Misurazione di carbonio a base di contaminanti mineralizzazione Utilizzando combinata CO ₂ flusso e radiocarbonio analisi

L'obiettivo generale di questo metodo di modellazione combinato del flusso di anidride carbonica, del contenuto di radiocarbonio e della zona di influenza è quello di tracciare in situ la degradazione dei contaminanti derivati dal petrolio utilizzando il segnale di carbonio radio impoverito nell'anidride carbonica, un prodotto finale di degradazione. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo del biorisanamento e della valutazione ambientale. Ad esempio, quanto contenimento viene degradato in loco?

Sia attraverso l'attenuazione naturale che in combinazione con approcci di bonifica ingegnerizzati. Il vantaggio principale di questa tecnica è che si basa sulla misurazione del carbonio derivante dalla dorsale di contenimento effettiva, piuttosto che effettuare più misurazioni indirette come linee di evidenza. Il metodo consente di calcolare l'effettivo tasso di biodegradazione in situ.

Per l'instillazione sul campo preparare le pompe dell'aria come segue. Innanzitutto, praticare un foro nell'alloggiamento della pompa per un breve pezzo di tubo impermeabile al gas in plastica da 1/16 di pollice di diametro. Inserire un tubo da cinque a sei pollici di lunghezza nel foro.

Quindi, sigillare tutte le parti esterne della pompa con sigillante marino. Seguito da una mano di sigillante siliconico. Successivamente, testare la pressione delle pompe sigillate.

Soffiare delicatamente nel tubo bloccando il deflusso. Successivamente, preparare una trappola per anidride carbonica per ogni pozzetto di raccolta e un controllo. Pesare 25 grammi di idrossido di sodio in un flacone di siero da 100 millilitri.

Chiudi il flacone del siero con un setto e stringilo saldamente. Ora collega i cavi elettrici. Sul campo, l'alimentazione di ogni pozzo richiede lunghe linee per ogni pompa.

All'interno dei pozzi di campo, tappare la loro produzione utilizzando tappi modificati con due fori da 1/16 di pollice per le linee del gas. Nel pozzo, la linea del gas abbassata è posizionata leggermente al di sopra del livello dell'acqua sotterranea e la linea di ritorno è posizionata appena sotto il tappo. Quindi, sigillare i tubi flessibili e la guarnizione del tappo con grasso per vuoto in modo che tutte le superfici forniscano una tenuta stagna ai gas.

Dal pozzo, instradare il tubo inferiore nell'ingresso della pompa e instradare la linea del gas dalla pompa al sifone per l'anidride carbonica. Usando un ago calibro 16 per forare il setto. Quindi, utilizzando un altro ago, instradare una linea di ritorno dal sifone alla linea del gas e appena sotto il tappo.

A questo punto, utilizzare la configurazione per effettuare una raccolta iniziale di 30 volumi di pozzetti. Successivamente, scarta le trappole iniziali. Estrarre gli aghi dal setto e metterli in una nuova bottiglia.

Quindi, registrare l'ora di inizio della raccolta. Per analizzare il gas raccolto, misurare l'anidride carbonica intrappolata nei campioni d'acqua utilizzando la coulometria. Innanzitutto, trasferire i campioni secondari triplicati da un millilitro in fiale di siero da 40 millilitri tappate con setti.

Quindi, acidificare ogni sottocampione con un millilitro di acido fosforico al 50% in volume in volume. Inserire il filo in una trappola per perclorato di magnesio. E poi usa una trappola per gel di silice con una maglia da 60 angstrom.

Quindi, far bollire il flusso di gas nella cella coulometrica e utilizzare i coulomb misurati per quantificare i livelli di anidride carbonica. Da due settimane a due mesi dopo l'inizio della raccolta, raccogli le trappole. Spegnere le pompe e rimuovere gli aghi.

Se necessario, sigillare le trappole per la conservazione a lungo termine. Per analizzare la trappola, sciogliere con acqua l'idrossido di sodio solido rimasto non consumato. Spargere l'acqua con anidride carbonica per rimuovere l'anidride carbonica disciolta.

Quindi, combinare il contenuto della trappola completamente liquefatto e misurare il volume totale. Successivamente, trasferire sottocampioni da 5 a 10 millilitri in fiale da 40 millilitri con setti. Quindi, acidificare i sottocampioni con il 50% in volume di acido fosforico.

Ora, sparge e analizza il flusso di gas risultante mediante coulometria come descritto in precedenza. Successivamente, quando si effettuano i calcoli per questo periodo di campionamento, assicurarsi di tenere conto della cinetica di equilibrio sottraendo manualmente il tasso di raccolta più basso dal tasso di raccolta misurato sugli altri pozzi. Utilizzate MT3DMS accoppiato con MODFLOW 2005 tramite l'interfaccia ModelMuse per simulare la diffusione dell'anidride carbonica in equilibrio associata allo screening del pozzo.

Configura ModelMuse con il percorso del programma MODFLOW. Per fare ciò, fare clic sul menu Modello, quindi selezionare Posizioni del programma MODFLOW. Quindi puntare il programma alla directory di instillazione del programma MODFLOW 2005.

Nella stessa finestra di dialogo, configurate ModelMuse con il percorso del programma MT3DMS. Quindi, configura i pacchetti e i programmi MODFLOW nel menu Modello. Nel flusso di opzioni, assicurati che il pacchetto Flusso proprietà layer sia selezionato.

In Condizioni al contorno, selezionare Testa specificata. Quindi selezionare il pacchetto di teste specificate con variante temporale CHD. Quindi, seleziona il pacchetto MT3DMS e BTN Basic-Transport.

Quindi, imposta la specie mobile sull'anidride carbonica. Ora, configura le opzioni MODFLOW. Dal menu Modello, selezionare Opzioni MODFLOW e impostare le unità del modello.

Quindi, configura MODFLOW Time. Dal menu Modello, selezionare MODFLOW Time. Un periodo di stress di 360 gradi eseguirà la simulazione per 15 giorni.

Quindi, configura i set di dati MODFLOW. Dal menu Dati, selezionare Set di dati. Quindi, inserisci i dati dal sito di interesse.

Per Idrologia, immettere i valori k in tre dimensioni. Testina iniziale MODFLOW e testina specificata MODFLOW. Per MT3DMS, inserire il coefficiente di diffusione, l'anidride carbonica, la concentrazione iniziale di anidride carbonica e la dispersività longitudinale.

Infine, modifica le variabili globali. Dal menu Dati, selezionare Variabili globali e inserire il tasso di raccolta dell'anidride carbonica utilizzato nel sito e inserire la concentrazione iniziale di anidride carbonica. Ora esegui la simulazione.

Premi la freccia verde sulla barra delle icone in alto per avviare la simulazione. Quindi, salva i file di input quando richiesto e la simulazione verrà eseguita. Dopo l'esecuzione, compila ed esporta i dati selezionando il menu file, quindi esporta e quindi i file di input MT3DMS.

Per osservare e generare i risultati del modello, fare clic sull'icona di visualizzazione. Quindi selezionare la simulazione e generare i valori del contorno della Zona di Influenza in coordinate 3D. Nel sito di prova, la contaminazione storica da idrocarburi clorurati è stata più alta all'interno del gruppo di pozzi centrale.

La produzione di anidride carbonica misurata variava da zero a 34 milligrammi al giorno ed era più bassa in un gruppo di pozzi centrali dove la contaminazione storica era la più alta. I parametri geochimici del sito, come il PH, il calcio e altre concentrazioni di cationi, non hanno indicato alcuna dissoluzione del carbonato, il che potrebbe influenzare l'interpretazione della misurazione del radiocarbonio. Due misurazioni della stagione secca di due settimane sono state mediate per i calcoli successivi.

Le misure di respirazione e radiocarbonio non hanno variato considerevolmente tra i due periodi di settimane. Utilizzando i rapporti precedenti per l'idraulica delle acque sotterranee nelle proprietà del soluto di anidride carbonica, è stato generato un modello di Zona di Influenza. Utilizzando le stime del modello della Zona di Influenza, è stata calcolata la rimozione di massa degli idrocarburi clorurati in ciascun pozzo.

In definitiva, i pozzi vicino alla periferia del sito avevano la più alta degradazione di idrocarburi clorurati e la più alta produzione di anidride carbonica, e i modelli hanno supportato questa osservazione. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di ridurre al minimo la contaminazione con l'anidride carbonica atmosferica tappando rapidamente e riducendo al minimo il contatto con l'atmosfera. Tutto il diluente deve essere cosparso di gas inerte per rimuovere la CO2 disciolta.

Seguendo questa procedura, altri metodi, come la determinazione delle condizioni biogeochimiche del sito, possono essere eseguiti per rispondere a ulteriori domande, come ad esempio quali controlli sui tassi di degradazione in situ?