بررسی پارامترهای مؤثر بر افزایش راندمان زوال طبیعی سیانور در خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

زوال طبیعی سیانور یکی از قدیمی‌ترین روشهایی است که برای تصفیه سیانور موجود در فاضلاب صنایعی همچون صنایع آبکاری و معادن طلا و نقره استفاده شده است. مهم‌ترین مکانیسم مؤثر بر زوال طبیعی سیانور, فراریت (تبخیر) است که پارامترهایی همچون سطح تماس با هوا، تخلخل و رطوبت خاک، غلظت اولیه و شرایط جوّی روی آن اثر می‌گذارند. هدف از این تحقیق، مطالعه روی میزان اثر آن دسته از پارامترهای مؤثر در امر زوال طبیعی سیانور در خاک است که بتوان آنها را به راحتی در طراحی یا بهره‌برداری برکه‌های باطله برای رسیدن به شرایط بهینه تغییر داد. آزمایشهای این تحقیق، به صورت طرح آماری فاکتوریل کاملاً تصادفی اسپلیت در زمان با به کارگیری چهار متغیر زمان, نسبت سطح به عمق, عملیات خاک‌ورزی و غلظت آلودگی اولیه سیانور صورت گرفت. با در نظر گرفتن سه سطح برای متغیر نسبت سطح به عمق, دو سطح برای خاک‌ورزی, دو میزان برای غلظت آلودگی اولیه, و با سه تکرار, تعداد سی و شش پایلوت احداث و غلظت سیانور خاک در آنها در چهار مرحله زمانی اندازه‌گیری شد. تحلیل آماری آنالیز واریانس داده‌های جمع‌آوری شده بر غلظت سیانور خاک نشان داد که زمان، بیشترین تأثیر را نسبت به دیگر متغیرها بر کاهش غلظت سیانور خاک دارد. انجام عمل خاک‌ورزی و نیز افزایش میزان آلودگی اولیه، هر دو باعث افزایش راندمان حذف سیانور خاک شدند. برای یک حجم مشخص خاک آلوده به سیانور, با افزایش نسبت سطح به عمق, میزان غلظت سیانور باقیمانده در خاک سریع‌ترکاهش یافت. از تحلیل رگرسیون داده‌های این تحقیق, مدلی به دست آمد که می‌توان آن را برای پیش‌بینی غلظت سیانور خاک نسبت به متغیرهای زمان, غلظت آلودگی اولیه و نسبت سطح به عمق, به کار برد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effective Parameters on the Cyanide Fate in Soil

نویسندگان [English]

  • Alireza Zadeh Bafghi 1
  • Amir Taebi 2
  • Majid Afyuni 3
1 Graduate Student of Environmental Engineering, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology
3 Associate Professor, College of Agriculture, Isfahan University of Technology
چکیده [English]

Natural degradation of cyanide is one of the oldest methods used to remove the cyanide present in industrial wastewater of electroplating and extraction processes in gold and silver industries. The most important mechanism involved in the natural degradation of cyanide is volatilization which is affected by parameters such as impoundment surface, soil porosity and density, initial concentration, and atmospheric conditions. The objective of the present study was to determine the effects of those parameters involved in natural degradation that can be varied to optimize the design or operation of tailings impoundment. The experiments carried out in this study were of the completely random, statistical factorial, and time-split design using the four major variables of time, surface to depth ratio, tillage operations, and soil cyanide initial concentration.  The experiments included 3 levels for surface-depth ratio, 2 levels for tillage operation, and 2 levels for initial concentration with three replications to yield a total number of 36 pilots. Cyanide measurements were performed at four intervals. Statistical analysis and variance of the data obtained on soil cyanide concentration showed that time had the highest effect on soil cyanide removal. Tillage and increased initial contamination both increased cyanide removal efficiency. For a given volume of cyanide contaminated soil, increased surface-depth ratio led to a faster reduction of soil cyanide residual. The regression analysis of the data obtained from this study resulted in the development of a model that can be used to predict soil cyanide concentration with respect to such parameters as time, initial contamination, and surface-depth ratio.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cyanide
  • Natural Degradation
  • Tailings Pond (impoundment)
  • Tillage Operation
  • Soil pollution
1- Department of the Environment and Heritage, Canberra, ACT, Australia. (2003). “Cyanide management.” <http://www.deh.gov.au/industry/industryperformance/minerals/booklets/cyanide/> (March 10, 2004).

2- Ellis, D. (1997). “Investigation and modeling of the natural decay of cyanide in a gold mine tailings pond.” MS. thesis, University of Western Australia, Australia.

3- Knowles, C.J. (1988). Cyanide compounds in biology, section: Cyanid utilization and degradation by microorganisisms, Ciba Foundation, John Wiley and Sons Ltd., Chichester, UK, 3-9.

4- Clesceri, L.S., Greenberg, A.E., and Eaton, A.D., eds.(1998). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th Ed., APHA, AWWA, WEF, Washington DC.

 5- Scott, J.S. (1989). “An overview of gold mill effluent treatment. ”  Proc. The Gold Mining Effluent Treatment Seminars, Vancouver, British Columbia, Canada, 1-22.

6- Smith, A.C.S., and Mudder, T.I. (1999). The environmental geochemistry of cyanide, In G.S. Plumlee and M.J. Logsdon (Vol. eds.), Review in economic geology: Vol. 6A. The environmental geochemistry of mineral deposits: Part A. Processes, technologies, and health issues, Society of Economic Geologists, Littleton, CO, 229-248.

7- Chatwin, T.D., and Trepanowski, J.J. (1987). “Utilization of soils to migrate cyanide releases.” Proc. The 3rd Western Regional Conference on Precious Metals, Coal and Environment, C.Kliche & K.Han, eds., South Dakota School of Mines and Technology, Rapid City, South Dakota, USA, 201-211.

8- Simovic, L. (1984). “Kinetics of natural degradation of cyanide from gold mill effluents.” MS. thesis, McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada.

9- Fuller, W.H. (1984). “Cyanides in the environment with particulate attention to the Soil.” Proc. The Conference on Cyanide and the Environment, Vol. 1, D. Van Zyl, ed., Tucson, Arizona, 19-46.

10- Botz, M.M., and Mudder, T.I. (2000). “Modeling of natural cyanide attenuation in tailings impoundments.” Minerals and Metallurgical Processing, 17, 228-233.

11- Mehling, P., and Broughton, L. (1989). “Fate of cyanide in abandoned tailings ponds.”
Proc. The International Symposium on Tailings and Effluent Management, M.E. Chalkley, B. R. Conard, V. I. Lakshmanan, & K. G. Wheeland, eds., Halifax, Canada, 269-279.

12- Simovic, L., and Snodgrass, W.J. (1989). “Tailings pond design for cyanide control at gold mills using natural degradation.” Proc. The Gold Mining Effluent Treatment Seminars, Vancouver, British Columbia, Canada, 57-81.

13- Simovic, L., Snodgrass, W.J., Murphy, K.L., and  Schmidt J.W. (1984). “Development of a model to describe the natural degradation of cyanide in gold mill effluents.” Proc. The Conference on Cyanide and the Environment, Vol. 2, D. Van Zyl, ed., Tucson, Arizona, 413-432.

14- تائبی، ا.، زاده بافقی، ع. ر.، و سرتاج، م. (1384). ” انتقال و زوال طبیعی سیانور در خاک: مطالعه موردی دشت موته. “ م. آب و فاضلاب، 56، 21-29.