Плотная неводная фаза жидкость
Плотная жидкость неводной фазы или DNAPL плотнее воды представляет собой NAPL , т.е. жидкость , которая одновременно плотнее воды и не смешивается с водой или не растворяется в ней. [1]
Термин DNAPL используется в основном инженерами-экологами и гидрогеологами для описания загрязнителей в грунтовых , поверхностных водах и отложениях. ДНКПЛ имеют тенденцию опускаться ниже уровня грунтовых вод при разливе в значительных количествах и останавливаются только тогда, когда достигают непроницаемой коренной породы. Их проникновение в водоносный горизонт затрудняет их обнаружение и устранение.
Примеры материалов, которые при разливе являются ДНКПЛ, включают:
- хлорированные растворители , такие как трихлорэтилен , тетрахлорэтен , 1,1,1-трихлорэтан и четыреххлористый углерод.
- каменноугольная смола
- креозот
- полихлорированные бифенилы (ПХБ)
- Меркурий
- сверхтяжелая сырая нефть с плотностью API менее 10
- некоторые пер- и полифторалкильные вещества (PFAS)
При попадании в окружающую среду хлорированные растворители часто присутствуют в виде ДНКПЛ, и ДНКПЛ может служить долгосрочным вторичным источником хлорированного растворителя для шлейфов растворенных грунтовых вод. Хлорированные растворители обычно не смешиваются с водой и по определению имеют низкую растворимость в воде, но при этом их растворимость превышает концентрации, допускаемые средствами защиты питьевой воды. Следовательно, DNAPL, который представляет собой хлорированный растворитель, может действовать как постоянный путь растворения компонентов в грунтовых водах. Широкое использование хлорированных растворителей в производственных операциях началось во время Второй мировой войны , причем уровень использования большинства растворителей увеличился к 1970-м годам. К началу 1980-х годов стали доступны химические анализы, которые зафиксировали широко распространенное загрязнение грунтовых вод хлорированными растворителями. [2] С тех пор были предприняты значительные усилия по улучшению нашей способности находить [3] [4] и исправить [5] ДНКПЛ присутствует в виде хлорированных растворителей.
ДНКПЛ, которые не являются вязкими, например, хлорированные растворители, имеют тенденцию погружаться в материалы водоносного горизонта ниже уровня грунтовых вод, и их становится гораздо труднее обнаружить и устранить, чем жидкости неводной фазы, которые легче воды ( LNAPL ), которые имеют тенденцию плавать в воде. стол при попадании в естественные почвы. Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) уделило значительное внимание восстановлению ДНКPL, которое может оказаться дорогостоящим. Удаление или уничтожение ДНКПЛ на месте исключает потенциальное воздействие соединений из окружающей среды и может быть эффективным методом восстановления; однако на некоторых участках ДНКПЛ устранение ДНКПЛ может оказаться невозможным, и сдерживание может быть единственным действенным средством исправления ситуации. [6] [7] У USEPA есть программа по устранению участков, где удаление DNAPL невозможно, для проектов восстановления в рамках CERCLA в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов. [8] Жидкости плотной неводной фазы (ДНАПЛ), имеют низкую растворимость и имеют заметно меньшую вязкость и плотность выше, чем вода - асфальт, тяжелые нефти, смазочные материалы, а также хлорированные растворители - проникают на всю глубину водоносного горизонта и скапливаются на его дне. [9] «Движение DNAPL следует наклону непроницаемых слоев, лежащих под водоносным горизонтом, и может двигаться в направлении, противоположном градиенту грунтовых вод». [10]
восстановления подземных вод Были разработаны технологии , которые могут решить проблему DNAPL в некоторых условиях. Раскопки не всегда осуществимы из-за глубины ДНКPL, дисперсного характера остаточного ДНКPL, подвижности, вызванной раскопками, и сложностей с близлежащими структурами. Технологии, которые появляются для лечения, включают следующие:
- химическое окисление на месте (ISCO) [11] [12]
- перманганат калия
- перекись водорода (с железным катализатором или без него)
- озона барботирование
- персульфат
- in situ усиленное восстановительное дехлорирование [12] [13]
- промывка поверхностно-активными веществами на месте [11] [12]
- барботирование воздуха [11] [12]
- обогрев [11]
Большинство ДНКПЛ остаются плотнее воды после попадания в окружающую среду (например, пролитый трихлорэтен не становится легче воды, он остается плотнее воды). Однако, когда ДНКPL представляет собой более сложную смесь, плотность смеси может меняться со временем по мере взаимодействия смеси с природной средой. Например, может высвободиться смесь трихлорэтена и смазочно-охлаждающей жидкости, которая первоначально будет плотнее воды — ДНКПЛ. Поскольку смесь трихлорэтена и нефти выщелачивается грунтовыми водами, трихлорэтен может преимущественно 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 заводах по производству промышленного газа, где смеси смол могут быть более плотными, чем вода, иметь нейтральную плавучесть или быть менее плотными, чем вода, а плотность может меняться со временем. [7]
См. также
[ редактировать ]- НАПЛ
- ЛНАПЛ ( легкие жидкости неводной фазы ) — несмешивающиеся с водой жидкости, легче воды.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Веб-страница USEPA о DNAPL: http://cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nonaqueous_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 по комплексной стратегии сайта DNAPL: http://www.itrcweb.org/documents/IntegratedDNAPLStrategy_IDSSDoc/IDSS-1.pdf
Ссылки
[ редактировать ]- ^ [1] , Геологическая служба США
- ^ Панкоу, Джеймс Ф., Стэн Финстра, Джон А. Черри и М. Кэтрин Райан, «Плотные хлорированные растворители в подземных водах: предыстория и история проблемы» в книге «Плотные хлорированные растворители и другие ДНКПЛ в подземных водах», под ред. Джеймс Панкоу и Джон Черри, 1996.
- ^ Плотные хлорированные растворители и другие ДНКПЛ в грунтовых водах под ред. Джеймс Панкоу и Джон Черри, 1996.
- ^ Коэн Р.М. и Дж.В. Мерсер. 1993. Оценка сайта DNAPL. CRC Press, Бока-Ратон, Флорида. http://www.clu-in.org/download/contaminantfocus/dnapl/600r93022.pdf
- ^ «CLU-IN | Загрязнения > Жидкости с плотной неводной фазой (DNAPL) > Обзор» .
- ^ USEPA, 2003. «Проблема восстановления DNAPL: есть ли основания для истощения источников?» EPA/600/R-03/143. http://www.clu-in.org/download/remed/600R03143.pdf
- ^ Перейти обратно: а б [ITRC, 2002. «Сокращение источников ДНКПЛ: перед лицом проблемы» http://www.itrcweb.org/Documents/DNAPLs-2.pdf ]
- ^ Агентство по охране окружающей среды США, 1993. Директива 9234.2-25 «Руководство по оценке технической неосуществимости восстановления подземных вод».
- ^ Мануэль Рамаон Ламас; Эмилио Кустодио, ред. (2003). Интенсивное использование подземных вод: проблемы и возможности . ЦРК Пресс. п. 478.
- ^ Врба, Ярослав; Адамс, Брайан, ред. (2008). Стратегия раннего предупреждения о мониторинге подземных вод. Методическое руководство (PDF) (Отчет).
- ^ Перейти обратно: а б с д ITRC, 2000. «Жидкости с плотной неводной фазой (DNAPL): обзор новых технологий определения характеристик и восстановления» http://www.itrcweb.org/Documents/DNAPLs-1.pdf
- ^ Перейти обратно: а б с д Рут М. Дэвисон, Гэри П. Уитхолл и Дэвид Н. Лернер, 2002. Обработка источника плотных неводных фазовых жидкостей. Технический отчет P5-051/TR/01. http://publications.environment-agency.gov.uk/pdf/SP5-051-TR-1-ep.pdf. Архивировано 18 февраля 2006 г. в Wayback Machine.
- ^ ITRC, 2007. Биоремедиация на месте источников хлорированного этилена DNAPL: тематические исследования. [2]