Estudio de viabilidad sobre el uso de loess modificado con lignosulfonato de calcio para la filtración de lixiviados de vertederos y el control de filtraciones
Autores: Guo, Jinjun; Hu, Wenle; Zhang, Shixu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Lixiviado de vertedero
Impermeabilidad de loess
Lignosulfonato de calcio
Iones de metales pesados
Coeficiente de permeabilidad
Loess modificado con CLS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
La exposición prolongada al lixiviado de vertedero puede debilitar la impermeabilidad de los sistemas de revestimiento, lo que lleva a fugas de lixiviado y a la contaminación del suelo y agua circundantes. Para mejorar la impermeabilidad de la loess y permitir su uso como material de revestimiento, este estudio utiliza lixiviado sintético de vertedero para investigar sus efectos sobre la permeabilidad de la loess a través de una serie de pruebas de laboratorio. Este estudio se centró en la influencia de diferentes dosis de lignosulfonato de calcio (CLS) en la permeabilidad de la loess, junto con su capacidad para adsorber e inmovilizar iones de metales pesados. Se emplearon técnicas de caracterización a microscale, incluyendo análisis de potencial Zeta, espectroscopía de fluorescencia de rayos X (XRF) y microscopía electrónica de barrido (SEM), para investigar los mecanismos de impermeabilidad de la loess modificada con CLS y su comportamiento de adsorción hacia metales pesados. Los resultados indican que el coeficiente de permeabilidad de la loess disminuye significativamente con el aumento de la compactación, mientras que concentraciones más altas de lixiviado conducen a un aumento notable en la permeabilidad. A un grado de compactación de 0.90, el coeficiente de permeabilidad se redujo a 8 x 10 cm/s. En contraste, bajo condiciones de máxima concentración de lixiviado, el coeficiente de permeabilidad aumentó notablemente a 1.5 x 10 cm/s. Además, aumentar la dosis del estabilizador de loess compactada (CLS) redujo efectivamente el coeficiente de permeabilidad de la loess modificada a 7.1 x 10 cm/s, lo que indica una mejor impermeabilidad y una mayor resistencia a la migración de contaminantes. Con el tiempo de infiltración prolongado del lixiviado de vertedero, la eficiencia de eliminación de Pb disminuye gradualmente y se estabiliza, mientras que la eficiencia de eliminación de Pb de la loess modificada aumentó aproximadamente un 40%. La loess modificada con CLS, a través de múltiples mecanismos, reduce las vías de flujo de fluidos y mejora su capacidad de adsorción para Pb, mejorando así la protección del suelo contra la contaminación por metales pesados. Si bien estos resultados demuestran el potencial de la loess modificada con CLS como material de revestimiento sostenible para vertederos, los hallazgos se basan en condiciones de laboratorio controladas con Pb como el único contaminante objetivo. El trabajo futuro debería evaluar el rendimiento a largo plazo en condiciones de campo, incluyendo ciclos de humectación-secado estacionales y ciclos de congelación-descongelación, e investigar sistemas de múltiples metales para validar la aplicabilidad más amplia de esta técnica de modificación.
Descripción
La exposición prolongada al lixiviado de vertedero puede debilitar la impermeabilidad de los sistemas de revestimiento, lo que lleva a fugas de lixiviado y a la contaminación del suelo y agua circundantes. Para mejorar la impermeabilidad de la loess y permitir su uso como material de revestimiento, este estudio utiliza lixiviado sintético de vertedero para investigar sus efectos sobre la permeabilidad de la loess a través de una serie de pruebas de laboratorio. Este estudio se centró en la influencia de diferentes dosis de lignosulfonato de calcio (CLS) en la permeabilidad de la loess, junto con su capacidad para adsorber e inmovilizar iones de metales pesados. Se emplearon técnicas de caracterización a microscale, incluyendo análisis de potencial Zeta, espectroscopía de fluorescencia de rayos X (XRF) y microscopía electrónica de barrido (SEM), para investigar los mecanismos de impermeabilidad de la loess modificada con CLS y su comportamiento de adsorción hacia metales pesados. Los resultados indican que el coeficiente de permeabilidad de la loess disminuye significativamente con el aumento de la compactación, mientras que concentraciones más altas de lixiviado conducen a un aumento notable en la permeabilidad. A un grado de compactación de 0.90, el coeficiente de permeabilidad se redujo a 8 x 10 cm/s. En contraste, bajo condiciones de máxima concentración de lixiviado, el coeficiente de permeabilidad aumentó notablemente a 1.5 x 10 cm/s. Además, aumentar la dosis del estabilizador de loess compactada (CLS) redujo efectivamente el coeficiente de permeabilidad de la loess modificada a 7.1 x 10 cm/s, lo que indica una mejor impermeabilidad y una mayor resistencia a la migración de contaminantes. Con el tiempo de infiltración prolongado del lixiviado de vertedero, la eficiencia de eliminación de Pb disminuye gradualmente y se estabiliza, mientras que la eficiencia de eliminación de Pb de la loess modificada aumentó aproximadamente un 40%. La loess modificada con CLS, a través de múltiples mecanismos, reduce las vías de flujo de fluidos y mejora su capacidad de adsorción para Pb, mejorando así la protección del suelo contra la contaminación por metales pesados. Si bien estos resultados demuestran el potencial de la loess modificada con CLS como material de revestimiento sostenible para vertederos, los hallazgos se basan en condiciones de laboratorio controladas con Pb como el único contaminante objetivo. El trabajo futuro debería evaluar el rendimiento a largo plazo en condiciones de campo, incluyendo ciclos de humectación-secado estacionales y ciclos de congelación-descongelación, e investigar sistemas de múltiples metales para validar la aplicabilidad más amplia de esta técnica de modificación.