Evaluation of LNAPL distribution and mobility in heterogeneous porous media under water table fluctuations

Abstract

Η συγκεκριμένη έρευνα επικεντρώνεται στην εξέταση της κατανομής και της κινητικότητας του LNAPL σε ετερογενή πορώδη μέσα υπό την επίδραση των διακυμάνσεων του υδροφόρου ορίζοντα. Αν και έχει αναγνωριστεί ότι οι αλλαγές της ποτενσιομετρικής επιφάνειας (Zaw) μπορεί να διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στη μεταβιβαστικότητα του LNAPL (Tn), σχετικές δημοσιευμένες εργασίες πεδίου είναι περιορισμένες και παρέχεται ελάχιστη εικόνα σχετικά με τον αντίκτυπο της γεωλογικής ετερογένειας και της πολύπλοκης κατανομής NAPL. Αυτή η ερευνητική εργασία περιλαμβάνει μελέτες πεδίου σε μια ετερογενή περιοχή ρυπασμένη με βενζίνη που παρουσιάζει εποχιακές διακυμάνσεις του υδροφόρου ορίζοντα 2 - 3 m. Η κατανομή του LNAPL και οι υδρογεωλογικές συνθήκες αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας διαγράμματα διαγνωστικού μετρητή, υδροστρωματογραφίες, συγκεντρώσεις ρύπων στους γεωλογικούς πυρήνες, μεθόδους χαρακτηρισμού υψηλής ανάλυσης, προσομοιώσεις LDRM και δοκιμές baildown. Το Tn αξιολογήθηκε με τη χρήση δοκιμών bail-down τόσο κατά τις εποχιακές διακυμάνσεις του υδροφόρου ορίζοντα όσο και κατά τη διάρκεια των διαφόρων υδραυλικών συνθηκών/τεχνολογιών (skimming, water-enhanced skimming, vacuum-enhanced skimming and water- and vacuum-enhanced skimming).Συλλογικά αυτά τα εργαλεία και οι προσεγγίσεις έχουν δώσει χρήσιμες πληροφορίες για τη διανομή και την κινητικότητα του NAPL τόσο σε φυσικές όσο και σε τεχνητές υδραυλικές συνθήκες κατά τις εποχιακές αλλαγές και τις εφαρμογές μαζικής ανάκτησης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι υδρογεωλογικές συνθήκες του NAPL σχετίζονταν με τη συμπεριφορά του Zaw και τόσο περιορισμένες όσο και μη περιορισμένες υδρογεωλογικές συνθήκες μπορούν να βρεθούν στην ίδια γεώτρηση εποχιακά. Επιπλέον, σε ετερογενείς θέσεις η στρωματογραφία μπορεί να υπερισχύσει των τυπικών μοτίβων κηλίδων που σχετίζονται με ομοιογενή συστήματα. Το Tn κυμαινόταν από 0,03 m2/ημέρα έως 2,13 m2/ημέρα υπό μη πεπιεσμένες συνθήκες LNAPL, παρουσιάζοντας έντονη χωρική μεταβλητότητα. Μια αντίστροφη σχέση μεταξύ του Zaw και του Tn βρέθηκε υπό φυσικές συνθήκες. Η περιοχή με ευρύτερη κατανομή NAPL και υψηλότερους κορεσμούς NAPL ήταν λιγότερο ευαίσθητη στις αλλαγές στο Zaw κατά τη διάρκεια των δοκιμών skimming. Οι υπολογισμένες τιμές Tn από τις δοκιμές bail-down και skimming ήταν σε στενή συμφωνία και έδειξαν παρόμοιες τάσεις στις περισσότερες περιπτώσεις. Ωστόσο, σε περιοχές με στενή κατανομή NAPL και χαμηλούς κορεσμούς NAPL, η απόκλιση μεταξύ των δύο μεθόδων παρουσίασε σαφώς υψηλότερες διαφορές και σχετιζόταν με το Zaw. Κάτω από το σταθερό Zaw, το Tn βρέθηκε να είναι μια σχετικά αξιόπιστη μέτρηση για την ανάκτηση LNAPL. Αντίθετα, οι μεταβλητές συνθήκες του υδροφόρου ορίζοντα επηρέασαν την εξέλιξη του Tn. Κατά συνέπεια, οι επαγγελματίες εξυγίανσης, οι ερευνητές και οι νομοθέτες θα πρέπει να λάβουν υπόψη τη σχέση μεταξύ Tn, κατανομής LNAPL, γεωλογικής κατάστασης και χρονικών επιπτώσεων για μια πιο αποτελεσματική διαχείριση των ρυπασμένων περιοχών από το NAPL.