注入丁醇调节重非水液相密度的微空隙试验模拟

• 作者: 周媛 杨盼瑞 郭会荣 原敏 王哲 周萍
• 来源期刊: 地质科技通报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 微空隙 正丁醇 密度调节 重非水相液体
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: “地下水流系统理论、模拟方法与应用”专辑暨庆贺张人权教授90华诞
• 页码范围: 223-230
• 页数: 8页
• 分类号: P641
• 语种: 中文
• DOI: 10.19509/j.cnki.dzkq.2022.0016

摘要

密度大于水的重非水液相(DNAPLs)有机污染物在重力作用下向地下介质深部迁移从而增加污染范围.前人通过一维砂柱和二维砂箱试验发现利用密度调节技术可降低DNAPLs向下迁移的风险,但目前缺乏微观尺度上密度调节影响DNAPLs迁移的定量观测.本研究试验模拟丁醇注入微空隙调节四氯乙烯(PCE)的密度,通过建立非水相中染色PCE浓度、密度与灰度的定量关系,监测注入丁醇后空隙介质中非水相密度的动态变化,基于空隙中代表性非水相PCE受力情况分析其运移状态,揭示空隙尺度介质性质和密度调节程度对DNAPLs迁移的影响.试验结果表明:丁醇注入后,PCE浓度和密度迅速下降,离散状PCE与丁醇有效接触面积大且起效快;当非水相密度降至略大于水相密度时,非水相受毛细力和摩擦力的影响停止向下迁移;当非水相密度小于水相密度时,非水相才在注入压力与浮力的作用下克服毛细力、重力和摩擦力向上迁移;注入压力、摩擦力、毛细力、浮力与重力影响着空隙中非水相的迁移行为,空隙半径越大,毛细力对调节PCE向上迁移的影响越小;密度比水小的丁醇注入介质后向上迁移,因此丁醇从DNAPLs下端注入可提高修复效率.试验证实了向空隙介质中注入丁醇能够显著减小DNAPLs的密度从而降低其向下迁移的风险,为实际场地DNAPLs修复方案的制定提供微观机制方面的信息.