Thấm, Khe và Tham Số Cấu Trúc của Đất Sét Mịn Nguyên Khối Được Trình Bày Trong Nước Rỉ Rác Bãi Chôn Lấp

Water, Air, and Soil Pollution - Tập 231 - Trang 1-11 - 2020
Haijun Lu1, Chaofeng Wang1, Dinggang Li1, Jixiang Li1, Yong Wan2
1School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan Polytechnic University, Wuhan, China
2State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, China

Tóm tắt

Nghiên cứu này tập trung vào tính thấm và sự tiến hóa cấu trúc của các lớp đất bị cản trở trong bãi chôn lấp. Một loạt các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm bao gồm thử nghiệm thấm, nhiễu xạ tia X, cộng hưởng từ hạt nhân, kính hiển vi điện tử quét và các thử nghiệm kích thước hạt bằng laser đã được thực hiện để phân tích tính thấm và các đặc trưng vi cấu trúc của đất sét mịn chưa bị xáo trộn bị ô nhiễm bởi nước rỉ rác bãi chôn lấp. Độ dẫn thủy lực tăng theo thời gian trong 108 giờ đầu tiên. Sau 108 giờ, độ dẫn thủy lực của đất sét mịn chưa bị xáo trộn bị ô nhiễm bởi nước rỉ rác đã giảm. Sau 205 giờ, sự thay đổi độ dẫn thủy lực ổn định lại, và độ dẫn thủy lực giảm khi nồng độ nước rỉ rác tăng lên. Tỷ lệ thể tích của khe giữa các hạt và khe trong tập hợp cao hơn nhiều so với các khe khác. Bán kính tối ưu giảm khi nồng độ nước rỉ rác tăng lên. Sự cản trở của kênh lỗ và giảm tính thấm là do chất rắn bị chặn lại bởi môi trường xốp. Khi chiều cao của mẫu thử tăng lên, tỷ lệ thể tích của hạt thô thay đổi nhanh chóng và mạnh mẽ, trong khi tỷ lệ thể tích của hạt mịn thay đổi chậm. Kích thước trung bình của hạt tăng lên khi chiều cao mẫu thử tăng và giảm khi nồng độ nước rỉ rác tăng. Một tham số cấu trúc tổng hợp (ζ) của đất sét mịn chưa bị xáo trộn bị ô nhiễm bởi nước rỉ rác bãi chôn lấp đã được xác định dựa trên kết quả thử nghiệm. Phương trình tham số cấu trúc tổng hợp ζ của đất sét mịn chưa bị xáo trộn bị ô nhiễm bởi nước rỉ rác đã được thiết lập. Những kết quả này có thể cung cấp dữ liệu cơ bản để đánh giá sự ổn định của lớp nền dưới cùng của các bãi chôn lấp.

Từ khóa

#thấm #đất sét #ô nhiễm #nước rỉ rác #bãi chôn lấp #vi cấu trúc #tính thấm

Tài liệu tham khảo

Amadi, A. A., & Eberemu, A. O. (2011). Performance of cement kiln dust in stabilizing lateritic soil contaminated with organic chemicals. Advanced Materials Research, 367, 41–47. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.367.41. Chen, Y., Xu, X., & Zhan, L. (2011). Analysis of solid-liquid-gas interactions in landfilled municipal solid waste by a bio-hydro-mechanical coupled model. Science China Technological Sciences, 55(1), 81–89. https://doi.org/10.1007/s11431-011-4667-7. De Soto, I. S., Ruiz, A. I., Ayora, C., García, R., Regadio, M., & Cuevas, J. (2012). Diffusion of landfill leachate through compacted natural clays containing small amounts of carbonates and sulfates. Applied Geochemistry, 27(6), 1202–1213. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2012.02.032. De Soto, I. S., Ayora, C., & Cuevas, J. (2018). Geochemical processes in compacted clay in contact with an acid landfill leachate: Laboratory experiments and modelling results. Clay Minerals, 49(3), 443–455. https://doi.org/10.1180/claymin.2014.049.3.07. Francisca, F. M., & Glatstein, D. A. (2010). Long term hydraulic conductivity of compacted soils permeated with landfill leachate. Applied Clay Science, 49(3), 187–193. https://doi.org/10.1016/j.clay.2010.05.003. Gao, S., Chapman, W. G., & House, W. (2009). Application of low field NMR T2 measurements to clathrate hydrates. Journal of Magnetic Resonance, 197(2), 208–212. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2008.12.022. Guyonnet, D., Gaucher, E., Gaboriau, H., Pons, C.-H., Clinard, C., Norotte, V., & Didier, G. (2005). Geosynthetic clay liner interaction with leachate: Correlation between permeability, microstructure, and surface chemistry. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 131(6), 740–749. https://doi.org/10.1061/(asce)1090-0241(2005)131:6(740). Hou, J., Li, J., & Chen, Y. (2017). Coupling effect of landfill leachate and temperature on the microstructure of stabilized clay. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. https://doi.org/10.1007/s10064-017-1099-z. JGJ 89-1992. (1993). Technical standard for sampling of undistur bed soils. Beijing: Ministry of Construction of China (In Chinese). Li, J.-s., Xue, Q., Wang, P., & Liu, L. (2013a). Influence of leachate pollution on mechanical properties of compacted clay: A case study on behaviors and mechanisms. Engineering Geology, 167, 128–133. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2013.10.013. Li, Z., Katsumi, T., Inui, T., & Takai, A. (2013b). Fabric effect on hydraulic conductivity of kaolin under different chemical and biochemical conditions. Soils and Foundations, 53(5), 680–691. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2013.08.006. Li, L., Chen, J., Huang, Y., & Dou, Z. (2016). Experimental investigation and numerical simulation of contaminant migration in the compacted clay containing artificial fractures. Environmental Earth Sciences, 75(2). https://doi.org/10.1007/s12665-015-5027-x. Liu, T., & Hu, L. (2014). Organic acid transport through a partially saturated liner system beneath a landfill. Geotextiles and Geomembranes, 42(5), 428–436. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2014.06.007. Lu, H., Li, J., Wang, W., & Wang, C. (2015). Cracking and water seepage of Xiashu loess used as landfill cover under wetting–drying cycles. Environmental Earth Sciences, 74(11), 7441–7450. https://doi.org/10.1007/s12665-015-4729-4. Nayak, S., Sunil, B. M., & Shrihari, S. (2007). Hydraulic and compaction characteristics of leachate-contaminated lateritic soil. Engineering Geology, 94(3–4), 137–144. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2007.05.002. Ozcoban, M. S., Cetinkaya, N., Celik, S. O., Demirkol, G. T., Cansiz, V., & Tufekci, N. (2013). Hydraulic conductivity and removal rate of compacted clays permeated with landfill leachate. Desalination and Water Treatment, 51(31–33), 6148–6157. https://doi.org/10.1080/19443994.2013.769662. Oztoprak, S., & Pisirici, B. (2011). Effects of micro structure changes on the macro behaviour of Istanbul (Turkey) clays exposed to landfill leachate. Engineering Geology, 121(3–4), 110–122. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2011.05.005. Qiang, X., Hai-jun, L., Zhen-ze, L., & Lei, L. (2014). Cracking, water permeability and deformation of compacted clay liners improved by straw fiber. Engineering Geology, 178, 82–90. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.05.013. SL 237–1999. (1999). Specification of soil test. Beijing: China Water Power Press (In Chinese). Tian, H., Wei, C., Wei, H., Yan, R., & Chen, P. (2013). An NMR-based analysis of soil–water characteristics. Applied Magnetic Resonance, 45(1), 49–61. https://doi.org/10.1007/s00723-013-0496-0. VanGulck, J. F., & Rowe, R. K. (2004). Evolution of clog formation with time in columns permeated with synthetic landfill leachate. Journal of Contaminant Hydrology, 75(1–2), 115–139. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2004.06.001. Xie, H., Chen, Y., Ke, H., Tang, X., & Chen, R. (2009a). Analysis of diffusion-adsorption equivalency of landfill liner systems for organic contaminants. Journal of Environmental Sciences, 21(4), 552–560. https://doi.org/10.1016/s1001-0742(08)62307-4. Xie, H., Chen, Y., Zhan, L., Chen, R., Tang, X., Chen, R., & Ke, H. (2009b). Investigation of migration of pollutant at the base of Suzhou Qizishan landfill without a liner system. Journal of Zhejiang University-Science A, 10(3), 439–449. https://doi.org/10.1631/jzus.a0820299. Xie, H., Chen, Y., Thomas, H. R., Sedighi, M., Masum, S. A., & Ran, Q. (2015). Contaminant transport in the sub-surface soil of an uncontrolled landfill site in China: Site investigation and two-dimensional numerical analysis. Environmental Science and Pollution Research, 23(3), 2566–2575. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5504-5. Xie, H., Zhang, C., Feng, S., Wang, Q., & Yan, H. (2018). Analytical model for degradable organic contaminant transport through a GMB/GCL/AL system. Journal of Environmental Engineering, 144(3), 04018006. https://doi.org/10.1061/(asce)ee.1943-7870.0001338. Xue, Q., Li, J.-s., & Liu, L. (2013). Experimental study on anti-seepage grout made of leachate contaminated clay in landfill. Applied Clay Science, 80-81, 438–442. https://doi.org/10.1016/j.clay.2013.06.026. Zhan, T. L. T., Guan, C., Xie, H. J., & Chen, Y. M. (2014). Vertical migration of leachate pollutants in clayey soils beneath an uncontrolled landfill at Huainan, China: A field and theoretical investigation. Science of the Total Environment, 470-471, 290–298. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.09.081.