非均質(zhì)多孔介質(zhì)中LNAPLs污染物運(yùn)移特性研究.pdf

1、近年來,隨著石油化工和交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅猛,由此產(chǎn)生的污染也越來越嚴(yán)重。多數(shù)的石油類污染物都是微溶于水或是不溶于水的,研究中常被稱為非水相液體(英文名為Non-Aqueous Phase Liquids,簡稱NAPLs)。其中密度比水小的被稱為輕非水相液體(英文名為Light Non-Aqueous Phase Liquids,簡稱為LNAPLs)。柴油和汽油是典型的輕非水相液體(LNAPLs)。它們一旦泄漏將導(dǎo)致地下水和土壤的污染,給人

2、類的生存環(huán)境帶來很大的危害。因此,對(duì)其運(yùn)移與分布特性、監(jiān)測(cè)方法和治理方法等方面的研究已經(jīng)成為地下水環(huán)境領(lǐng)域的前沿課題。
　　通過室內(nèi)建立二維物理模型,運(yùn)用圖像法研究了LNAPLs在含有不同粒徑透鏡體的多孔介質(zhì)中運(yùn)移的規(guī)律,并通過改變地下水位探討地下水位波動(dòng)對(duì)LNAPLs運(yùn)移與分布特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,LNAPLs的運(yùn)移特性不僅會(huì)受到多孔介質(zhì)粒徑大小、含水量和孔隙度等因素的影響,還會(huì)受到介質(zhì)傾斜面和裂縫的影響。多孔介質(zhì)的粒徑越大

3、, LNAPLs的運(yùn)移速度越大。地下水位波動(dòng)會(huì)使LNAPLs重新分布,水位下降時(shí)LNAPLs也下降,水位上升時(shí)總體上LNAPLs也隨之上升,但有部分LNAPLs會(huì)殘留在多孔介質(zhì)中。地下水毛細(xì)區(qū)和介質(zhì)粒徑較小的砂組受LNAPLs污染較嚴(yán)重,殘留現(xiàn)象較明顯。
　　通過室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M了LNAPLs污染物在三維非均質(zhì)砂槽中的運(yùn)移,并采用高密度電阻率成像法得到了非均質(zhì)電阻率值和電阻率相對(duì)值的變化圖。試驗(yàn)結(jié)果表明,運(yùn)用高密度電阻率法得到的三維電

4、阻率值和電阻率相對(duì)值隨時(shí)間的變化過程圖可以清楚的反映了LNAPLs在非均質(zhì)多孔介質(zhì)中的運(yùn)移過程。注油過程中,隨著LNAPLs的注入量不斷地增加,被LNAPLs污染的范圍不斷地增大,中心位置的電阻率值和電阻率相對(duì)值也會(huì)相應(yīng)地增大,當(dāng)LNAPLs接近介質(zhì)的突變面時(shí),污染區(qū)域的形狀從半圓形變?yōu)榱税霗E圓形,即輕非水相液體的橫向運(yùn)移速度大于縱向運(yùn)移速度,這種現(xiàn)象說明了中間的細(xì)砂透鏡體對(duì)輕非水相液體的縱向運(yùn)移起了阻滯作用,同時(shí)使其橫向運(yùn)移速度增大。

5、在靜置的過程中,隨著靜置時(shí)間的增加,電阻率值和電阻率相對(duì)值不斷地減小。
　　通過試驗(yàn)結(jié)合數(shù)學(xué)模型獲取到三維空間LNAPLs的飽和度和LNAPLs的相對(duì)滲透系數(shù)。在LNAPLs的注入過程中,被LNAPLs污染的面積不斷地增大,中心位置LNAPLs的飽和度也相應(yīng)地升高;在LNAPLs的靜置過程中,LNAPLs的飽和度隨著靜置時(shí)間的增加卻在不斷地減小。在LNAPLs的注入過程中,隨著LNAPLs的飽和度增加,LNAPLs的相對(duì)滲透系數(shù)不