انتشار آلودگی‌های نفتی در خاک تحت تأثیر شرایط مختلف خاک و آلاینده

نویسندگان
دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
چکیده- آلودگی منابع آب زیرزمینی و به طور کلی خاک­ها، در سال های نزدیک تبدیل به یکی از جدی­ترین مشکلات زیست محیطی در سراسر جهان شده است. از مهم ترین این آلوده کننده­ها، آلاینده­های نفتی و فراورده­هایی است که در اثر نشت و تراوش هنگام ذخیره­سازی و یا انتقال، با نفوذ به خاک، منابع آب زیرزمینی را آلوده می کند. توانایی ورود گسترده این ترکیبات به خاک­های زیرسطحی و منابع آب زیرزمینی، بررسی خصوصیات انتشار آن ها را تبدیل به موضوعی مهم کرده است. موفقیت در ارائه طرحی برای احیاء و آلودگی زدایی محل­های آلوده، بستگی به درک رفتار و توانایی پیش­بینی انتشار این آلاینده­ها در خاک دارد. در این مقاله، عوامل مهم و تأثیرگذار بر انتشار آلاینده های نفتی در خاک ها و همچنین سفره های آب زیرزمینی، با استفاده از روش اجزاء محدود (FEM) برای تعیین الگوی انتشار آلودگی­های نفتی در خاک هایی با شرایط مختلف مورد بررسی شده است. با استفاده از این مدل عددی، نمودارهایی کاربردی برای تعیین الگوی کلی انتشار آلودگی های نفتی در خاک ها ارائه شده است. این روش به محققین این امکان را می­دهد تا با داشتن مشخصاتی کلی از محیط محل انتشار آلودگی نفتی مانند میزان نفوذپذیری خاک، نوع آلاینده نفتی و شرایط مختلف خاک منطقه و ... تخمینی مناسب از الگوی انتشار آلودگی در خاک داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Oil Contamination Propagation Patterns in Soils

نویسندگان English

M. Heidarpoor
M. Oliaei
Tarbiat Modares University
چکیده English

In recent decades attention to contamination propagation into soils and underground water has been increased which has led to increasing the studies on soil contamination problems and methods of in-situ remediation. Also, soil contamination with petroleum compounds has been one of the most challenging issues. In many countries with petroleum industries, mines of oil exploration, refineries and etc, by reasons, such as leakage from tanks or pipelines of oil transmission due to corrosion and damage, soil will be contaminated by oil pollution. Hence, contaminant propagation in soils and also remediation of the contaminated soils has been considered as a sensitive, complex and critical environmental issue. According to recent studies, it is clear that further study on petroleum contamination propagation pattern in soils and underground water is needed. Therefore, the study about this pattern is main purpose of this research which has been done by means of numerical Finite Element Method (FEM). Following, the theory of pollution propagation and the mechanisms and formulation of this process are expressed. Then, the explanation of modeling has been carried out in terms of geometry, boundary conditions, method of analysis, material parameters and etc. Verification and analysis results have been presented, respectively. Finally, conclusion is given and discussed. In this research, effective parameters on oil contamination propagation in soils and underground water have been investigated. These parameters are soil permeability, relative density of contamination, dispersivity coefficients, diffusion coefficient and ground water table depth. The results show there are different propagation patterns in coarse and fine grain soils. Furthermore, the efficiency of pumping method as an in-situ remediation approach for contaminated soils is studding by authors. The most important conclusions are as following: -In coarse grain soils, downward propagation pattern and in fine grain soils lateral propagation pattern are dominant. -By increasing the longitudinal dispersivity coefficient, contamination patterns will be extended. It is more evident in coarse soils which is due to more void ratios in these types of soils. The results are more sensitive to longitudinal dispersivity coefficients variations with respect to transverse dispersivity coefficients. -The effect of diffusion coefficient has a direct relation with the perimeter of contamination domain

کلیدواژه‌ها English

------
- مراجع
[1] گیتی پور، س؛ ﻧﺒﯽ ﺑﯿﺪﻫﻨﺪی، غ؛ ﮔﺮﺟﯽ، م؛ "آلودگی خاک های پالایشگاه جنوب تهران در اثر ترکیبات نفتی"، مجله محیط شناسی، شماره 34، صفحه 39-45، 1381
[2]  Lee, J. Y, Cheon, J. Y, Lee, K. K, Lee, S. Y, Lee, M. H, “Factors affecting the distribution of hydrocarbon contaminants and hydro geochemical parameters in a shallow sand aquifer”, Journal of Contaminant Hydrology, (50), 139–158, 2001
[3]  Kamon, M, K, Junichi, Inui, T, Katsumi, T, “Two-dimensional DNAPL migration affected by groundwater flow in unconfined aquifer”, Journal of Hazardous Materials110, 1–12, 2004
[4] احتشامی، م؛ احمدنیا، ر؛ "مدل سازی نشت هیدروکربن های نفتی در منابع خاک آب های زیرزمینی"، مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست، شماره 29، 47-57، 1385
[5]  Wilson, C. S, Weaver, J. W, Charbeneau, R. J, “A screening model for simulating DNAPL flow and transport in porous media: theoretical development”, Environmental Modeling & Software, (21) 16–32, 2006
[6] سعادت، م؛ "مدل سازی پخشیدگی آلودگی های نفتی در حین پاکسازی به روش تخلیه دو پمپه"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، 1387
[7]  Kartha, S. A, Srivastava, R, “Effect of immobile water content on contaminant transport in unsaturated zone”, Journal of Hydro-environment Research, (1), 206– 215, 2008
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[8]  Bandilla, K. W, Rabideau, A. J, Jankovic, I, “A parallel mesh-free contaminant transport model based on the Analytic Element and Streamline Methods”, Journal of Advances in Water Resources, 32, 1143– 1153, 2009
[9]  Krahn. J, “C-Tran Engineering Book, manual of Geo-studio software”, 2004
[10]  Jeff. K, “Practical Design Calculations for Groundwater and Soil Remediation”, Boca Raton, CRC Press LLC, 1999