نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• نباء ق. کاظم ¹
• باسم ع. حسین ²
• سرور ن. اسماعیل ³
• عتاب ف. حسین ³

¹ . گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه مستنصریه، بغداد، عراق

² کمیسیون پژوهش‌های علمی، بغداد، عراق

³ گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه مستنصریه، بغداد، عراق

چکیده

دفع نامناسب پسماندهای خطرناک پزشکی به‌دلیل آزادسازی فلزات سنگین سمی در فرآیند احتراق، خطر جدی برای سلامت انسان و محیط‌زیست به‌شمار می‌آید. این پژوهش به بررسی کارایی دو روش تحلیلی طیف‌سنجی فلورسانس پرتو ایکس (XRF) و طیف‌سنجی گسیل نوری پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-OES) در شناسایی و تعیین مقدار فلزات سنگین موجود در باقی‌مانده‌های خاکستر حاصل از سه زباله‌سوز محلی پسماند پزشکی می‌پردازد. نتایج نشان داد که غلظت فلزات سنگین از جمله Fe، Nd، Ce، Sn، Sb، Ir، Th و Au در خاکسترها افزایش یافته و از حدود مجاز تعیین‌شده در مقررات فراتر رفته است. برای کاهش این مخاطرات، از فرآیند تثبیت/جامدسازی (S/S) با استفاده از سیمان پرتلند معمولی بهره گرفته شد که نسبت‌های مصرفی سیمان به‌ترتیب ۷% و ۲۵% وزنی بودند. تحلیل‌های پس از عملیات نشان داد که روش XRF در تمامی نمونه‌ها شناسایی یکنواخت‌تر و قابل‌اعتمادتری ارائه می‌دهد، به‌طوری‌که بازده فرآیند تثبیت در این روش بین ۸۹% تا ۱۰۰% متغیر بود. در مقابل، نتایج ICP-OES نوسانات قابل‌توجهی داشت و بازده حذف فلزات در بازه‌ای بین ۵% تا ۱۰۰% قرار گرفت. برای چند عنصر پرخطر، روش S/S  منجر به غیرفعال‌سازی کامل فلزات شد. یافته‌ها نشان می‌دهد که روش XRF به‌دلیل حساسیت و دقت بالا، عملکرد برتری در پایش فرآیند تثبیت دارد. همچنین، روش تثبیت/جامدسازی مبتنی بر سیمان، کارایی بالایی در کاهش تحرک فلزات سنگین نشان داده و خاکستر تیمارشده را برای دفع ایمن و حتی استفاده مجدد بالقوه در کاربردهای عمرانی مانند راه‌سازی و زیرساخت‌های شهری مناسب می‌سازد. این نتایج بر اهمیت انتخاب ابزارهای تحلیلی مناسب در ارزیابی پسماند تأکید کرده و ظرفیت بالای روش S/S را به‌عنوان راهکاری پایدار برای مدیریت پسماندهای خطرناک پزشکی برجسته می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• زباله‌سوزهای پسماند پزشکی
• سیمان معمولی
• عناصر سمی
• فلورسانس پرتو ایکس (XRF)
• طیف‌سنجی گسیل نوری پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-OES)

موضوعات

• فیزیک اتمی مولکولی

عنوان مقاله [English]

XRF compared to ICP-OES for assessing heavy metal stabilization in medical waste incinerator ash: a cement-based solidification test

نویسندگان [English]

• Nabaa. Q kadhem ¹
• Basim A. Hussain ²
• Suroor N. Esmaeel ³
• Itab F. Hussein ³

¹ Department of Physics, College of Science, Mustansiriyah University, Baghdad, Iraq

² Scientific Research Commission, Baghdad, Iraq

³ Department of Physics, College of Science, Mustansiriyah University, Baghdad, Iraq

چکیده [English]

Analyzing the Stabilization of Heavy Metals in Ash from Medical Waste Incinerators with XRF and ICP-OES Techniques   Inappropriate disposal of hazardous medical waste presents a major risk to human health and the environment due to the release of toxic heavy metals during combustion.  This study examines how well two analytical technique X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) identify and quantify the levels of heavy metals in ash residues from three local medical waste incinerators. Heavy metal concentrations, including Fe, Nd, Ce, Sn, Sb, Ir, Th, and Au, were found to be increased in the results, beyond permissible regulatory levels.  A solidification/stabilization (S/S) procedure employing regular Portland cement was used to reduce these concerns; cement ratio were7% and 25% by weight. Post-treatment analysis showed that XRF provided more consistent and reliable detection across all samples, with treatment efficiency ranging from 89% to 100%. In contrast, ICP-OES results varied significantly, with removal efficiencies between 5% and 100%. For several high-risk elements, the S/S method achieved complete immobilization. The findings suggest that the XRF method offers superior performance in monitoring the stabilization process due to its high sensitivity and precision. The cement-based S/S use the method demonstrated high effectiveness in reducing heavy metal mobility, making the treated ash suitable for safe disposal and potential reuse in construction applications such as roadways and civil infrastructure. These results underscore the importance of selecting appropriate analytical tools for waste assessment and highlight the potential of S/S as a sustainable solution for hazardous medical waste management.

کلیدواژه‌ها [English]

• Medical Waste Incinerators
• Ordinary cement
• Toxic elements
• XRF
• ICP-OES