رفتار هیدرولیکی خاک های آلوده به تری کلرواتیلن (TCE)

نگهداشت و هدایت هیدرولیکی از مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی محیط متخلخل در ارتباط با آلاینده ها است. منحنی نگهداشت و هدایت هیدرولیکی وابسته به ویژگی های خاک و سیال هستند. آلاینده های کلردار به دلیل نوع ترکیباتی که دارند در هنگام ورود به آب های زیرزمینی سبب آلودگی می شوند، بنابرین جلوگیری از ورود این آلاینده ها به آب و خاک ضروری است. به منظور بررسی رفتار هیدرولیکی تری کلرواتیلن در خاک، منحنی های نگهداشت خاک برای تری کلرواتیلن و آب تعیین شد. تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع در سیستم دو فازی NAPL-هوا و برآورد هدایت هیدرولیکی غیراشباع توسط مدل های معلم-ون گنوختن، معلم-بروکس وکوری، و معلم -کوسوگی، در سیستم های دو فازی NAPL-هوا هدف دیگر این پژوهش بود.

در پژوهش حاضر از سیالات تری کلرواتیلن و آب استفاده شد. برای رسم منحنی های نگهداشت آب و تری کلرواتیلن در خاک SiL (سیلتی لوم) از دستگاه ستون آویزان و برای تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع از روش بار ثابت استفاده شد. پارامترهای منحنی-های نگهداشت خاک، برای سیالات تری کلرواتیلن و آب بر اساس مدل های ون گنوختن، بروکس-کوری و کوسوگی در نرم افزار RETC تعیین شد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به عنوان تابعی از پتانسیل ماتریک، بر اساس مدل های معلم-ون گنوختن، معلم - بروکس -کوری و معلم- کوسوگی به دست آمد. همچنین برای مقایسه ی کمی مدل های هیدرولیکی به کار رفته، از آماره های خطای حداکثر ، ریشه ی میانگین مربعات خطا ، ضریب تعیین ، کارایی مدل و ضریب جرم باقیمانده استفاده شد.

نتایج نشان داد که در یک مقدار معین از فاز مایع، سیال تری کلرواتیلن نسبت به آب، نگهداشت کمتر و هدایت هیدرولیکی بیشتری را در خاک داشت که با توجه به کشش سطحی و گرانروی کمتر تری کلرواتیلن نسبت به آب، این رفتار قابل انتظاراست. مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع برای تری کلرواتیلن و آب به ترتیب 75/136 و 5/94 سانتی متر بر روز به دست آمد. با مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده نگهداشت سیالات در خاک، مدل ون گنوختن بیشترین کارایی (0/93) و کمترین خطای باقی مانده (0/018) را برای آب نسبت به تری کلرواتیلن نشان داد. در دو مدل دیگر نیز کارایی مدل برای سیال آب بیشتر است. در مورد سیال تری کلرواتیلن، مدل ون گنوختن و بروکس-کوری کارایی نسبتا مناسبی را از خود نشان دادند. به طور کلی، دقت هر سه مدل برای تری کلرواتیلن کمتر از آب بود.

نتایج اعتبار سنجی مدل های هیدرولیکی نشان داد که مدل ون گنوختن پیش بینی بهتری نسبت به مدل های کوسوگی و بروکس- کوری در نگهداشت خاک در سیستم های دو فازی آب-هوا و پرکلرواتیلن -هوا ارائه می نماید. در نهایت، با توجه به هدایت هیدرولیکی بیشتر و نگهداشت کمتری که سیال تری کلرواتیلن نسبت به آب دارد، در صورت ورود به خاک حرکت سریع تری به سمت آب های زیر زمینی خواهد داشت و در صورت ورود به آبخوان سبب آلودگی و تغییر کیفیت آب خواهد شد.