آشنایی با ضریب نفوذ نفت در خاک با بافت های مختلف

نفت سفید، مایعی بی‌رنگ و کمی سنگین‌تر از بنزین است که بخش اعظم آن را هیدروکربن‌هایی با ۱۱ تا ۱۵ اتم کربن تشکیل می‌دهند. آلودگی خاک با ترکیبات نفتی یکی از چالش‌های زیست‌محیطی مهم در کشورهایی مانند ایران است. نشت مواد نفتی از منابع ذخیره، انتقال نفت و یا حوادث صنعتی، می‌تواند تأثیرات زیانباری بر ویژگی‌های ژئوتکنیکی و فیزیکی خاک داشته باشد. در این مقاله، ضریب نفوذ نفت سفید در انواع مختلف خاک و مدل‌سازی فرآیندهای نفوذ بررسی می‌شود.

اثرات آلاینده‌های نفتی بر خاک

آلاینده‌های نفتی می‌توانند ویژگی‌های ژئوتکنیکی خاک را تغییر داده و بر نفوذپذیری آن تأثیر بگذارند. نفوذ نفت در خاک به عواملی مانند نوع خاک، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن و همچنین ویژگی‌های مایع نفوذکننده بستگی دارد. در تحقیقات انجام‌شده، مدل‌های مختلفی برای بررسی نفوذ نفت سفید در انواع خاک از جمله لوم رسی شنی، رس شنی و شن لومی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

نفوذ نفت و مایعات معدنی در خاک

آلودگی خاک با ترکیبات نفتی علاوه بر تأثیرات زیست‌محیطی، می‌تواند سلامت انسان و حیوانات را نیز به خطر بیندازد. نفت سفید با چگالی ۰.۷۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب و نقطه جوش ۱۸۰ تا ۲۷۵ درجه سانتی‌گراد، ترکیباتی مانند بنزن، تولوئن و زایلن دارد که موجب آلودگی خاک و آب‌های زیرزمینی می‌شوند. ویژگی‌های فیزیکی خاک مانند بافت، رطوبت اولیه و ساختار، بر میزان نفوذ نفت تأثیرگذار هستند.

روش‌های پژوهش

در این پژوهش، سه نوع خاک مختلف شامل شن لومی، لوم رسی شنی و رس شنی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این خاک‌ها به‌صورت مصنوعی و با ترکیب نسبت‌های مختلف از خاک‌های مناطق مختلف ایران تهیه شدند. نمونه‌های خاک در ستون‌های شیشه‌ای به ارتفاع ۳۸ سانتی‌متر و قطر داخلی ۲.۹ سانتی‌متر قرار داده شدند. پس از آماده‌سازی، ۷ سانتی‌متر از نفت سفید بر روی سطح خاک قرار گرفت و میزان نفوذ آن در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری شد.

نتایج و تحلیل داده‌ها

تحقیقات نشان داد که در زمان‌های ابتدایی، نفوذ نفت در خاک بالا بوده اما با اشباع شدن لایه سطحی خاک، میزان نفوذ کاهش یافته و در نهایت ثابت می‌شود. مدل‌های نفوذ کوستیاکوف و فیلیپ برای پیش‌بینی میزان نفوذ نفت مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که مدل کوستیاکوف برای خاک‌های رس شنی تطابق بیشتری دارد، در حالی که برای خاک‌های لوم رسی شنی و شن لومی، هر دو مدل نتایج مشابهی ارائه کردند.

ضریب نفوذ نفت در خاک‌های مختلف

جدول زیر ضرایب مدل‌های کوستیاکوف و فیلیپ برای انواع خاک‌ها را نشان می‌دهد:

نتیجه‌گیری

تحقیقات نشان داد که نفوذ نفت سفید در خاک‌های مختلف تحت تأثیر نوع خاک و ویژگی‌های فیزیکی آن است. در خاک‌های شن لومی و لوم رسی شنی، مدل‌های نفوذ نتایج مشابهی ارائه دادند، اما در خاک‌های رس شنی، مدل کوستیاکوف تطابق بیشتری با داده‌های تجربی داشت. این نتایج می‌تواند در طراحی روش‌های کنترل و کاهش آلودگی‌های نفتی در خاک‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

منابع و مآخذ

• مطالعات مرتبط با آلودگی نفتی در خاک‌های ایران
• مقالات علمی در زمینه مدلسازی نفوذ مایعات در خاک