پایش حرکت MTBE در محیط متخلخل با استفاده از مدل آزمایشگاهی

نوع مقاله : Research Paper

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی دانشگاه تهران

2 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

3 دانشیار پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای ایران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه تهران

چکیده

نتایج به دست آمده از مطالعه آزمایشگاهی حمل و جابجایی متیل ترشیو بوتیل اتر در محیط خاک غیر اشباع با استفاده از یک مدل دوبعدی قایم ارائه شده است. متیل ترشیو بوتیل اتر با غلظت 200 میلی­گرم در لیتر از نقطه میانی مرز بالایی مدل رهاسازی شد و غلظت جابجایی آن در زمان­های مختلف با روش کروماتوگرافی گازی اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که حرکت عمودی آلودگی بیشتر از حرکت افقی آن است. به‌طور مثال در فاصله عمودی 5 سانتی­متری از نقطه رهاسازی پس از 10 دقیقه از شروع آزمایش غلظت ماده مذکور برابر 135 میلی­گرم در لیتر ثبت و در همین نقطه پس از 133 دقیقه غلظت به 188 میلی­گرم بر لیتر افزایش یافت. در نقطه دیگری در فاصله عمودی 15 سانتی­متر پس از 25 دقیقه از شروع آزمایش غلظت 120 میلی­گرم بر لیتر و در زمان 133 دقیقه­ای به 185 میلی­گرم در لیتر رسید. همچنین در نقطه­ای به فاصله عمودی 30 سانتی­متر پس از 100 دقیقه غلظت آلودگی 127 میلی­گرم بر لیتر و در انتهای آزمایش 148 میلی­گرم در لیتر ثبت شد. در یک جمع­بندی پس از 10 الی 25 دقیقه ظرفیت جذب آلاینده توسط خاک به حداکثر رسید و آلودگی به همراه آب جابجا شد و غلظت آلاینده در نقاط نمونه­گیری اندازه­گیری شد. با شروع حرکت آلودگی در جهت افقی و عمودی، میزان غلظت آلاینده رهاسازی شده افزایش می­یابد و این روند افزایشی در جهت حرکت عمودی بیشتر از افقی است. بنابراین MTBE بیشتر تمایل به جابجایی با آب دارد تا در خاک جذب شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

MTBE Movement Monitoring in Porous Media Using a Laboratory Model

نویسندگان [English]

  • Mehran Ghahremani-Tabar 1
  • Kumars Ebrahimi 2
  • Hossein Khalafi 3
  • Zahra Mardani 4
1 MSc in Irrigation & Drainage Engineering, University of Tehran, Karaj
2 Professor, Department of Irrigation & Reclamation Engineering, University of Tehran
3 Associate Professor, Nuclear Science and Technology Research Institute. Tehran
4 MSc Student of Water Resources Engineering, Department of Irrigation & Reclamation Engineering, University of Tehran
چکیده [English]

    Herein results obtained from a laboratory study of MTBE transport through a vertical layer of an unsaturated soil are reported. MTBE with a concentration of 200 mg/l was released on the top of the experimental model. The concentration of the pollutant was measured in time in different points using gas chromatography. Results indicated that, the vertical movement of the pollutant was more than the horizontal one. For instance, the MTBE concentration was 135 mg/l in a vertical distance of 5 cm, 10 minutes after the start of experiment and it was increased to 188 mg/l, after 133 minutes. For a point with 15 cm of vertical distance, after 25 minutes the concentration of MTBE was 120 mg/l and it increased to 185 mg/L after 133 minutes. Also for a point located in a vertical distance of 30 cm, after 100 minutes the concentration of MTBE measured equal to 127 mg/l and at the end of the experiment it increased to 148 mg/l. In conclusion it can be said that after 10 to 25 minutes after the adsorption capacity of the soil rechead its maximum and the movement of the pollutant began. With the beginning of the contaminant movement in the horizontal and vertical directions, the concentration of the pollutant increased and in the vertical direction this increase was more than that in the vertical direction. In fact, the diffusion velocity in the vertical direction was more than its velocity in the horizontal direction. Therefore, MTBE was more moveable with water and less adsorbing with soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oil Pollution
  • Physical Simulation
  • Chromatography MTBE
ابراهیمی، ک.، خلفی، ح.، قهرمانی­تبار، م.، 1392. مطالعه آزمایشگاهی انتقال آلودگی نفتی (MTBE) در خاک. مجموعه مقالات 35 امین کنگره جهانی  IAHR، چین، چنگدو، 13-8 سپتامبر.
اسدالله فردی ،غ.، خدادادی، ا.، یعقوبی، م.، 1389. بررسی پارامتریک انتقال MTBE از مخازن سوخت تهران بزرگ به منابع آب زیرزمینی. مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال ششم، شماره 3، 11-1.
آیتی، ب.، رضایی، م.، 1394. قابلیت سیستم SBAR در حذف متیل ترشیاری بوتیل اتر: مشخصات بیوگرانول­ها. مجله آب و فاضلاب، شماره 6، 58-50.
بریانی، ع.، پرداختی، ع.، اردستانی، م.، امینی، س.، 1393. بررسی حذف درجای MTBE و بنزن از آب­های زیرزمینی جنوب تهران در مقیاس پایلوت آزمایشگاهی از طریق اکسیداسیون شیمیایی با استفاده از نانو ذرات آهن صفر ظرفیتی پایدار شده. مجله محیط‌شناسی، دوره 40، شماره 2، 275-261.
تابع بردبار، ع.، رئیسی استبرق، ع.، غازیانی، ف.، 1394. استفاده از روش الکتروکینتیک در پاک‌سازی یک خاک رسی آلوده به MTBE. مجله مهندسی عمران و محیط­زیست، جلد 45، شماره 2، 33-25.
تابع بردبار، ع.، غازیانی، ف.، رئیسی استبرق، ع.، لیاقت، ع.، 1392. ظرفیت جذب، روش جداسازی و تعیین غلظت MTBE در خاک رس کائولینیت آلوده به MTBE. مجله تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 44، شماره 4، 355-347.
علی­حمزه ،م.، رضا­پور طبری، م.م.، 1393، شناسایی رفتار کیفی مخازن سطحی در صورت تزریق ناگهانی بار آلاینده، مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال دهم، شماره 1، 50-39.
ملک حسینی، م.، مهدوی، و.، 1393. مطالعه سینتیکی حذف متیل ترشیو بوتیل اتر از آب به روش عاری­سازی. مجله آب و فاضلاب، شماره 5، 66-60.
Adave, S.S., Lee, D-J. & Lai, J-Y., 2009. Treating chemical industries influent using aerobic granular sludge: Recent Development. J.the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 40, 333-336.
Aivalioti, M., Despina, P.,Panagiotis,P. & Evangelos, G., 2012. Removal of BTEX, MTBE and TAME from aqueous solutions by adsorption onto raw and thermally treated lignite. J. Hazardous Material, 207-208, 136-146.
Balseiro-Romero, M., Macías, F. & Monterroso, C., 2016. Characterization and fingerprinting of soil and groundwater contamination sources around a fuel distribution station in Galicia (NW Spain). Journal ofEnvironmental Science and Pollution Research, 188:292.
Liga, M. & Slask, D., 2004. A Design model for subsurface drip irrigation in Arizon, Dep. Agri.Biosys.Arizona.
Myrttinen, A., T. & Kolditz, O., 2009. Modeling of an MTBE plume at Pascoag, Rhode Island. Journal of Environmental geology, 57, 1197.
Borghoff, S., Parkinson, H. & Leavens, T., 2010 .Physiologically based pharmacokinetic rat model for methyl tertiary-butyl ether; comparison of selected dose metrics following various MTBE exposure scenarios used for toxicity and carcinogenicity evaluation. Journal of Toxicology, 275, 79-91.
Zhang, X. & Wu, Y., 2016. Laboratory experiments and simulations of MTBE transport in layered heterogeneous porous media. Journal ofEnvironmental Earth Sciences, 75, 836.