Experimental investigations of the entrapment and persistence of organic liquid contaminants in the subsurface environment.

Abstract

Organic liquids are common polluters of the subsurface environment. Once released, these nonaqueous phase liquids (NAPLs) tend to become entrapped within soils and geologic formations where they may serve as long-term contaminant reservoirs. The interphase mass transfer from such entrapped residuals will ultimately control environmental exposure levels as well as the persistence and/or remedial recovery of these contaminants in the subsurface. This paper summarizes National Institute of Environmental Health Sciences-sponsored research designed to investigate and quantify NAPL entrapment and interphase mass transfer in natural porous media. Results of soil column and batch experiments are presented that highlight research findings over the past several years. These experiments explore dissolution and volatilization of hydrocarbons and chlorinated solvents in sandy porous media. Initial concentration levels and long-term recovery rates are shown to depend on fluid flow rate, soil structure, NAPL composition, and soil wetting characteristics. These observations are explained in the context of conceptual models that describe entrapped NAPL morphology and boundary layer transport. The implications of these laboratory findings on the subsurface persistence and recovery of entrapped NAPLs are discussed.

Estudo da influência da contaminação por creosoto nas assinaturas elétricas e espectroscópicas do solo.

“…Na escala dos poros, as forças capilares atuam para reter os gânglios, enquanto forças de viscosidade e gravitacionais agem, promovendo o deslocamento (LI et al, 2007). Neste processo, parte dos compostos ficam aprisionados nos poros do solo, onde dependendo da textura, a saturação do contaminante nos poros pode variar de 4 % a 10 % na zona vadosa, chegando a valores acima de 20 % na zona saturada (ABRIOLA; BRADFORD, 1998). Outra propriedade que afeta o deslocamento pela matriz sólida é a molhabilidade (Figura 3), capacidade de um fluido aderir a uma superfície de solo ou rocha na presença de outro fluido imiscível (SCHON, 2011), descrita por um ângulo de contato (Θ) e está relacionado a tensão interfacial água-óleo.…”

“…Os coeficientes de partição e a transferência de massa do DNAPL entre as fases é altamente específico e dependente das características da matriz do solo, do aquífero e do contaminante (ENGELMANN et al 2019). Sendo o coeficiente de transferência de massa controlado pelos efeitos da difusão da camada limite, velocidade do fluido, viscosidade, morfologia NAPL e estrutura dos poros (ABRIOLA; BRADFORD, 1998). Dentro da matriz, o processo de partição é dependente das características intrínsecas do solo como mineralogia (ANDERSON, 1986), matéria orgânica (SEPEHRNIA et al, 2017), distribuição e estrutura do solo (POWERS et al, 1994), assim como as características químicas e físicas do composto e intemperismo sofrido (POWERS et al, 1995).…”