La medición de contaminantes mineralización de base de carbono utilizando combinada CO ₂ flujo y análisis de radiocarbono

El objetivo general de este método combinado de modelado de contenido de radiocarbono y zona de influencia de flujo de dióxido de carbono es rastrear in situ la degradación de contaminantes derivados del petróleo utilizando la señal de radiocarbono agotada en el dióxido de carbono, un producto final de degradación. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en los campos de la biorremediación y la evaluación ambiental. Por ejemplo, ¿cuánta contención se está degradando en el sitio?

Ya sea a través de la atenuación natural o junto con enfoques de remediación diseñados. La principal ventaja de esta técnica es que se basa en la medición del carbono derivado de la columna vertebral de contención real, en lugar de realizar múltiples mediciones indirectas como líneas de evidencia. El método permite calcular la tasa real de biodegradación in situ.

Para la instilación en el campo, prepare las bombas de aire de la siguiente manera. Primero, perfore un orificio en la carcasa de la bomba para una pieza corta de tubo plástico impermeable al gas de 1/16 de pulgada de diámetro. Inserte un tubo de cinco a seis pulgadas de largo en el orificio.

Luego, selle todas las partes externas de la bomba con sellador marino. Seguido de una capa de sellador de silicona. A continuación, pruebe la presión de las bombas selladas.

Sople suavemente el tubo mientras bloquea el flujo de salida. A continuación, prepare una trampa de dióxido de carbono para cada pozo de recolección y un control. Pesa 25 gramos de hidróxido de sodio en una botella de suero de 100 mililitros.

Tapa el frasco de suero con un tabique y enrógalo firmemente. Ahora, conecte los cables eléctricos. En el campo, la potencia de funcionamiento de cada pozo requiere largas líneas para cada bomba.

Dentro de los pozos de campo, tape su salida usando tapas modificadas con dos orificios de 1/16 de pulgada para líneas de gas. En el pozo, la línea de gas bajada se coloca ligeramente por encima del nivel del agua subterránea y la línea de retorno se coloca justo debajo de la tapa. Luego, selle las mangueras y la junta de la tapa con grasa de vacío para que todas las superficies proporcionen un sello hermético al gas.

Desde el pozo, dirija la tubería inferior hacia la entrada de la bomba y dirija la línea de gas desde la bomba hasta la trampa de dióxido de carbono. Usar una aguja de calibre 16 para perforar el tabique. Luego, con otra aguja, dirija una línea de retorno desde la trampa hasta la línea de gas y justo debajo de la tapa.

Ahora, opere la configuración para hacer una colección inicial de 30 volúmenes de pozos. Más tarde, descarta las trampas iniciales. Saque las agujas del tabique y colóquelas en un frasco nuevo.

A continuación, registre la hora de inicio de la recopilación. Para analizar el gas recolectado, mida el dióxido de carbono atrapado en las muestras de agua utilizando coulometry. Primero, transfiera por triplicado las submuestras de un mililitro a viales de suero de 40 mililitros tapados con septos.

A continuación, acidificar cada submuestra con un mililitro de ácido fosfórico al 50% por volumen de volumen. Introduzca la línea en una trampa de perclorato de magnesio. Y a continuación, use una trampa de gel de sílice con una malla de 60 angstrom.

A continuación, burbujea el flujo de gas en la celda coulométrica y utiliza los culombios medidos para cuantificar los niveles de dióxido de carbono. De dos semanas a dos meses después de comenzar la recolección, recoja las trampas. Apague la alimentación de las bombas y retire las agujas.

Si es necesario, selle las trampas para almacenarlas a largo plazo. Para analizar la trampa, disuelva cualquier hidróxido de sodio sólido no gastado restante con agua. Rocíe el agua con gas helio lavado con dióxido de carbono para eliminar el dióxido de carbono disuelto.

Luego, combine el contenido de la trampa completamente licuado y mida el volumen total. A continuación, transfiera submuestras de cinco a 10 mililitros a viales de 40 mililitros con septos. A continuación, acidificar las submuestras con ácido fosfórico al 50%volumen por volumen.

Ahora, rocíe y analice la corriente de gas resultante por coulometría como se describió anteriormente. Más adelante, cuando haga sus cálculos para este período de muestreo, asegúrese de tener en cuenta la cinética de equilibrio restando manualmente la tasa de recolección más baja de la tasa de recolección medida en los otros pozos. Utilice MT3DMS junto con MODFLOW 2005 a través de la interfaz ModelMuse para simular la difusión de dióxido de carbono en equilibrio asociado con la pantalla del pozo.

Configure ModelMuse con la ubicación del programa MODFLOW. Para ello, haga clic en el menú Modelo y, a continuación, seleccione Ubicaciones del programa MODFLOW. A continuación, apunte el programa al directorio de instilación de programas MODFLOW 2005.

En el mismo cuadro de diálogo, configure ModelMuse con la ubicación del programa MT3DMS. A continuación, configure los paquetes y programas MODFLOW en el menú Modelo. En la opción flujo, asegúrese de que la opción Paquete de flujo de propiedades de capa esté seleccionada.

En Condiciones de contorno, seleccione Cabeza especificada. A continuación, seleccione el paquete de cabezales especificados con variante de tiempo CHD. A continuación, seleccione el paquete MT3DMS y BTN Basic-Transport.

A continuación, establezca la Especie móvil en dióxido de carbono. Ahora, configure las opciones de MODFLOW. En el menú Modelo, seleccione Opciones de MODFLOW y defina las unidades del modelo.

A continuación, configure MODFLOW Time. En el menú Modelo, seleccione Tiempo MODFLOW. Un período de tensión de longitud de 360 ejecutará la simulación durante 15 días.

A continuación, configure los conjuntos de datos MODFLOW. En el menú Datos, seleccione Conjuntos de datos. A continuación, introduzca los datos del sitio de interés.

En Hidrología, introduzca valores k en tres dimensiones. Cabezal inicial MODFLOW y cabezal especificado MODFLOW. Para MT3DMS, introduzca el coeficiente de difusión, el dióxido de carbono, la concentración inicial de dióxido de carbono y la dispersividad longitudinal.

Por último, edite las variables globales. En el menú Datos, seleccione Variables globales e introduzca la tasa de recolección de dióxido de carbono utilizada en el sitio e introduzca la concentración inicial de dióxido de carbono. Ahora ejecute la simulación.

Presione la flecha verde en la barra de iconos superior para iniciar la simulación. A continuación, guarde los archivos de entrada cuando se le solicite y se ejecutará la simulación. Después de la ejecución, compile y exporte los datos seleccionando el menú de archivos, luego exporte y luego los archivos de entrada de MT3DMS.

Para observar y generar los resultados del modelo, haga clic en el icono de visualización. A continuación, seleccione la simulación y genere los valores del límite de la zona de influencia en coordenadas 3D. En el sitio de prueba, la contaminación histórica por hidrocarburos clorados ha sido mayor dentro del grupo de pozos centrales.

La producción de dióxido de carbono medida osciló entre cero y 34 miligramos por día y fue más baja en un grupo de pozos centrales donde la contaminación histórica fue la más alta. Los parámetros geoquímicos del sitio, como el pH, el calcio y otras concentraciones de cationes, no indicaron ninguna disolución de carbonato, lo que podría sesgar la interpretación de las mediciones de radiocarbono. Se promediaron dos mediciones de dos semanas de la estación seca para los cálculos posteriores.

Las medidas de respiración y radiocarbono no variaron considerablemente entre los períodos de dos semanas. Utilizando informes previos para el agua subterránea hidráulica en las propiedades del soluto de dióxido de carbono, se generó un modelo de Zona de Influencia. A partir de estimaciones del modelo de Zona de Influencia, se calculó la remoción masiva de hidrocarburos clorados en cada pozo.

En última instancia, los pozos cercanos a la periferia del sitio tuvieron la mayor degradación de hidrocarburos clorados y producción de dióxido de carbono, y los modelos respaldaron esta observación. Al intentar este procedimiento, es importante recordar minimizar la contaminación con dióxido de carbono atmosférico tapando rápidamente y minimizando el contacto con la atmósfera. Todo el diluyente debe rociarse con gas inerte para eliminar el CO2 disuelto.

Siguiendo este procedimiento, se pueden elaborar otros métodos, como la determinación de las condiciones biogeoquímicas del sitio, con el fin de responder preguntas adicionales, como ¿qué controla las tasas de degradación in situ?