تمت مناقشة رسالة الماجستير الموسومة (تعزيز أداء التصليب/التثبيت للرمل الملوث بالكادميوم والرصاص بأستخدام النانوسيلكا المحضرة من قشور الرز) المقدمة من الطالبة ” رسل زهراو فرحان” في قاعة المناقشات في قسم الهندسة البيئية يوم الثلاثاء المصادف 6/4/ 2021 وباشراف الاستاذ الدكتورة شهلاء اسماعيل ابراهيم وتألفت لجنة المناقشة برئاسة الاستاذ الدكتور احمد حسون علي وعضوية كل من الاستاذ المساعد الدكتور حسين مجيد فليح والاستاذ المساعد الدكتور زياد طارق عبد علي . تضمنت هذه الدراسة البحث بامكانية استخدام طريقة التصليب والتثبيت من اجل تصليب المعادن الثقيلة (أيونات الكادميوم والرصاص) لغرض معالجة النفايات الخطرة وإدارة تقنية في الاوساط الملوثة باستخدام الإسمنت البورتلاندي العادي (OPC) والمواد النانوية (السليكا النانوية). تم استخدام عينتان من الرمل الملوث، العينة الأولى كانت ملوثة بالرصاص، والثانية ملوثة بالكادميوم والمادة الرابطة كانت الاسمنت البورتلاندي العادي (10% , 15% من وزن الرمل)، وتم استخدام السليكا النانوية بنسب3 %، %5، 7 ٪ كبديل لـ OPC للحصول على خلطة التصليب. وتعد قابلية ترشيح المواد السامة من النفايات المستقرة هي أهم قضية يجب مراعاتها عند استخدام هذه الطريقة للمعالجة ولغرض تقدير الرشح وخواص عملية التصلب تم اجراء مجموعة من الاختبارات حول الرشح الشبه الديناميكي والقوة الانضغاطية خلال فترة الدراسة، كما تم تحضير مسحوق جسيمات السيليكا النانوية من قشر الأرز العراقي الذي تم تصنيعه باستخدام طريقة الترسيب من رماد قشر الأرز بعد معالجته حرارياً عند 700 درجة مئوية، من خلال إذابة السيليكا في المحلول القلوي والحصول على سيليكات الصوديوم حيث يمكن إنتاج حبيبات السيليكا المحضرة من طحن قشر الرز العراقي بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة وهي طريقة مناسبة بسبب توفر المواد الخام. تم جمع عينتين من السليكا النانوية لدراسة تأثير الترشيح على نقاء العينة بواسطة مطياف الأشعة السنية (XRF). وقد أظهرت النتائج أن العينة المفلترة تمتاز بنقاوة أعلى من 98 ٪، بينما بلغت نسبة نقاء العينة غير المفلترة 96٪. وجد تحليل البنية الذي تم قياسه بواسطة الأشعة السينية (XRD)، أن مسحوق السليكا النانوية له بنية غير متبلورة في الطبيعة. أيضًا اظهر التحليل ان السليكا النانوية لها قمة واسعة عند (2θ= 22.25°- 22.55°). تم تحديد توزيع حجم الجسيمات بواسطة مجهر القوة الذرية (AFM)، وأظهرت النتائج أن متوسط القطر يساوي 52.83 نانومتر ومتوسط الأبعاد بلغ 30-75 نانومتر. بينما أكد تحليل BET وجود مساحة سطحية عالية بلغت حوالي 618 m2/g. أظهر تحليل الأشعة تحت الحمراء (FT-IR) وجود مجموعة من siloxane (Si-O-Si) ومجموعة silanol مرتبط بالهيدروجين (Si-O-H) والتي أثبتت نقاء عالية من جسيمات السليكا النانوية. من جهة اخرى، ان إضافة جسيمات السليكا النانوية بنسب 3، 5، 7٪ كبديل للأسمنت (10٪ و15 ٪) في خلطتي التطليب، والذي سيعطي نشاط بوزولاني والقدرة على الحد من حركة المعادن الثقيلة. أظهر معدل الرشح لايونات الرصاص والكادميوم من العينات كفاءة السيليكا النانوية في الحد من إطلاق الملوثات. بينت اختبارات الرشح شبه الديناميكي للعينات خلال عملية التصليب والتي بلغت 90 يومًا، أن معدل ترشيح وقابلية حركة أيونات الكادميوم في خلطة (S / S) كان منخفضًا مقارنة بأيونات الرصاص في نفس البيئة. يمكن أن يؤدي استخدام 15٪ OPC و5٪ النانوسليكا في عملية التصليب مطابقة لتشريعات وكالة حماية البيئة (EPA) لمتطلبات مدافن النفايات. وضح اختبار الرشح الشبه الديناميكي، ان مؤشر قابلية الترشيح (LI) كان جدا عالي، حيث كانت أكبر قيمه 11، ومعامل النفاذية كان واطئ جدا (اقل من 1.1 E-15 cm2/S)، هذه النتائج تتحقق عن طريق استخدام نسبة كافية من الاسمنت والنانوسليكا لإيقاف حركة أيونات المعادن الملوثة حتى لو كان التركيز الأولي للتلوث المعدني مرتفعًا ( mg/kg1500 ).
