非均質多孔介質中LNAPLs污染物運移特性研究.pdf

1、近年來,隨著石油化工和交通運輸業(yè)發(fā)展迅猛,由此產(chǎn)生的污染也越來越嚴重。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,對其運移與分布特性、監(jiān)測方法和治理方法等方面的研究已經(jīng)成為地下水環(huán)境領域的前沿課題。
　　通過室內(nèi)建立二維物理模型,運用圖像法研究了LNAPLs在含有不同粒徑透鏡體的多孔介質中運移的規(guī)律,并通過改變地下水位探討地下水位波動對LNAPLs運移與分布特性的影響。試驗結果表明,LNAPLs的運移特性不僅會受到多孔介質粒徑大小、含水量和孔隙度等因素的影響,還會受到介質傾斜面和裂縫的影響。多孔介質的粒徑越大

3、, LNAPLs的運移速度越大。地下水位波動會使LNAPLs重新分布,水位下降時LNAPLs也下降,水位上升時總體上LNAPLs也隨之上升,但有部分LNAPLs會殘留在多孔介質中。地下水毛細區(qū)和介質粒徑較小的砂組受LNAPLs污染較嚴重,殘留現(xiàn)象較明顯。
　　通過室內(nèi)試驗模擬了LNAPLs污染物在三維非均質砂槽中的運移,并采用高密度電阻率成像法得到了非均質電阻率值和電阻率相對值的變化圖。試驗結果表明,運用高密度電阻率法得到的三維電

4、阻率值和電阻率相對值隨時間的變化過程圖可以清楚的反映了LNAPLs在非均質多孔介質中的運移過程。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值也會相應地增大,當LNAPLs接近介質的突變面時,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移速度大于縱向運移速度,這種現(xiàn)象說明了中間的細砂透鏡體對輕非水相液體的縱向運移起了阻滯作用,同時使其橫向運移速度增大。

5、在靜置的過程中,隨著靜置時間的增加,電阻率值和電阻率相對值不斷地減小。
　　通過試驗結合數(shù)學模型獲取到三維空間LNAPLs的飽和度和LNAPLs的相對滲透系數(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的飽和度也相應地升高;在LNAPLs的靜置過程中,LNAPLs的飽和度隨著靜置時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的相對滲透系數(shù)不