ژئوتکستایلهای نبافته؛ راهکاری مطمئن برای ساخت لندفیلهای پایدار
به فضای بسته و ایزوله برای نگهداری و دفن زباله و پسماند به صورت طولانی مدت لندفیل گفنه می شود. لندفیل ها برای دفن زباله به صورت مهندسی شده و بهداشتی و برای جلوگیری از تخریب محیط زیست ساخته می شوند.
مطالعه مقایسهای عملکرد ژئوتکستایلهای نبافته پلیپروپیلن و پلیاستر در محلهای دفن زباله (Landfill )
۱. مقدمه
در محلهای دفن زباله، کنترل شیرابهها و محافظت از خاک و منابع آب زیرزمینی اهمیت بالایی دارد. این مقاله به مقایسه عملکرد ژئوتکستایلهای نبافته پلیپروپیلن (PP) و پلیاستر (PET) در سیستمهای محافظ لندفیل پرداخته است.
مشکل اصلی: شیرابههای محل دفن زباله دارای مقادیر بالای pH و ترکیبات شیمیایی تهاجمی هستند که میتوانند به لایههای خاک نفوذ کنند و باعث آلودگی آبهای زیرزمینی شوند.
راهحل: استفاده از ژئوتکستایلهای نبافته بهعنوان بخشی از سیستم محافظ چندلایهای برای جلوگیری از انتقال آلایندهها و بهبود عملکرد فیلتراسیون.
تأثیر محیطهای شیمیایی بر ژئوتکستایلهای نبافته
محیطهای آزمایششده:
محیط اسیدی pH بین ۱ تا ۶
محیط خنثیpH = 7
محیط قلیایی pH بین ۸ تا ۱۲
نتایج بررسی مقاومت ژئوتکستایلها در برابر حملات شیمیایی:
پلیاستر (PET) در محیطهای اسیدی و قلیایی دچار تخریب شد.
پلیپروپیلن (PP) مقاومت بالایی در برابر محیطهای شیمیایی نشان داد و خواص مکانیکی و هیدرولیکی آن کمترین تغییرات را داشت.
تخریب پلیاستر (PET) در محیطهای دفن زباله
مکانیزم تخریب:
هیدرولیز داخلی: در محیطهای اسیدی و خنثی رخ میدهد و باعث کاهش وزن مولکولی پلیاستر میشود.
هیدرولیز خارجی: در محیطهای قلیایی اتفاق میافتد و موجب فرسایش سطحی الیاف پلیاستر میشود.
تغییرات خواص مکانیکی:
کاهش مقاومت کششی تا ۸۰٪ در محیطهای قلیایی با pH = 10.
ایجاد فرسایش سطحی در محیطهای قلیایی با pH = 12.
کاهش استحکام سوراخپذیری در محیطهای اسیدی و قلیایی.
تغییرات خواص هیدرولیکی:
کاهش نفوذپذیری اولیه، اما افزایش آن در دماهای بالا.
مقاومت پلیپروپیلن (PP) در محیطهای دفن زباله
مکانیزم تخریب:
پلیپروپیلن از طریق فرآیند اکسیداسیون تخریب میشود، اما در برابر حملات شیمیایی مقاوم است.
اکسیداسیون باعث تغییر رنگ و ترکخوردگی سطحی میشود، اما بر روی خواص مکانیکی تأثیر زیادی ندارد.
تغییرات خواص مکانیکی:
عدم کاهش قابلتوجه مقاومت کششی در محیطهای اسیدی و قلیایی.
افزایش استحکام سوراخپذیری در محیطهای قلیایی.
تغییرات خواص هیدرولیکی:
عدم تغییر قابلتوجه در نفوذپذیری و وزن مولکولی.
حفظ خواص مکانیکی و هیدرولیکی در محیطهای دفن زباله.
وظایف ژئوتکستایلها در لندفیل
- به عنوان یک بستر یا لایه محافظ جهت جلوگیری از سوراخ شدگی لایه ژئوممبران کاربرد دارد.
- از حرکت شیرابه و ورود به آبهای زیرزمینی و جمع آوری شیرابه موجود در لندفیل جلوگیری میکند.
- انعطاف پذیری و تطبیق با نشست زمین
- افزایش عمر مفید لندفیل
- جلوگیری از انسداد سیستم زهکش
- و….
مقایسه عملکرد ژئوتکستایلهای PP و PET در محیطهای دفن زباله
پلیاستر (PET):
- مناسب برای محیطهای خنثی و اسیدی ضعیف
- نامناسب برای محیطهای قلیایی با pH بالا
- در معرض تخریب سریع در شیرابههای قلیایی
پلیپروپیلن (PP):
- مناسب برای تمامی محیطهای شیمیایی
- مقاوم در برابر حملات شیمیایی و تغییرات دمایی
- گزینهای پایدار برای استفاده در محلهای دفن زباله
انتخاب هوشمندانه برای پروژههای عمران
اگر به دنبال دوام، مقاومت شیمیایی و عملکرد مطمئن هستید، پلیپروپیلن (PP) بهترین انتخاب برای پروژههای لندفیل و مدیریت پسماند است. این محصول نهتنها هزینههای نگهداری را کاهش میدهد، بلکه امنیت محیطزیست و منابع آب زیرزمینی را تضمین میکند.
نتیجهگیری
پلیاستر (PET) در محیطهای اسیدی و قلیایی دچار تخریب میشود، بنابراین استفاده از آن در محلهای دفن زباله با شیرابههای قلیایی توصیه نمیشود.
پلیپروپیلن (PP) مقاومت بالایی در برابر حملات شیمیایی دارد و گزینهای مناسب برای استفاده در محلهای دفن زباله است.
منابعی که برای نوشتن این مقاله مورد برسی قرار گرفت:
منابع مرتبط با عملکرد ژئوتکستایلهای نبافته در محلهای دفن زباله
- Anna et al. (2019). Treatment of Landfill Leachates with Biological Pretreatments and Reverse Osmosis. Environmental Chemistry Letters, 17(3), 1177-1193. DOI: 10.1007/s10311-019-00860-6.
- Aziz S.Q. (2013). Produced Leachate from Erbil Landfill Site, Iraq: Characteristics, Anticipated Environmental Threats and Treatment. The 16th International Conference on Petroleum, Mineral Resources and Development, Cairo.
- Canopoli et al. (2020). Degradation of Excavated Polyethylene and Polypropylene Waste from Landfill. Science of the Total Environment, 698, 134125. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.134125.
- Carneiro et al. (2014). Some Synergisms in the Laboratory Degradation of a Polypropylene Geotextile. Construction and Building Materials, 73, 586-591. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.10.001.
- Elias, V. et al. (1999). Testing Protocols for Oxidation and Hydrolysis of Geosynthetics.
- Geofabrics (1998). The Durability of Geotextiles. Leeds. DOI: 10.1016/0266-1144(94)90058-2.
- Govender, M. et al. (2018). Implementing the Geosynthetics Hierarchy. Proceedings of the Geosynthetics Conference for Young Professionals, Pretoria.
- Greenwood, J. et al. (2015). Durability of Geosynthetics. Gouda, The Netherlands: Stichting CURNET.
- Institute of Waste Management South Africa (2011). LFE07 – Using Nonwoven Protector Geotextiles in Landfill Engineering. Engineering Guidance, 357-09, 12.
- International Geosynthetics Society (2018). Guide to the Specification of Geosynthetics. Florida, USA.
- Jeon, H.Y. (2006). Chemical Resistance and Transmissivity of Nonwoven Geotextiles in Waste Leachate Solutions. Polymer Testing, 25(2), 176-180. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2005.11.003.
- Koerner, G. et al. (2007). The Durability of Geosynthetics. In Geosynthetics in Civil Engineering, R. Sarsby (Ed.), 3, Woodhead Publishing, 36-65.
- Longo, C. et al. (2011). Degradation Study of Polypropylene (PP) and Bioriented Polypropylene (BOPP) in the Environment. Materials Research, 14(4), 442-448. DOI: 10.1590/S1516-14392011005000080.
- Mathur, A. et al. (1994). Chemical Aging Effects on the Physio-Mechanical Properties of Polyester and Polypropylene Geotextiles. Geotextiles and Geomembranes, 13(9), 591-626. DOI: 10.1016/0266-1144(94)90012-4.
- Potrykus, M. et al. (2021). Polypropylene Structure Alterations after 5 Years of Natural Degradation in a Waste Landfill. Science of the Total Environment, 758. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.143649.
- Propex (2017). EB405 – The Durability of Polypropylene Geotextiles. Available at: [Propex](https://www.buildsite.com/pdf/sigeosolutions/GEOTEX-and-GEOTEX-Ultraflow-UF-Woven-Geotextiles-Technical-Notes-1779061.pdf).
- Robinson, H. & Gronow, J. (1993). A Review of Landfill Leachate Composition in the UK. In Proc. Sardinia 1, CISA, 1993, 821-831.
- Sabiri, N.E. et al. (2020). Performance of Nonwoven Geotextiles on Soil Drainage and Filtration. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 24(5), 670-688. DOI: 10.1080/19648189.2017.1415982.
- Sprague, J.C. (1990). Leachate Compatibility of Polyester Needlepunched Nonwoven Geotextiles. In Geosynthetic Testing for Waste Containment Applications – ASTM STP 1081, R.M. Koerner (Ed.), Las Vegas: American Society for Testing of Materials, 212-224.
- Tejera, J. et al. (2019). Treatment of a Mature Landfill Leachate Comparison between Homogeneous and Heterogeneous. Water, 11, 1849.
- U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation (2012). Embankment Dams – Chapter 19: Geotextiles. Design Standards No. 13, 4(13).
- Wiewel, B. & Lamoree, M. (2016). Journal of Hazardous Materials, 317. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.04.060.
- Wu, H. et al. (2020). Review of Application and Innovation of Geotextiles in Geotechnical Engineering. Materials, 13(7), 1-21. DOI: 10.3390/MA13071774.
- Zornberg, J.G. & Thompson, N. (2012). Application Guide and Specifications for Geotextiles in Roadway Applications. Texas Department of Transportation, 7, 128.
منابع مرتبط با کاربرد ژئوتکستایل در راهسازی و تقویت خاک
- Alihudien, A., Kuswardani, & Rizal, N. S. (2012). Pengaruh Ukuran, Kedalaman dan Spasi Perkuatan Geotekstil terhadap Daya Dukung Pondasi Telapak di Atas Tanah Lempung dengan Konsistensi Medium. Prosiding Seminar Nasional VIII-2012 Teknik Sipil ITS Surabaya.
- Hardiyatmo, H.C. (2009). Geosintetik untuk Rekayasa Jalan Raya. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
- Nugroho, S. A. & Rachman, A. (2009). Pengaruh Perkuatan Geotekstil terhadap Daya Dukung Gambut pada Bangunan Ringan dengan Pondasi Dangkal Telapak. Jurnal Sains dan Teknologi, 8(2), 70-76.
- Suryolelono, K. B. (2000). Geosintetik Geoteknik. First Press, Yogyakarta: Percetakan dan Penerbitan NAFIRI.
- Widianti, Anita. (2012). Pengaruh Jumlah Lapisan dan Spasi Perkuatan Geosintetik terhadap Kuat Dukung dan Penurunan Tanah Lempung Lunak. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, 15(1), 90-97.
