب هدایت می كنندودرنتیجه هدآب برروی كف ، كاهش می یابدوموجب كاسته شدن از گرادیان هیدرولیكی میشود.این لایه معمولامتشكل ازیك محیط متخلخل به ضخامت حدود m/s5 -10 می باشد.شیب بندی كف این لایه به گونه ای باشدكه آب جریان یافته درآن،بتواندبه سادگی به سمت خارج ازمحل ، برای تصفیه ویابازیافت ، حركت كند.بدین منظورشیبی معادل 2تا5درصددركف محل دفع باطله هاایجادشده وازلوله هایی متخلخل برای جمع آوری آب وهدایت آن به سمت سیستم تصفیه استفاده می شود.نكته بسیارمهمی كه درموردسدهای باطله می توان مطرح نمود، مكانیابی این سدها می باشد.این گونه سدهابایددرمحل هایی احداث شودكه ازنظرزمین شناسی ، هدایت هیدرولیكی خاك محل بسیارپایین باشد.لذاخاك هایی باهدایت هیدرولیكی بالانظیرشن وماسه ازاین نظربسیارنامناسب هستندوزمین های رسی ازاین نظرترجیح داده می شوند.

علاوه برآن بهتراست این سدهادرمناطقی كه سطح آبهای زیرزمینی پایین می باشد، احداث شوندتااثرات آنهابرای آبهای زیرزمینی به حداقل برسد.

امروزه باپیشرفت دانش درزمینه GISونرم افزارهای وابسته به آن  مكانیابی این سدهابه بهترین شكل ممكن می تواندصورت پذیرد.(SITE SELECTION).

منابع:

مجتبی حبیبی نژاد، 1378، مدیریت جمع آوری شیرابه هادرمحل های دفن زباله ،مطالعه موردی بابل، پایان نامه كارشناسی ارشدمهندسی عمران، محیط زیست دانشگاه تهران.

Rowe .R.K"Diffusive Transport of Ppllutant through clay liners;land filling of waste :Barrier E &FN SPON  ;1994

فصلنامه علمی محیط زیست80ش36.


نوشته شده توسط: | آخرین ویرایش:- | نظرات() 

Can better posture make you taller?
سه شنبه 17 مرداد 1396 07:42 ق.ظ
Hi there to every single one, it's in fact a nice for me
to go to see this web site, it includes helpful Information.
lauri2malone7.jimdo.com
یکشنبه 8 مرداد 1396 10:08 ب.ظ
I all the time used to read post in news papers but
now as I am a user of web therefore from now I
am using net for articles, thanks to web.
Why do they call it the Achilles heel?
شنبه 7 مرداد 1396 12:32 ق.ظ
My family every time say that I am killing my time here at web,
except I know I am getting knowledge daily
by reading thes nice posts.
http://lloydywyiuaizyw.exteen.com/
جمعه 30 تیر 1396 12:42 ق.ظ
I've been surfing on-line greater than 3 hours today, but
I never discovered any fascinating article like yours. It's pretty
value sufficient for me. In my view, if all web owners and bloggers made just right content as you probably did, the web will likely be much more helpful than ever before.
olgagrudt.pixnet.net
پنجشنبه 22 تیر 1396 12:03 ق.ظ
Why users still use to read news papers when in this technological globe all is accessible on web?
aliakissam.soup.io
جمعه 26 خرداد 1396 10:19 ب.ظ
This post will help the internet visitors for creating new blog or even a blog from start to end.
plaza.rakuten.co.jp
پنجشنبه 18 خرداد 1396 08:40 ب.ظ
Usually I don't read article on blogs, but I would like to say that this write-up
very pressured me to take a look at and do so! Your writing taste has been amazed
me. Thank you, very great article.
http://KatyPattie.bravesites.com
دوشنبه 1 خرداد 1396 11:29 ب.ظ
May I simply say what a relief to discover someone that genuinely knows what they're talking about on the net.
You certainly understand how to bring a problem to light
and make it important. More and more people should check this out and understand
this side of your story. I can't believe you are
not more popular because you definitely have the gift.
wearygrange298.wordpress.com
یکشنبه 31 اردیبهشت 1396 04:13 ق.ظ
I am really impressed with your writing skills as well
as with the layout on your blog. Is this a paid theme or did
you modify it yourself? Either way keep up the nice quality writing, it is rare to see a nice blog like this one these
days.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر