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DOI: 10.3791/53233-v
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描述了 A 方案,其中捕获、量化和分析从有机污染物(来自石油原料)生物降解中矿化的 CO2 的 14C 含量。开发了一个模型来确定 CO2 捕获区的空间范围。空间和时间测量允许整合污染物矿化速率,以预测修复范围和时间。
这种二氧化碳通量放射性碳含量和影响区建模方法的总体目标是利用二氧化碳(最终降解产物)中耗尽的放射性碳信号跟踪原位石油衍生污染物的降解。这种方法可以帮助回答生物修复和环境评估领域的关键问题。例如,现场有多少密闭性被降级?
通过自然衰减或与工程修复方法结合使用。这种技术的主要优点是它依赖于测量来自实际安全壳主干的碳,而不是进行多次间接测量作为证据。该方法允许计算实际的原位生物降解率。
对于现场滴注,请按如下方式准备气泵。首先,在泵壳上钻一个孔,用于一小段直径为 1/16 英寸的塑料气体不渗透管。将 5 到 6 英寸长的管子插入孔中。
然后,用船用密封剂密封泵的所有外部部件。然后涂上一层硅密封胶。接下来,对密封的泵进行压力测试。
轻轻吹入管路,同时阻止流出。接下来,为每个收集孔准备二氧化碳捕集器和对照。在 25 毫升血清瓶中称取 100 克氢氧化钠。
用隔膜盖住血清瓶并拧紧。现在,连接电线。在现场,每口井的运行都需要为每台泵排长队。
在油田井内,使用带有两个 1/16 英寸气管孔的改良瓶盖封盖其产量。在井中,降低的气体管线设置在略高于地下水位的位置,回油管设置在上限的正下方。然后,用真空润滑脂密封软管和盖垫片,使所有表面都提供气密密封。
从井中,将下部管道引入泵入口,并将气体管线从泵布线到二氧化碳捕集器。使用 16 号针刺穿隔膜。然后,使用另一根针头,将一条回流管线从疏水阀引至气体管线,并进入盖子正下方。
现在,作设置以进行 30 个孔体积的初始收集。稍后,丢弃初始陷阱。从隔膜中拉出针头,然后放入新瓶子中。
然后,记录集合的开始时间。要分析收集的气体,请使用库仑法测量水样中捕获的二氧化碳。首先,将一式三份的 1 mL 亚样品转移至 40 mL 加盖隔垫的血清样品瓶中。
然后,用 1 毫升 50% 体积比磷酸酸化每个子样品。将管线送入高氯酸镁捕集阱。接下来使用具有 60 埃网孔的硅胶捕集器。
然后,将气流鼓泡到库仑池中,并使用测得的库仑来量化二氧化碳水平。开始收集后两周到两个月,收集陷阱。关闭泵的电源并拔下针头。
如果需要,密封捕集阱以便长期储存。要分析捕集阱,请用水溶解任何剩余的未用过的固体氢氧化钠。用二氧化碳擦洗氦气喷射水,以去除溶解的二氧化碳。
然后,混合完全液化的捕集阱内容物并测量总体积。接下来,将 5 至 10 mL 的子样品转移到带隔垫的 40 mL 样品瓶中。然后,用 50% 体积比磷酸酸化子样品。
现在,如前所述,通过库仑法喷射和分析所得气流。稍后,当您计算此采样周期时,请务必从其他孔上测得的收集速率中手动减去最低收集速率,从而考虑平衡动力学。通过 ModelMuse 接口将 MT3DMS 与 MODFLOW 2005 结合使用,以模拟与井筛相关的平衡二氧化碳扩散。
使用 MODFLOW 程序位置配置 ModelMuse。为此,请单击 Model 菜单,然后选择 MODFLOW 程序位置。然后将程序指向 MODFLOW 2005 程序灌注目录。
在同一对话框中,使用 MT3DMS 程序位置配置 ModelMuse。接下来,在 Model 菜单下配置 MODFLOW Packages and Programs。在选项 flow 下,确保 Layer Property Flow 包处于选中状态。
在 Boundary conditions 下,选择 Specified head。然后选择 CHD Time-Variant Specified Head 包。接下来,选择 MT3DMS 和 BTN Basic-Transport 包。
然后,将 Mobile Species (移动物质) 设置为 carbon dioxide。现在,配置 MODFLOW 选项。从模型菜单中,选择 MODFLOW 选项并设置模型单位。
接下来,配置 MODFLOW Time。从 Model (模型) 菜单中,选择 MODFLOW Time (MODFLOW 时间)。360 长度的压力期将运行 15 天的模拟。
接下来,配置 MODFLOW 数据集。从 Data 菜单中,选择 Data Sets。然后,输入来自感兴趣站点的数据。
对于 Hydrology,在三个维度中输入 k 个值。MODFLOW 初始水头和 MODFLOW 指定水头。对于 MT3DMS,输入扩散系数、二氧化碳、初始浓度二氧化碳和纵向分散率。
最后,编辑全局变量。从 Data 菜单中,选择 Global Variables,然后输入现场使用的二氧化碳收集速率,然后输入初始二氧化碳浓度。现在运行模拟。
按顶部图标栏上的绿色箭头开始模拟。然后,在出现提示时保存输入文件,模拟将运行。运行后,通过选择文件菜单编译和导出数据,然后导出 MT3DMS 输入文件。
要观察并输出模型的结果,请单击 visualize 图标。然后选择模拟并以 3D 坐标输出 Zone of Influence 边界值。在测试现场,中央井组内的历史氯化烃污染最高。
测得的二氧化碳产生量从每天 0 到 34 毫克不等,在历史上污染最高的中心井群中最低。场地地球化学参数,如 PH 钙和其他阳离子浓度,未表明任何碳酸盐溶解,这可能会使放射性碳测量解释产生偏差。将两个为期两周的旱季测量值取平均值,用于后续计算。
呼吸和放射性碳测量在两周之间没有太大变化。使用先前的二氧化碳溶质特性中地下水力报告,生成了影响区域模型。使用 Zone of Influence 模型的估计值,计算了每口井的质量氯化烃去除量。
最终,现场外围附近的井的氯化烃降解和二氧化碳产生率最高,模型支持这一观察结果。在尝试此程序时,请务必记住通过快速加盖并尽量减少与大气的接触来最大限度地减少大气中二氧化碳的污染。所有稀释剂都应用惰性气体喷射,以去除溶解的 CO2。
按照此程序,可以采用其他方法,例如确定场地生物地球化学条件,以回答其他问题,例如什么控制原位降解率?
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