Плотная неводная фаза жидкость или DNAPL является более плотным, чем у воды NAPL , т.е. жидкость , которая является и более плотной , чем вода , и не смешивается или не растворяется в воде. [1]
Термин DNAPL используется в основном инженерами-экологами и гидрогеологами для описания загрязнителей в подземных водах , поверхностных водах и отложениях. DNAPL имеет тенденцию опускаться ниже уровня грунтовых вод при разливе в значительных количествах и останавливается только тогда, когда достигает непроницаемой коренной породы. Их проникновение в водоносный горизонт затрудняет их обнаружение и устранение.
Примеры материалов, которые при разливе являются DNAPL, включают:
- хлорированные растворители , такие как трихлорэтилен , тетрахлорэтен , 1,1,1-трихлорэтан и четыреххлористый углерод
- каменноугольная смола
- креозот
- полихлорированный бифенил (ПХБ)
- Меркурий
- сверхтяжелая сырая нефть с плотностью API менее 10
При попадании в окружающую среду хлорированные растворители часто присутствуют в виде DNAPL, и DNAPL может служить долгосрочным вторичным источником хлорированного растворителя для шлейфов растворенных грунтовых вод. Хлорированные растворители обычно не смешиваются с водой, по определению обладают низкой растворимостью в воде, но все же имеют растворимость выше концентраций, допускаемых средствами защиты питьевой воды. Следовательно, DNAPL, который представляет собой хлорированный растворитель, может действовать как постоянный путь растворения компонентов в грунтовых водах. Повсеместное использование хлорированных растворителей в производственных операциях началось во время Второй мировой войны , и к 1970-м годам уровень использования большинства растворителей увеличился. К началу 1980-х годов стали доступны химические анализы, которые документально подтвердили широко распространенное загрязнение подземных вод хлорированными растворителями. [2] С того времени были предприняты значительные усилия для улучшения нашей способности обнаруживать [3] [4] и восстанавливать [5] DNAPL, присутствующие в виде хлорированных растворителей.
Не вязкие DNAPL, такие как хлорированные растворители, имеют тенденцию погружаться в материалы водоносных горизонтов ниже уровня грунтовых вод, и их становится намного сложнее обнаружить и исправить, чем жидкости в неводной фазе, которые легче воды ( LNAPL ), которые имеют тенденцию плавать в воде стол при высыпании в естественные почвы. Агентство США по охране окружающей среды (USEPA) было сосредоточено значительное внимание на реабилитации DNAPL , который может быть дорогостоящим. Удаление или разрушение на месте DNAPL устраняет потенциальное воздействие соединений в окружающей среде и может быть эффективным методом восстановления; однако на некоторых участках DNAPL восстановление DNAPL может быть практически невозможным, и локализация может быть единственным жизнеспособным средством исправления. [6] [7] У USEPA есть программа по работе с местами, где удаление DNAPL нецелесообразно для проектов по реабилитации в рамках CERCLA в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов. [8] Плотные жидкости в неводной фазе (DNAPL), имеют низкую растворимость и вязкость заметно ниже и по плотности выше, чем водно-асфальтовый, тяжелые масла, смазочные материалы, а также хлорированные растворители - проникают на всю глубину водоносного горизонта и накапливаются на его дне. [9] «Движение DNAPL следует по наклону непроницаемых пластов, лежащих под водоносным горизонтом, и может двигаться в направлении, противоположном градиенту грунтовых вод». [10]
Были разработаны технологии восстановления грунтовых вод , которые могут решить проблему DNAPL в некоторых условиях. Раскопки не всегда практически осуществимы из-за глубины DNAPL, рассредоточенного характера остаточного DNAPL, подвижности, вызванной раскопками, и сложностей с близлежащими сооружениями. Технологии, которые появляются для лечения, включают следующие
- химическое окисление in situ (ISCO) [11] [12]
- перманганат калия
- перекись водорода (с железным катализатором или без него)
- барботирование озоном
- персульфат
- усиленное восстановительное дехлорирование in situ [12] [13]
- промывка ПАВ на месте [11] [12]
- барботаж [11] [12]
- отопление [11]
Большинство DNAPL остаются более плотными, чем вода, после того, как они попадают в окружающую среду (например, пролитый трихлорэтен не становится легче воды, он остается более плотным, чем вода). Однако, когда DNAPL представляет собой более сложную смесь, плотность смеси может изменяться со временем, поскольку смесь взаимодействует с окружающей средой. Например, смесь трихлорэтилена и смазочно-охлаждающей жидкости может выделяться и изначально быть более плотной, чем вода - DNAPL. Поскольку смесь трихлорэтилена и нефти выщелачивается грунтовыми водами, трихлорэтен может предпочтительно выщелачиваться из нефти, и смесь может стать менее плотной, чем вода, и стать плавучей (например, жидкость может стать LNAPL). Аналогичные изменения можно наблюдать на некоторых заводах по газификации угля или промышленных газовых установках, где смеси гудрона могут быть плотнее воды, иметь нейтральную плавучесть или быть менее плотными, чем вода, а плотность может меняться со временем. [7]
Смотрите также
- НАПЛ
- LNAPL ( легкие жидкости в неводной фазе ) - несмешивающиеся с водой жидкости, которые легче воды.
Внешние ссылки
- Веб-страница USEPA по DNAPL: http://cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nona Water_Phase_Liquids_(DNAPLs)/cat/ Overview/
- Страница Межгосударственного совета по технологиям и регулированию (ITRC) на DNAPL: http://www.itrcweb.org/guidancedocument.asp?TID=8
- Техническое / нормативное руководство ITRC Integrated DNAPL Site Strategy: http://www.itrcweb.org/documents/IntegratedDNAPLStrategy_IDSSDoc/IDSS-1.pdf
Рекомендации
- ^ [1] , Геологическая служба США
- ^ Панкоу, Джеймс Ф., Стэн Финстра, Джон А. Черри и М. Кэтрин Райан, «Плотные хлорированные растворители в грунтовых водах: Предпосылки и история проблемы» в Плотных хлорированных растворителях и других DNAPL в грунтовых водах, изд. Джеймс Панкоу и Джон Черри, 1996.
- ^ Плотные хлорированные растворители и другие DNAPL в подземных водах под ред. Джеймс Панкоу и Джон Черри, 1996.
- ^ Коэн Р.М. и Дж. В. Мерсер. 1993. Оценка участка DNAPL. CRC Press, Бока-Ратон, Флорида. http://www.clu-in.org/download/contaminantfocus/dnapl/600r93022.pdf
- ^ http://www.clu-in.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nona Water_Phase_Liquids_( DNAPLs) / cat / Overview
- ^ USEPA, 2003. «Проблема восстановления DNAPL: есть ли основания для истощения источника?» EPA / 600 / R-03/143. http://www.clu-in.org/download/remed/600R03143.pdf
- ^ a b [ITRC, 2002. «Сокращение количества источников DNAPL: перед лицом проблемы» http://www.itrcweb.org/Documents/DNAPLs-2.pdf ]
- ↑ US EPA, 1993. «Руководство по оценке технической неосуществимости восстановления подземных вод» Директива 9234.2-25
- ^ Мануэль Раман Ламы; Эмилио Кастодио, ред. (2003). Интенсивное использование подземных вод: проблемы и возможности . CRC Press. п. 478.
- ^ Врба, Ярослав; Адамс, Брайан, ред. (2008). Методическое руководство Стратегия мониторинга заблаговременного предупреждения о подземных водах (PDF) (Отчет).
- ^ a b c d ITRC, 2000. "Жидкости в плотной неводной фазе (DNAPL): Обзор новых технологий определения характеристик и восстановления" http://www.itrcweb.org/Documents/DNAPLs-1.pdf
- ^ a b c d Рут М. Дэвисон, Гэри П. Уитхолл и Дэвид Н. Лернер, 2002. Обработка источника плотных жидкостей в неводной фазе. Технический отчет P5-051 / TR / 01. http://publications.environment-agency.gov.uk/pdf/SP5-051-TR-1-ep.pdf Архивировано 18 февраля 2006 г. на Wayback Machine
- ^ ITRC 2007. В Ситу Биоремедиация хлорированных этен DNAPL очаговых зон: тематические исследования. [2]