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轻非水相液体（light non-aqueous phase liquid,LNPAL）在地下介质中的运移分布与残余捕获受多种因素影响和控制。LNAPL污染场地概念模型中一般视LNAPL从地表泄漏后穿过包气带至潜水面。然而地下介质的非均质性与包气带含水量的空间变异分布可形成复杂的LNAPL污染源区结构,LNAPL可能无法到达潜水面,而在毛细水带蓄积。文章基于数值模型综合分析了LNAPL泄漏量、介质非均质性与含水量空间变异分布、潜水面周期性变化等多种因素对LNAPL污染源区结构的影响。研究表明:（1）当泄漏量较大时,LNAPL可运移至潜水面;（2）当泄漏量较小时,对于上粗下细的层状非均质条件,LNAPL可能在毛细水带边缘发生蓄积,无法到达潜水面;（3）包气带中黏土透镜体并非都是LNAPL运移的阻碍,LNAPL可以穿透低含水量的黏土透镜体,只有高含水量的黏土透镜体才对LNAPL的入渗有阻碍作用;（4）潜水面周期性变化将导致污染范围扩大。 相似文献
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被称为“工业血液”的轻非水相液体(LNAPL)及其衍生物在开采、生产、运输过程中所产生的污染已经成为常见的污染物,目前诸多学者对LNAPL污染进行了广泛研究,但对于LNAPL在土壤中的迁移及毛细作用研究尚不充分。本次试验的目的是通过室内模拟试验分析不同竖管直径条件下LNAPL在不同介质中的毛细上升规律,为研究LNAPL对地下水污染提供一定的理论依据。结果表明：影响毛细上升高度的因素大小依次为：溶液>介质>竖管直径;竖管直径与最大毛细上升高度并不是完全成比例关系,并且对毛细上升高度的影响相对较小;水与柴油在不同介质中毛细上升高度、毛细上升速率变化趋势基本一致,但是具体数值上存在差异,柴油的最大毛细上升高度与水相比降低了40%～50%,柴油的最大毛细上升速率与水相比降低30%～50%。这些特征都能够较好地体现LNAPL在不同介质中的毛细上升规律,在认识LNAPL对地下水的污染以及污染土地修复方面具有重要意义。 相似文献
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轻非水相液体(LNAPL)在变隙宽裂隙中的迁移和残留机理复杂,在"裂隙-水-LNAPL"三相系统中,LNAPL和水流运动之间相互作用和影响,同时两者又共同受到裂隙表面和隙宽的影响和控制。采用27.4 cm×20.0 cm(长×宽)的透明仿真裂隙开展甲苯(地下水中常见的LNAPL污染物之一)迁移试验,监测并获取变隙宽裂隙中LNAPL的迁移过程与残留分布的图像,通过数学统计和数值模拟的方法,分别揭示LNAPL 残留分布规律以及"裂隙-水-LNAPL"系统内的相互影响机制。研究结果表明:自由相的LNAPL主要沿着裂隙中的狭长通道迁移到内部,在隙宽较小的区域有少量孤立的LNAPL液滴残留。LNAPL在变隙宽裂隙中的迁移、残留与裂隙隙宽的分布密切相关,LNAPL残留的隙宽符合正态分布规律。甲苯残留的隙宽分布范围为0.01~1.40 mm,残留最多的隙宽分布在0.20~0.30 mm。LNAPL的残留增大了裂隙内水流运动的阻力,使得裂隙两端的压力差增加。LNAPL残留使裂隙内水流流速重新分布,同时也改变了裂隙原有的沟槽流分布和数量。 相似文献
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轻非水相液体（LNAPL）进入到地下环境中,首先在非饱和带进行垂向迁移,到达毛细带后在地下水面以上形成饱和透镜体。准确预测LNAPL渗漏在毛细带形成的透镜体厚度,对于LNAPL的去除及污染含水层的修复具有重要的指导意义。通过模拟实验测定了水-油两相吸湿及脱湿曲线,采用水-油饱和度-压力曲线拟合出了吸湿及脱湿进入压力。根据透镜体达到稳定状态时脱湿、吸湿压力水头之间的关系,建立了透镜体厚度的预测计算方法,并以中砂和粗砂为例,预测出实验条件下柴油在毛细带形成透镜体稳定时的厚度分别为4.61 cm和1.29 cm。通过室内模拟槽实验,测得柴油在中砂和粗砂中迁移时形成的透镜体厚度分别为5.30 cm和1.50 cm。预测与实验结果的相对误差分别为13.0%和14.0%。误差产生的主要原因为脱湿与吸湿曲线是在非干燥情况下测得,从而导致预测的透镜体厚度偏小。 相似文献
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针对非饱和带中油类污染物时空分布的研究,室内实验很难定量分析运移机理,野外检测成本高且破坏地层。数值模拟法作为一种应用广且成熟的方法,可以用来分析油类污染物在非饱和带中的运移规律。为了研究单井抽提及原位冲洗修复时,含单裂隙非饱和带中轻非水相流体（Light non-aqueous phase liquids,LNAPL）的时空变化规律,建立了数值模型,分析不同条件下LNAPL的修复效果及时空变化规律。模拟结果发现,LNAPL注入时优先流入裂隙,停止注入时优先流出裂隙。单井抽提修复模拟表明,抽提流量越大,修复效率越高。原位冲洗技术能有效补充地下水,防止产生新的环境问题;注水井起到“冲洗”及稀释污染物的作用,模拟最优方案修复面积达到96%,修复率达到75%,LNAPL饱和度控制在约0.05;对比分析发现,注水井布设在污染物范围的上边界时修复效果最好,能有效“冲洗”污染物并携带至抽提井中抽出地表。该研究为受轻油污染的土壤及地下水修复提供了科学的理论依据及有效的评估方法。 相似文献
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轻非水相流体(LNAPL)泄漏后会对土壤和地下水造成严重污染,为了准确探测出LNAPL泄漏范围,本文将GPR天线-目标极化的瞬时属性分析方法应用于轻非水相流体污染土壤探测的研究中。采用注入柴油的石英砂砂箱在实验室建立污染土壤模型,利用探地雷达对该污染土壤分别进行天线方位为0°、90°的测量。LNAPL土壤污染物形状、大小、结构并不规则,因此可以通过0°和90°方位天线测量来分析天线-目标极化特征,了解目标物的走向、形状等地下介质信息。通过对预处理后的包含天线-目标极化特征的信息进行瞬时属性分析,LNAPL污染范围可以被清晰地识别,提高了GPR探测能力。 相似文献
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轻质非水相液体（LNAPLs）在土壤包气带中具有多相态特征,非均质性、地下水位波动等因素将显著增加包气带内LNAPLs污染的复杂程度。已有研究多关注于揭示包气带内自由相LNAPLs的污染过程,少有更为深入地探究水位波动时非均质结构对LNAPLs迁移及各相态分布规律的影响。基于TOUGH2程序构建包气带多相流数值模型,以揭示透镜体结构与地下水位波动共同作用下LNAPLs迁移过程及相态分布。研究结果表明:（1）含水率变化是LNAPLs迁移分布的主要控制因素,包气带内受透镜体介质岩性、水位波动影响所呈现的含水率变化直接控制LNAPLs迁移规律及分布特征;（2）水位恒定时,细砂透镜体使LNAPL呈“蓄积穿透-横向扩展-绕流”迁移,粗砂透镜体则是LNAPL垂向迁移的“优势通道”,水位波动引起的细砂透镜体含水率变化使“绕流”显著增强,粗砂透镜体则进一步呈现“优势空间”作用;（3）水位恒定时,细砂透镜体模型中LNAPL滞留于透镜体内部,粗砂模型中LNAPL则集中于透镜体下方,水位波动下透镜体附近LNAPL分布范围扩展,两模型LNAPL分布面积较水位恒定时分别增大51%、63%;（4）两模型中LNAPL挥发通量均呈“先减小-后增大”规律,并受LNAPL-气体接触条件及LNAPL分布状况共同作用,水位波动打破三相平衡状态,主要表现为水位抬升阶段LNAPL挥发增强,此时两模型中平均挥发量较水位恒定时增大124%～126%。研究为非均质石油污染场地中的LNAPL污染过程认识提供了科学的理论依据。 相似文献
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近年来,伴随产业结构和土地利用的调整,一些受到污染的土地被重新开发利用,污染物时刻威胁着人们的健康。现阶段污染物调查工作中常采用有损的、侵入式的挖掘和钻探方法,调查结果为散点状且易造成二次污染。常见的污染物主要分为重金属、轻非水相液体（LNAPL）、重非水相液体（DNAPL）、总石油碳氢化合物（TPH）和多氯联苯（PCB）等,相对于周围土体存在电性差异。文章给出了一种电磁剖面法圈定污染物范围,通过对不同时间节点探测结果的数据分析,实现对环境治理效果的定性评价。通过工程实例,说明了该方法的可行性和有效性。在污染物调查阶段,该方法可以准确圈定污染物范围;在修复治理期间,在不同时间节点的场地污染物探测,可以评估修复效果。 相似文献
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为研究轻非水相流体（LNAPL）泄露后在土壤中扩散情况,基于室内试验,使用TOUGH2软件进行数值模拟,分析探讨含裂隙层状非均质地层中LNAPL的运移及分布情况。并对LNAPL入渗过程及停止入渗并静置一定时间后,不同粒径砂层及裂隙中LNAPL的分布特征及残留含量进行对比研究。在LNAPL泄露入土壤后,优先进入土壤中的裂隙,形成快速通道,使LNAPL的扩散方式不局限于自上而下逐层渗入,同时也从裂隙中向两侧水平扩散,加快了LNAPL扩散入地层中的速度;停止入渗并静置一定时间后,包气带细砂中的LNAPL饱和度大于粗砂中的饱和度,而饱水带中两种砂土中的LNAPL饱和度相差较小。 相似文献
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非饱和带中非均质条件下LNAPL运移与分布特性实验研究 总被引：2，自引：3，他引：2
本文通过室内实验建立物理模型，研究非饱和带中层状非均质条件下轻非水相液体LNAPL（Light Non-Aqueous Phase Liquid）运移机制和分布特性。实验结果发现，介质的结构突变面改变了LNAPL的迁移模式。在LNAPL到达干湿界面以后，由于毛细水压力的作用，其入渗速度明显加快。当LNAPL迁移到夹层上界面时，纵向迁移受到阻碍。随着入渗过程的继续，污染物沿着界面产生向右横向迁移；在夹层上界面下部出现“优势流”现象，污染物由集中走向分散，随着分散块的体积不断增大，最终污染物又连接到一起，由分散走向集中；在夹层下界面附近锋面线集中在一起，说明污染物向下的纵向迁移基本停止。另外，介质的局部密实“透镜体”对LNAPL的局部迁移起到“阻滞”作用，并迫使其改变迁移路径。地下水位的变动将使污染物的产生重新分布。当地下水位降低以后，污染物产生明显的向下迁移。 相似文献
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Fathy Shaaban Turki M. Habeebullah Essam A. Morsy Safwat Gabr 《Arabian Journal of Geosciences》2016,9(20):754
This work presents the application of the ground-penetrating radar (GPR) method and electric resistivity tomography (ERT) technique in outlining a zone of contamination due to the light non-aqueous phase liquid (LNAPL) plume underground in the area of an impacted fuel station, close to Abha City. The GPR has been performed using SIR3000 unit with the 100 and 400 MHz antennas. The main objective of the GPR survey was to evaluate the lateral extension of contamination. The complex GPR signature of the plume was well characterized. Low reflectivity zone corresponds to hydrocarbon vapor phase in the vadose zone. Enhanced reflections are associated with free and residual products in the fractured saturated zone directly above the water table. An electric resistivity tomography (ERT) survey was performed on four profiles within the site to investigate the vertical and horizontal extent of the contamination plume and to define the bottom of the landfill. The 2D electric profiles show the presence of low-resistivity (4O to 37 Ω m) anomalies that refers to the presence of accumulated hydrocarbons. From the interpretation of the GPR and ERT profile, it was possible to locate the top and bottom of the contamination plume of the waste disposal site. The radar signal penetrated deep enough and enabled the identification of a second reflector at approximately 10-m deep, interpreted as the hard basement surface which causes the strong amplitude reflection in the GPR profile. The results of GPR and ERT showed good agreement. 相似文献
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Accidental spills of hydrocarbons, such as Light Non-Aqueous Phase Liquids (LNAPLs), are one of the most common sources of subsurface contamination. Migration of LNAPL in a porous medium is influenced by various factors such as the number of fluids present in the unsaturated/saturated zones and the proportion of pores occupied by each fluid. The results for relationship between matric suction and degree of saturation are presented in this paper for water–air, water–LNAPL and LNAPL–air systems in a sand. A simple and reliable setup using Buchner funnel was designed to obtain these relations. It was found that the relationship between matric suction head and degree of saturation is hysteretic for all the fluid systems (water–air, water–LNAPL and LNAPL–air). Furthermore, the amount of hysteresis depended upon the fluid system, with the maximum hysteresis occurring for water–air system. The results suggest that the amount of trapped air depends upon the reversal degree of saturation from drying to wetting. 相似文献
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A three-dimensional, three-phase numerical model is presented for simulating the movement of immiscible fluids, including
nonaqueous-phase liquids (NAPLs), through porous media. The model is designed to simulate soil flume experiments and for practical
application to a wide variety of contamination scenarios involving light or dense NAPLs in heterogeneous subsurface systems.
The model is derived for the three-phase flow of water, NAPL, and air in porous media. The basic governing equations are based
upon the mass conservation of the constitutents within the phases. The descretization chosen to transform the governing equations
into the approximating equations, although logically regular, is very general. The approximating equations are a set of simultaneous
coupled nonlinear equations which are solved by the Newton-Raphson method. The linear system solutions needed for the Newton-Raphson
method are obtained using a matrix of preconditioner/accelerator iterative methods.
Because of the special way the governing equations are implemented, the model is capable of simulating many of the phenomena
considered necessary for the sucessful simulation of field problems including entry pressure phenomena, entrapment, and preferential
flow paths. The model is verified by comparing it with several exact analytic test solutions and three soil flume experiments
involving the introduction and movement of light nonaqueous-phase liquid (LNAPL) or dense nonaqueous-phase liquid (DNAPL)
in heterogeneous sand containing a watertable.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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Subcooled liquid solubility is the water solubility for a hypothetical state of liquid.It is an important parameter for multicomponent nonaqueous phase liquids(NAPLs) containing polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs),which can exist as liquids even though most of the solutes are solid in their pure form at ambient temperature.So far,subcooled liquid solubilities were estimated from the solid water solubility and fugacity ratio of the solid and(subcooled) liquid phase,but rarely derived from experimental data.In our study,partitioning batch experiments were performed to determine the subcooled liquid solubility of PAHs in NAPL-water system.For selected PAH,a series of batch experiments were carried out at increased mole fractions of the target component in the NAPL and at a constant NAPL/ water volume ratio.The equilibrium aqueous PAH concentrations were measured with HPLC and/or GCMS. The subcooled liquid solubility was derived by extrapolation of the experimental equilibrium aqueous concentration to a mole fraction of unity.With the derived subcooled liquid solubility,the fugacity ratio and enthalpy of fusion of the solute were also estimated.Our results show a good agreement between the experimentally determined and published data. 相似文献