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मापने कार्बन आधारित Contaminant खनिज संयुक्त सीओ का उपयोग Published: October 21, 2016 doi: 10.3791/53233
Automatic Translation
1, 1, 2, 2
1Marine Biogeochemistry, Code 6114, US Naval Research Laboratory, 2Department of Biological and Ecological Engineering, Oregon State University

Abstract

एक विधि का वर्णन किया है जो औद्योगिक रसायन और पेट्रोलियम feedstocks जो अक्सर पर्यावरण को दूषित से बने ईंधन में रेडियोकार्बन के अभाव का उपयोग करता है। इस रेडियोकार्बन संकेत - या बल्कि संकेत के अभाव - समान रूप से एक प्रदूषक स्रोत पूल भर में वितरित किया जाता है (एक जोड़ा दरियाफ्त के विपरीत) और जैविक, रासायनिक या भौतिक प्रक्रियाओं (जैसे, 14 सी रेडियोधर्मी क्षय दर अपरिवर्तनीय है) से प्रभावित नहीं है। जीवाश्म व्युत्पन्न दूषित पदार्थों को 2, एक हानिरहित अंत उत्पाद सह करने के लिए, कि सीओ 2 कोई रेडियोकार्बन में शामिल होंगे पूरी तरह से अपमानित है। सीओ 2 प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ (NOM) गिरावट से प्राप्त होता है (आमतौर पर <30,000 वर्ष) NOM रेडियोकार्बन सामग्री को प्रतिबिंबित करेगा। NOM (एक साइट पृष्ठभूमि) के लिए एक ज्ञात रेडियोकार्बन सामग्री को देखते हुए, एक दो सदस्यीय अंत मिश्रण मॉडल सीओ 2 एक दिया मिट्टी गैस या भूजल के नमूने में एक जीवाश्म स्रोत से प्राप्त निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। पी युग्मनercent सीओ 2 सीओ 2 श्वसन दर के साथ दूषित पदार्थों से प्राप्त होता प्रति इकाई समय अपमानित दूषित पदार्थों की कुल राशि के लिए एक अनुमान प्रदान करता है। अंत में, एक (ZOI) प्रभाव का क्षेत्र मात्रा जिसमें से साइट सीओ 2 एकत्र किया जाता है इकाई समय और मात्रा प्रति दूषित पदार्थों को गिरावट का निर्धारण करने की अनुमति देता है प्रतिनिधित्व करने के निर्धारण। कुल संदूषक जन के लिए अनुमान के साथ-साथ यह अंततः समय से remediate या अन्यथा निर्णय लेने के लिए साइट प्रबंधकों द्वारा इस्तेमाल की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

Introduction

पर्यावरण सफाई लागत अमेरिका में और विदेशों में कई दूषित साइटों के साथ चौंका देने वाला, कर रहे हैं। इस प्रतिक्रिया पूर्ण (आरसी) की स्थिति (जैसे, आगे कोई कार्रवाई की जरूरत है) तक पहुँचने के लिए आवश्यक आर्थिक रूप से अभिनव उपचार और निगरानी रणनीतियों बनाता है। परंपरागत रूप से, converging सबूत की तर्ज सीटू जैविक उपचार, अजैव संदूषक रूपांतरण, या प्राकृतिक क्षीणन के अन्य रूपों में पुष्टि की है। सबूत की तर्ज बिल्कुल गिरावट पुष्टि करने के लिए या सीटू की स्थिति में 1 के तहत दूषित पदार्थों को गिरावट की दर में जानकारी इकट्ठा करने के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता। डेटा remediation timescale (ओं) की भविष्यवाणी करने की एक विस्तृत सरणी एकत्रित अक्सर सिफारिश की गई है, लेकिन इन आंकड़ों को जोड़ने लागत प्रभावी ढंग से बिल्कुल remediation पुष्टि करने के लिए समस्याग्रस्त 2-4 कर दिया गया है। जितना संभव हो कम लागत के साथ सबसे यथार्थवादी और पूरी साइट वैचारिक मॉडल डेटा प्राप्त करने के एक परम साइट प्रबंधन लक्ष्य है। इसके अलावा, नियामक और stakeholder मांगों के समय पर, सबसे मूल्यवान और लागत प्रभावी जानकारी प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त चालकों प्रतिनिधित्व करते हैं। अपेक्षाकृत सस्ती दूषित पदार्थों को कारोबार दरों के लिए मजबूर सबूत उपलब्ध कराने में सक्षम तरीकों सफाई लक्ष्यों को पूरा करने के लिए सबसे अधिक मूल्य की पेशकश करते हैं।

क्योंकि बहुत अलग समस्थानिक हस्ताक्षर कार्बन आधारित contaminants में उपलब्ध हैं, कार्बन आइसोटोप हाल ही में क्षेत्र साइटों 5-13 से दूषित पदार्थों को क्षीणन प्रक्रियाओं को समझने के लिए लागू किया गया है। स्थिर कार्बन आइसोटोप अगर एक स्रोत रेले आसवन कैनेटीक्स (समीक्षा के लिए CF 5,6) पर आधारित attenuating है निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। या एक isotopically-अद्वितीय "शुरू" गिर (जिसमें से प्रारंभिक स्थिर कार्बन आइसोटोप अनुपात प्राप्त किया जा सकता है) का प्रतिनिधित्व नहीं करते - इस पद्धति है, जबकि सुविधाजनक, जब दूषित पदार्थों को मिश्रित स्रोतों से हैं सीमित किया जा सकता है। प्राकृतिक बहुतायत रेडियोकार्बन विश्लेषण (और शायद पूरक) एक विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है समस्थानिक सेंटकार्बन आधारित संदूषक गिरावट को मापने के लिए rategy 2 सह करने के लिए। ईंधन और औद्योगिक रसायनों पेट्रोलियम feedstocks से प्राप्त 14 सी समकालीन (सक्रिय रूप से साइकिल) कार्बन के सापेक्ष है, जो वातावरण में ब्रह्मांडीय विकिरण प्रतिक्रियाओं के द्वारा बनाई गई 14 सी होता है पूरी तरह से रहित हो जाएगा। के रूप में स्थिर कार्बन आइसोटोप विश्लेषण है, और 14 सी क्षय काफी भौतिक, रासायनिक या जैविक प्रक्रियाओं से प्रभावित नहीं है रेडियोकार्बन विश्लेषण विभाजन के अधीन नहीं है। इसके अलावा, 14 सी संकेत - या उसके अभाव - पेट्रोलियम व्युत्पन्न सामग्री में समान रूप से यह एक पूरी तरह से विलेयशील दरियाफ्त कर रही दूषित पदार्थों को पूल भर में वितरित किया जाता है। तकनीक यहाँ वर्णित अवलोकन है कि किसी भी सीओ 2 एक जीवाश्म निकाली गई दूषित पदार्थों से उत्पन्न 14 सी से रहित है, जबकि सीओ 2 NOM 14 सी के आसानी से औसत दर्जे का मात्रा में शामिल होंगे अपमानजनक सूक्ष्मजीवों से उत्पन्न हो जाएगा पर निर्भर करता है मापने14 सीओ 2 भी एक सीधे एक हानिरहित अंत उत्पाद के लिए पूर्ण दूषित पदार्थों को गिरावट (यानी, खनिज) से जोड़ने के लिए अनुमति देता है।

14 सीओ 2 विश्लेषण जीवाश्म ईंधन व्युत्पन्न दूषित पदार्थों को गिरावट उत्पादों 7-13 पालन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। यह अंत के सदस्यों (जीवाश्म और समकालीन) के बीच विश्लेषणात्मक संकल्प जो मोटे तौर पर हजार (‰) प्रति 1,100 भागों है की वजह से है। आम तौर पर, त्वरक मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एम्स) प्राकृतिक बहुतायत रेडियोकार्बन को हल करने के लिए प्रयोग किया जाता है। वायुमंडलीय सीओ 2 (~ 200 ‰) के रहने वाले बायोमास (~ 150 ‰) और मिट्टी कार्बनिक पदार्थ व्युत्पन्न सीओ 2 (~ -200- + 100 ‰) जीवाश्म व्युत्पन्न सीओ 2 (-1000 ‰) से सभी विश्लेषणात्मक अलग कर रहे हैं। यह सब 14 सी, जो मोटे तौर पर 6000 साल की एक आधा जीवन है की पूरी क्षय के कारण है। ईंधन और औद्योगिक रसायनों पेट्रोलियम फीडस्टॉक है, जो सक्रिय कार्बन साइकिल से हटा साल लाखों हैं से निकाली गईएक अलग रेडियोकार्बन हस्ताक्षर (- एम्स पर कोई पता लगाने अर्थ -1000 ‰ ≈ 0% आधुनिक) है। माप सीधा है और नमूना संदूषण के मामले में, लगभग सभी संभावित पूर्वाग्रहों रूढ़िवादी की ओर कर रहे हैं (आधुनिक सीओ 2 के साथ नमूना दूषित)। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय सीओ 2 एक नमूना में हो रही रेडियोकार्बन समस्थानिक हस्ताक्षर बढ़ाने के लिए और इस प्रकार गिरावट की दर underestimating कारण होगा।

सीओ 2 जीवाश्म ईंधन आधारित दूषित पदार्थों को गिरावट से विकसित रेडियोकार्बन-मुक्त हो जाएगा। कोई संदूषण के साथ एक पृष्ठभूमि साइट, सीओ 2 प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ (NOM) से respired पर NOM के लिए उम्र उचित होगा। पंख के भीतर या किनारे पर, दूषित पदार्थों को व्युत्पन्न सीओ 2 0% आधुनिक कार्बन होगा। NOM स्रोतों और सीओ 2 जीवाश्म स्रोतों से प्राप्त से सीओ 2 एक दो सदस्यीय अंत मिश्रण मॉडल 11 के साथ प्रतिष्ठित किया जा सकता है। यह Estima करने के लिए इस प्रकार संभव हैपूरे सीओ 2 पूल (respired कार्बन) दूषित पदार्थों के कारण का अनुपात ते। पूरी तरह से क्षेत्र स्थलों पर इस अनुपात, जीवाश्म हाइड्रोकार्बन या औद्योगिक रसायन का प्रयोग ऑक्सीकरण 7-13 पुष्टि की गई है। (सभी सीओ 2 इकाई समय और मात्रा प्रति एकत्र) आंतरिक दूषित पदार्थों को खनिज दर निर्धारित करने के लिए सीओ 2 निकाली गई दूषित पदार्थों का यह अनुपात तो कुल सीओ 2 खनिज दर के साथ मिलकर किया जा सकता है। इस क्षीणन दर मानते हुए दिया साइट की स्थिति पर जारी रहेगा, एक तो साइट बंद करने के लिए आवश्यक समय का अनुमान कर सकता है।

तकनीक तरीकों खुले होने या बंद प्रणाली के डिजाइन के साथ 14 का निर्धारण मिट्टी क्षितिज सीओ 2 अपशिष्टों के लिए उपलब्ध हैं। बंद प्रणाली प्रवाह कक्षों और गैस प्रवाह मॉडल दूषित मिट्टी 12,13,15-17 में शुद्ध श्वसन निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। इन अध्ययनों में, स्थानिक मापन सीधे एक दूषित पदार्थों को पंख के साथ और पृष्ठभूमि के साथ जुड़ेएन डी क्षेत्रों जैविक प्रदूषणों से बायो़डीग्रेडेशन बढ़ाया दिखाया। विभिन्न मॉडलिंग तरीकों साइट मात्रा के लिए खड़ी प्रवाह माप पैमाने पर इस्तेमाल किया गया था। इस अध्ययन का लक्ष्य वायुमंडलीय सीओ 2 संदूषण (सील कुओं) से प्रभाव के बिना एम्स के विश्लेषण (~ 1 मिलीग्राम) के लिए पर्याप्त सीओ 2 का संग्रह संग्रह दर का उपयोग करते समय दूषित पदार्थों को श्वसन का निर्धारण करने के लिए तरीकों को विकसित करने के लिए किया गया था। अंत में, (ZOI) प्रभाव का एक क्षेत्र मॉडलिंग अंततः 3 आयामों (मात्रा) की अनुमति एक प्रति इकाई मात्रा पर और प्रति इकाई समय के आधार क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन (स्विस) रूपांतरण का निर्धारण करने के लिए माप पैमाने पर करने की। ZOI एक निर्धारित करने के लिए कितना मात्रा श्वसन और रेडियोकार्बन मापन से ले रहे हैं अनुमति देता है। विधि फँसाने विकसित सीओ 2 एक NaOH के जाल के माध्यम से अच्छी तरह से दौर से गुजर गैस recirculating, एकत्र सीओ 2 की रेडियोकार्बन सामग्री को मापने, सीओ 2 Ori दूषित पदार्थों को एकत्र बांटना एक दो सदस्यीय अंत मॉडल का उपयोग करके होते हैंजिन, तो एक मात्रा एक साइट विशेष भूजल मॉडल के आधार पर गणना की माप करने के लिए स्केलिंग। अच्छी तरह से दौर से गुजर गैस recirculated है ताकि केवल संतुलन प्रक्रियाओं आसन्न ZOI से सीओ 2 "खींच"।

Protocol

1. तैयारी और क्षेत्र अधिष्ठापन

  1. आवश्यक क्षेत्र उपकरण खरीद; पंप, बिजली (बैटरी, सौर, ट्रांसफार्मर, आदि), ट्यूबिंग, अच्छी तरह से टोपियां, फिटिंग, नमूना शीशियों और बोतलें, जांच (पीएच, एह, आदि) और कम वोल्टेज पंप।
  2. बैटरी संचालित हवा पंप सील। पंप आवास (आकार 53) और प्लास्टिक गैस अभेद्य ट्यूबिंग "1/16 के मार्ग एक छोटा टुकड़ा (3-5)" (उदाहरण के लिए पीएफए) में एक छेद ड्रिल।
    1. पंप (कम रबर आवास के आसपास) समुद्री सिलिकॉन सीलेंट का एक कोट के द्वारा पीछा सीलेंट के साथ के सभी बाहरी भागों सील।
    2. दबाव धीरे आवास ट्यूबिंग में उड़ाने जबकि बहिर्वाह अवरुद्ध करके पंप परीक्षण करती है। नेत्रहीन रिसाव के लिए जाँच करें।
      नोट: अगर कोई हवा रिसाव (। अंजीर 1) है प्रकाश दबाव धारण करना चाहिए।
  3. निगरानी कुओं को स्थापित करें यदि आवश्यक हो तो (इस अध्ययन मौजूदा कुओं में इस्तेमाल किया गया - vadose भर में जांच: भूजल इंटरफेस) 18 नोट: एक अच्छी तरह से एक अच्छी तरह से पृष्ठभूमि में दूषित साइट के एक स्थान प्रतिनिधि होना चाहिए - लेकिन कोई ज्ञात पेट्रोलियम आधारित संदूषण के साथ।
  4. प्रारंभिक भूजल मॉडलिंग डेटा प्राप्त अगर वे के रूप में वर्णित 18 अस्तित्व में नहीं है (हाइड्रोलिक चालकता, जलभृत porosity, मिट्टी घनत्व, विशिष्ट उपज, हाइड्रोलिक ढाल, आदि)। इस डेटा का उपयोग प्रभाव का एक क्षेत्र (ZOI) मॉडल (सीओ 2 कब्जा क्षेत्र का अनुमान) विकसित करने के लिए। पूरक सामग्री 18 में वर्णित के रूप ZOI मॉडल तैयार करें।
  5. एक 100 मिलीलीटर की बोतल के लिए सीरम ~ 25 ग्राम NaOH और हस्तांतरण बाहर वजन द्वारा सीओ 2 के जाल तैयार करें। एक पट साथ सीरम बोतल कैप और कसकर समेटना। प्रत्येक संग्रह में अच्छी तरह से (छवि। 2), प्लस एक क्षेत्र को खाली करने के लिए एक जाल तैयार करें।
  6. प्रारंभिक भूजल के नमूने आचरण के रूप में प्रारंभिक पीएच, भंग अकार्बनिक कार्बन (डीआईसी) सांद्रता और केशन सांद्रता 10,18 प्राप्त करने के लिए की जरूरत है। एक 40 मिलीलीटर अस्थिर भरें याganic विश्लेषण (वी.ओ.ए) शीशी, भूजल (जमानत देनेवाला के माध्यम से नमूना, क्रमिक वृत्तों में सिकुड़नेवाला पंप, या वैक्यूम लाइन) के साथ एक उत्तल meniscus के नीचे से, 5 बूँदें संतृप्त CuSO 4 समाधान 19 की जोड़ने के लिए, कसकर टोपी (पट टोपी का उपयोग करना चाहिए) के रूप में थोड़ा के साथ के रूप में संभव दौर से गुजर।
    1. अन्य विश्लेषण के लिए अतिरिक्त शीशियों (contaminant सांद्रता, उदाहरण के लिए) ले लो। पीएच माप के लिए एक unpreserved शीशी का उपयोग करता है, तो एक मीटर क्षेत्र में उपलब्ध नहीं है। सर्द और प्रयोगशाला के लिए परिवहन।
  7. रूट बिजली लाइनों में अच्छी तरह से जमीन या प्रत्येक के लिए अन्य सुविधाजनक साधन के साथ (~ 1 amp ले जाने में सक्षम)। एक संशोधित पंप प्रत्यय (1.2 देखें) और यकीन है कि पंप चालू है (यह काम सुनने के लिए सक्षम होना चाहिए) बनाते हैं।
    नोट: पंप 12 वी समायोजित कर सकते हैं लेकिन सत्ता बचाने के लिए एक कम वोल्टेज का उपयोग (चित्र 3।)।
  8. संशोधित गैस तंग अच्छी तरह से टोपी के साथ कैप कुओं।
    1. कसकर फिट 1/1 के क्रम में टोपियां, ड्रिल दो छेद (ड्रिल आकार 53) टोपियां के माध्यम से तैयार करने के लिए6 "गैस लाइनों। टोपी के माध्यम से रूट दो गैस लाइनों।
    2. एक लाइन खींच इतना है कि यह भूजल तालिका (अंजीर। 4) से निकटता में टिकी हुई है। आदेश रेखा से नीचे तौलना में अंत पर एक भारी स्टेनलेस अखरोट प्रत्यय।
    3. दूसरी लाइन सिर्फ टोपी के नीचे मार्ग (इस गैस वापसी लाइन) हो जाएगा। कोट सील सतहों और पर्याप्त वैक्यूम तेल के साथ धागे किसी भी हवाई विनिमय बाधित करने के लिए। अच्छी तरह से टोपी पर मजबूत करनी होगी।
    4. रूट पंप इनलेट में कम ट्यूबिंग। रूट सीओ 2 जाल (NaOH) पट के माध्यम से एक # 16 गेज सुई का उपयोग करने के लिए पंप से एक गैस लाइन। रूट के जाल से एक वापसी लाइन गैस लाइन बस टोपी के नीचे समाप्त करने के लिए (एक दूसरे # 16 सुई का उपयोग)।
    5. बिजली की आपूर्ति के द्वारा पंप शुरू करने और कम से कम 30 अच्छी तरह से मात्रा में इकट्ठा (यह अच्छी तरह से सिर अंतरिक्ष की मात्रा पर निर्भर करता है। यह अच्छी तरह से त्रिज्या (आर) और अनुमानित दूरी भूजल मेज पर (एल) के साथ गणना की जा सकती है, यानी, πr 2 एल)। (Headspace स्पष्ट करने के लिए) प्रारंभिक जाल त्यागें।
    6. निकालें और प्रत्येक बोतल के पट से सुइयों बाहर खींच रहा है और उन्हें नई बोतल के पट में डाल द्वारा प्रयोगात्मक सीओ 2 इकट्ठा करने से पहले नए सिरे से जाल के साथ बदलें। नोट पंप मोड़ पर के लिए समय और तारीख।

2. प्रारंभिक नमूना विश्लेषण

  1. Coulometry 20 से डीआईसी को मापने के लिए:
    1. स्थानांतरण तीन प्रतियों 40 मिलीलीटर सीरम सेप्टा के साथ छाया हुआ शीशियों के लिए 1 मिलीलीटर subsamples। 1 मिलीलीटर 80% एच 3 4 पीओ साथ subsamples खट्टा। सीओ 2 मुक्त हवा धारा के साथ सींचना।
    2. विकसित सीओ 2 गैस धारा और अनुक्रमिक मिलीग्राम (ClO 4) 2 और सिलिका जेल (230-400 जाल, 60 ए) के जाल के साथ लाइन में हाथ धोने सूखी। बुलबुला एक coulometric सेल जहां एक वर्णमिति परख सीओ 2 यों इस्तेमाल किया जाता है में गैस धारा। माप 21 जांच करने के लिए प्रमाणित संदर्भ सामग्री का प्रयोग करें।
  2. उपायपीएच एक मानक calibrated पीएच मीटर का उपयोग कर। साइट पर या संरक्षित नमूनों पर पीएच उपाय।
  3. उपाय आयन क्रोमैटोग्राफी द्वारा भंग फैटायनों:
    1. Pipet 5 मिलीलीटर unpreserved भूजल के नमूनों शीशियों autosampler करने के लिए। कैप शीशियों और एक autosampler एक आयन chromatograph करने के लिए मिलकर में जगह है।
    2. विश्लेषण 10,18 के लिए एक केशन विशेष स्तंभ का प्रयोग करें। Eluent और chromatographic प्रवाह करने के लिए सेट ~ 0.7 मिलीलीटर मिनट -1 के रूप में 20 मिमी methanesulfonic एसिड का प्रयोग करें।
    3. 4.5, 1: 4, 2: 3, 3: 2, और 4: 1 शुद्ध पानी का उपयोग कर 6 केशन मानकों (एक न्यूनतम के रूप मिलीग्राम, सीए, ना, और कश्मीर युक्त) 0.5 के एक शेयर समाधान पतला। विश्लेषण की शुरुआत में और प्रत्येक 25 अज्ञात नमूनों के बाद इन मानकों को चलाएँ। प्रत्येक नमूना (तीन प्रतियों में) तीन बार चलाएँ। केशन एकाग्रता शिखर क्षेत्र बनाम साजिश रचने और एक रेखीय प्रतिगमन उत्पन्न करके एक मानक वक्र बनाएँ। क्षेत्र के नमूने तदनुसार 10,18 विश्लेषण।

3. उपाय सीओ 2 उत्पादन एकडी खनिज दर पर साइट

  1. बाद लगभग दो महीने (सबसे साइट से सीटू माइक्रोबियल चयापचय दर में पर आधारित साइट की संभावना भिन्न होगी) को दो सप्ताह, बिजली बंद पंप करने के लिए उन्हें unplugging द्वारा बंद कर दिया।
    1. Recirculated गैस जाल के लिए, सुइयों को हटाने और एक "ताजा" सीओ 2 के जाल के साथ बदलें। जाल लंबी अवधि के भंडारण के लिए स्थिर है, तो सील (सीएफ अंजीर। 3) हैं।
  2. जब विश्लेषण के लिए तैयार है, किसी भी शेष अक्षय (ठोस) NaOH भंग करने और कमजोर पड़ने की मात्रा प्राप्त करने के लिए एक बड़ा डिवाइस के लिए पूरे तरल सामग्री को स्थानांतरित। (उदाहरण के लिए 200 मिलीलीटर पूरी तरह से शेष NaOH भंग करने के लिए) पूर्ण मात्रा का निर्धारण सेप्टा के साथ 40 मिलीलीटर की शीशियों को और हस्तांतरण subsamples (5-10 मिलीग्राम)।
    1. 50% (वी / वी) फॉस्फोरिक एसिड, सींचना इंजेक्शन द्वारा खट्टा और coulometry द्वारा परिणामी गैस धारा (2.1 देखें) का विश्लेषण।
    2. मैन्युअल पूरे volum को subsample स्केलिंग द्वारा सीओ 2 संग्रह दर की गणनाई और संग्रह के समय (यानी, एक्स जी सीओ 2 प्रतिदिन)। क्षेत्र को खाली सीओ 2 सामग्री घटाएँ। उदाहरण के लिए, अगर पूरी तरह से भंग कर दिया NaOH के 200 मिलीलीटर, एक 10 मिलीलीटर subsample 20 से कुल सीओ 2 एकाग्रता प्रतिबिंबित करने के लिए गुणा।
      नोट: यह नमूना संग्रह के 14 दिनों का प्रतिनिधित्व करते हैं, तो संग्रह दर पर पहुंचा सीओ 2 एकाग्रता 14 दिनों से विभाजित होगा। प्लॉट प्रारंभिक डीआईसी एकाग्रता के खिलाफ सीओ 2 संग्रह की दर। अगर कोई संबंध नहीं है, संग्रह दर संतुलन कैनेटीक्स का एकमात्र समारोह में नहीं है।
    3. आदेश, संतुलन कैनेटीक्स के लिए खाते मैन्युअल नमूना अवधि के दौरान अन्य सभी कुओं का संग्रह दर से सबसे कम दर घटाना संग्रह करने के लिए।
      नोट: उदाहरण के लिए, यदि सबसे कम दर संग्रह था 0.0001 मिलीग्राम डी -1, रूढ़िवादी धारणा है कि यह पूरी तरह से प्रतिनिधित्व संतुलन संग्रह बनाने के लिए और है कि मूल्य घटाना अन्य सभी संग्रह दरों वें प्राप्त करने के लिएई सह गिरावट की वजह से 2 उत्पादन दर। बढ़ाया दर कार्बनिक कार्बन खनिज दर (न्यूनतम दर कुछ दूषित पदार्थों को खनिज शामिल हो सकता है के रूप में रूढ़िवादी) है।
  3. त्वरक मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एम्स) द्वारा शेष सीओ 2 का विश्लेषण करें रेडियोकार्बन सामग्री 22 निर्धारित करने के लिए। इस विश्लेषण के लिए लगभग 1 मिलीग्राम कार्बन का प्रयोग करें। स्केल संग्रह समय (एस) पर्याप्त सीओ 2 इकट्ठा करने के लिए। क्षेत्र में बड़े पैमाने पर संतुलन (रेडियोकार्बन माप खाली क्षेत्र में सीओ 2 की राशि को बढ़ाया) द्वारा रिक्त में रेडियोकार्बन सामग्री घटाएँ।
    नोट: वर्णित परीक्षण स्थल के लिए, 2 सप्ताह संग्रह पर्याप्त से अधिक 1 मिलीग्राम कार्बन प्राप्त करने के लिए थे।

4. मॉडल प्रभाव का एक जोन मिट्टी मात्रा सीओ 2 के लिए नमूना अनुमान लगाने के लिए

  1. ModelMuse इंटरफेस 25 के माध्यम से 23 MT3DMS MODFLOW 2005 24 के साथ मिलकर प्रयोग अनुकरण करने के लिए सीओ 2 प्रसार और संतुलनअच्छी तरह से स्क्रीन (1 वीडियो) के साथ जुड़े। मॉडल का संकल्प 0.09 मीटर 0.09 मीटर है जो अच्छी तरह से पार अनुभाग के लगभग बराबर है और ZOI आकलन के लिए उचित माना जाता है।
    1. डाउनलोड और स्थापित MODFLOW-2005 (http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html#downloads), MT3DMS (http://hydro.geo.ua.edu/mt3d/), और ModelMuse (http : //water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html)।
    2. MODFLOW कार्यक्रम और स्थानों से ModelMuse विन्यस्त करें। ऐसा करने के लिए क्लिक करें "मॉडल" मेनू, तो "MOFLOW कार्यक्रम स्थान ..." का चयन करें, तो MODFLOW -2005 कार्यक्रम स्थापना निर्देशिका के लिए प्रोग्राम को इंगित: /bin/mf2005.exe। इस एक ही संवाद के तहत, MT3DMS कार्यक्रम स्थान (: /bin/mt3dms5b.exe स्थापना निर्देशिका) के साथ ModelMuse विन्यस्त करें।
    3. MODFLOW संकुल और कार्यक्रम (ModelMuse के भीतर) विन्यस्त करें। ऐसा करने के लिए, "मॉडल" मेनू, फिर चुनें "MODFLOW संकुल और कार्यक्रम ...।"। के तहत "फ्लो," LPF का चयन करें:4; लेयर संपत्ति प्रवाह पैकेज "।
    4. निर्दिष्ट सिर पैकेज समय-संस्करण MT3DMS "का चयन करें" "का चयन करें" BTN: के तहत "सीमा की स्थिति," चुनें "निर्दिष्ट सिर," तो सीएचडी का चयन करें।।। बेसिक परिवहन पैकेज "मोबाइल प्रजातियों सेट 2 सह करने के लिए।
    5. ModelMuse भीतर MODFLOW विकल्प विन्यस्त करें। ऐसा करने के लिए, चयन "मॉडल" मेनू, तो MODFLOW विकल्प। "विकल्प" टैब के अंतर्गत, मॉडल इकाइयों (मीटर, घंटे, जी (ग्राम)) की स्थापना की।
    6. कॉन्फ़िगर MODFLOW टाइम "मॉडल" मेनू, तो चयन करके "MODFLOW समय है।" एक 360 लंबाई तनाव अवधि का उपयोग करते हुए 15 दिनों के लिए सिमुलेशन चलाने के लिए होगा।
    7. MODFLOW डाटा "डाटा" मेनू का चयन करके सेट, चयन विन्यास करें "डेटा सेट करता है।" ब्याज की साइट से डेटा दर्ज करें: जल विज्ञान (3 आयामों में कश्मीर मूल्यों प्रारंभिक प्रमुख Modflow, Modflow निर्दिष्ट प्रमुख); MT3DMS: (प्रसार गुणांक सीओ 2, प्रारंभिक एकाग्रता सीओ 2, अनुदैर्ध्य Dispersivity)।
    8. एसूचना प्रौद्योगिकी विभाग के वैश्विक चर। "डाटा" मेनू का चयन करें, "वैश्विक चर।" (साइट) से सीओ 2 संग्रह की दर और प्रारंभिक सीओ 2 एकाग्रता दर्ज करें।
    9. सिमुलेशन चलाते हैं। सिमुलेशन शुरू करने के लिए शीर्ष आइकन पट्टी पर हरे तीर दबाएँ। जब प्रेरित इनपुट फाइल को सेव करें। सिमुलेशन चलेंगे। चलाने के बाद, निर्यात इनपुट फाइल MT3DMS: का चयन करें "फाइल" मेनू, तो "निर्यात," तो इनपुट फाइल MT3DMS। सिमुलेशन संकलन और निर्यात डेटा होगा।
    10. ध्यान से देखें और उत्पादन मॉडल का परिणाम है। आइकन बार पर कल्पना आइकन पर क्लिक करें। सिमुलेशन का चयन करें। एक्स, वाई और जेड अक्ष में आउटपुट ZOI सीमा के मूल्यों
      नोट: यह मॉडल सीओ 2 के संग्रह के लिए प्रभाव का एक जोन (पूर्ण मॉडल के विकास रिपोर्ट के रूप में वर्णन किया गया है समर्थन सामग्री से उपलब्ध है) 18 प्रतिनिधित्व करता है। ZOI, जो जलभृत की मात्रा है 95% या उससे कम की एक सीओ 2 एकाग्रता, हाइड्रोलिक ढाल के बारे में सममित प्रतीत होता है कि के रूप में परिभाषित किया गया है,जो शुष्क मौसम के दौरान छोटे हाइड्रोलिक ढाल के साथ advection प्रक्रिया के अपेक्षाकृत छोटे प्रभाव चलता है। आगे के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि किसी भी सीओ 2 कमी के साथ जलभृत की मात्रा (यानी, <99%) downgradient काफी लंबे समय तक विस्तार।

5. युगल रेडियोकार्बन और वॉल्यूम के लिए सीओ 2 उत्पादन दर के साथ सामग्री स्केल (ZOI के साथ)

  1. मानक फार्मूले का उपयोग कर 22 लाख संकेतन प्रति रेडियोकार्बन उम्र कन्वर्ट (यदि आवश्यक हो) के लिए। समीकरण में एक ज्ञात (Δ 14 सी NOM) के रूप में अच्छी तरह से पृष्ठभूमि रेडियोकार्बन मान का उपयोग करें (1)। Δ 14 सी पेट्रोलियम पता है कि (-1000) है। Δ 14 के लिए व्यक्तिगत अच्छी तरह से मूल्य सीओ 2 का प्रयोग करें। अंश पेट्रोलियम के लिए समाधान।
    (1) Δ 14 सीओ 2 = (Δ 14 सी पेट्रोलियम एक्स अंश पेट्रोलियम) + [Δ 14 सी NOM एक्स (1 - अंशपेट्रोलियम)]
  2. सीओ 2 खनिज दर (3.1) से अंश पेट्रोलियम गुणा दूषित पदार्थों को खनिज दर निर्धारित करने के लिए (यानी, 50% x 1.0 मिलीग्राम डी -1 = 0.5 मिलीग्राम कार्बन दूषित पदार्थों को डी -1)।
  3. ZOI मात्रा में गणना से दूषित पदार्थों को खनिज दर फूट डालो (4) इकाई मात्रा (यानी, 0.05 मिलीग्राम सी एम -3 डी -1) प्रति इकाई समय के अनुसार दूषित पदार्थों को बड़े पैमाने पर mineralized निर्धारित करने के लिए।

Representative Results

परीक्षण स्थल पर, ऐतिहासिक सीएच संदूषण केंद्रीय अच्छी तरह से क्लस्टर (मेगावाट -25 मेगावाट-30) के भीतर और शेरमेन रोड (अंजीर। 5) के पास उच्चतम किया गया है। 1983 में, संदूषण के बड़े हिस्से को लैंडफिल साइट (परीक्षण स्थल के उत्तर में) से हटा दिया गया है और अतिरिक्त खुदाई 2001 CH सांद्रता में हुई स्रोत विशेष रूप से पूर्व गड्ढ़े (शर्मन रोड) के पास हटाने के बाद कमी आई है, लेकिन एक लगातार पंख करने के लिए जारी केंद्रीय अच्छी तरह से क्लस्टर क्षेत्र में मौजूद हैं। मौसमी बारिश क्षणिक सीएच सांद्रता और मिट्टी 27 के लिए अवशिष्ट संदूषण desorbs बढ़ाने के लिए जाना जाता है। क्षेत्र में मुख्य रूप से मिट्टी पूर्व छिड़कना रेत कर रहे हैं। यदि प्राचीन कार्बोनेट चट्टानों मौजूद हैं वर्णित विधि के साथ एक संभावित हस्तक्षेप मौजूद हो सकता है, और भूजल पीएच बहुत कम है (<~ 5)। इस कार्बोनेट विघटन और सीओ 2 में एक प्राचीन संकेत उत्पन्न करने के लिए ले जा सकता है। कोई महत्वपूर्ण CaCO 3 में जाना जाता हैक्षेत्र में, फिर भी, फैटायनों और पीएच मापा और प्रतिगमन और प्रमुख घटक विश्लेषण (पीसीए) के अधीन थे। प्राथमिक चिंता का विषय है कि कम पीएच कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO 3) विघटन, जो कर सकता पूर्वाग्रह रेडियोकार्बन विश्लेषण (प्राचीन कार्बोनेट चट्टानों प्राचीन सीओ 2 प्रदान कर सकता है, तो अम्लीय पानी से भंग) को बढ़ावा देने सकता था। ना सामग्री साइट (सागर के लिए निकटतम) के दक्षिणी पक्ष में मामूली अधिक था, लेकिन कोई मानों एक सीमा के महत्वपूर्ण समुद्री जल घुसपैठ का संकेत में थे। कैल्शियम आयन सांद्रता 8.0 से 58 मिलीग्राम एल से लेकर -1। जब पीएच (2 आर <0.3) के लिए कैल्शियम आयन एकाग्रता संबंधित कार्बोनेट विघटन संकेत नहीं दिया गया था। पीसीए द्वि-भूखंडों किसी भी चर के साथ मजबूत लोडिंग संकेत नहीं था। बीच-अच्छी तरह से मतभेद भी कार्बोनेट विघटन (छवि। 6) संकेत नहीं था। इस गठनात्मक विश्लेषण महत्वपूर्ण माना जाना चाहिए जब नए स्थलों को कार्यप्रणाली आदत डाल - particulक्षेत्रीय भूविज्ञान महत्वपूर्ण कार्बोनेट रॉक संरचनाओं का संकेत के साथ उन लोगों आर्ली।

सीओ 2 उत्पादन की दर 0 से 34 मिलीग्राम सीओ 2 डी -1 तक बताया गया। सीओ 2 उत्पादन क्षेत्र में केंद्रीय अच्छी तरह से क्लस्टर जहां ऐतिहासिक संदूषण सबसे ज्यादा था (छवि। 5) में सबसे कम था। अच्छी तरह से मेगावाट -01 में सीओ 2 उत्पादन (पृष्ठभूमि अच्छी तरह से - नहीं दिखाया, लेकिन ~ 500 मीटर की दूरी पर मुख्य अच्छी तरह से क्लस्टर के उत्तर पश्चिमी), 31 मिलीग्राम सीओ पर बहुत अधिक था 2 डी -1)। डुप्लिकेट श्वसन विश्लेषण मानक 0.03 से 6% सीओ 2 को लेकर त्रुटियों था और कम से कम 1% (0.98) औसत। दो, 2 सप्ताह की अवधि शुष्क मौसम माप बाद की गणना के लिए औसतन थे। श्वसन माप अलग-अलग 2 सप्ताह की अवधि के बीच काफी भिन्न नहीं था। बीच की अवधि श्वसन मानक त्रुटि 1 से <51% तक बताया गया है, लेकिन 13% (तालिका 1) औसत। Respiratiऔसत पर एक भी सीएच मात्रा एक एक महीने की अवधि के दौरान हटा दिया गणना करने की अनुमति दी। पृष्ठभूमि में अच्छी तरह से (मेगावाट-01) के समक्ष उपस्थित (YBP) या 85 प्रतिशत आधुनिक (पीएमसी) 1,280 वर्ष की उम्र रेडियोकार्बन था - वृद्ध मिट्टी कार्बनिक पदार्थ 26 के लिए एक आम सीमा के भीतर। यह अच्छी तरह का मूल्य समस्थानिक मिश्रण मॉडल के लिए पृष्ठभूमि के रूप में इस्तेमाल किया गया था। आम तौर पर सबसे स्थिर स्थिति और इस प्रकार extrapolated अनुमान के लिए रूढ़िवादी होने लगा - फिर, क्योंकि नमूना एक माह के कुल तक ही सीमित था, दो बैक-टू-बैक एक ही सीजन के दौरान अवधि शुष्क मौसम "का प्रतिनिधित्व करते हैं" करने के लिए इस्तेमाल कर रहे थे। डीआईसी उत्पादन दर के साथ के रूप में, रेडियोकार्बन मापन के अलग-अलग 2 सप्ताह की अवधि के बीच समान थे। समय के बीच मानक त्रुटि 0.25 से 18% तक बताया गया और 6% औसत। सीओ 2 रेडियोकार्बन उम्र 34 ~ 85 से पीएमसी करने के लिए या ~ 1,340 8,700 YBP (तालिका 1) को लेकर। मेगावाट -27 और मेगावाट -32, पंप लीक से समझौता किया जा रहा है की संदिग्ध आधुनिक रेडियोकार्बन वैल थाues है और इस तरह इस बात की पुष्टि के रूप में समझौता कर रहे थे। इन नमूनों आगे के विश्लेषण में शामिल नहीं थे।

पिछली रिपोर्टों भूजल हाइड्रोलिक और सीओ 2 घुला हुआ पदार्थ संपत्तियों के लिए इस्तेमाल किया गया ZOI मॉडल 26,27 (तालिका 2) विकसित करने के लिए। CIMIS सैन डिएगो स्टेशन (स्टेशन आईडी 184) से मौसम डेटा (2007, 2011 और 2012) जलभृत पुनर्भरण दर का अनुमान किया गया था। एनओएए सैन डिएगो स्टेशन (स्टेशन ID: 9410170) से एक ही समय अवधि में ज्वार डेटा सीमा की स्थिति को परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल किया गया। मॉडल अंशांकन एक स्थिर हाइड्रोलिक ढाल और निरंतर सीओ 2 संग्रह दरों ग्रहण किया। पूरक सिमुलेशन बदलती औसत सीओ 2 संग्रह दरों और प्रारंभिक पृष्ठभूमि सीओ 2 एक 10% हाइड्रोलिक ढाल वृद्धि मॉडल parameterizing में सहायता प्राप्त के साथ मिलकर। औसत सीओ 2 संग्रह दर का उपयोग कर एक पूरक अनुकरण ई में एक लगभग 46% की वृद्धि देखी गयीstimated पृष्ठभूमि सीओ 2 (यानी, 6.5 से 9.5 जीएम -3 की वृद्धि हुई) यदि संग्रह दर 2 सप्ताह संग्रह अवधि में 0.00434 जी मानव संसाधन -1 (-10%) के लिए 0.00530 (+ 10%) से बदल (3 टेबल) । ZOI मॉडल के लिए मान्यताओं नगण्य सीओ शामिल संग्रह की अवधि के दौरान 2 उत्पादन सीएच गिरावट के कारण और अंतिम सिमुलेशन (अंजीर। 7) विकसित करने के लिए वर्दी प्रारंभिक सीओ 2 वितरण। सीओ 2 प्रतिक्रिया की दर अध्ययन साइट के लिए कम करके आंका जा सकता है।

ZOI मॉडल से सीओ 2 उत्पादन दर, सीओ 2 सीएच गिरावट के कारण, और अनुमानों का उपयोग करना, प्रत्येक प्रति यूनिट में अच्छी तरह से समय में बड़े पैमाने सीएच हटाने गणना की गई। (EQ (1)) प्रत्येक पर च पालतू जानवरों के लिए अच्छी तरह से हल करने के लिए तालिका 1 से डाटा दो अंत सदस्यीय मिश्रण मॉडल के साथ इस्तेमाल किया गया था। क्योंकि साइट केवल सीएच चुनाव के लिए जाना जाता है tamination और कोई अन्य सीओ 2 स्रोत के भीतर या स्थल के निकट पाया गया था, सीएच गिरावट मुख्य सीओ 2 के योगदान के रूप में माना जाता है। एफ पालतू साइट (तालिका 4) भर से 1 से 60% तक बताया गया। अनुपात कार्बन के आधार पर परिवर्तित कर दिया गया और सीओ 2 उत्पादन की दर से गुणा सीएच गिरावट की दर (तालिका 4) की गणना करने के लिए। ZOI मात्रा (3 टेबल) का उपयोग करना, इकाई समय और मात्रा प्रति दूषित पदार्थों को गिरावट की दर निर्धारित किया गया था (तालिका 4)। यह मान 0 32 सी एम मिलीग्राम -3 डी -1 (तालिका 4) के बीच रहा। सीएच गिरावट उच्चतम ऐतिहासिक सीएच संदूषण के क्षेत्रों में सबसे कम था (मेगावाट-25 - मेगावाट -30)। साइट परिधि (शर्मन रोड के पास) के पास के कुओं में उच्चतम सीएच गिरावट मापा गया था। सीओ 2 उत्पादन, इन क्षेत्रों में अधिक था, जबकि एफ पालतू पशु महत्वपूर्ण सीएच कारोबार (छवि। 8) संकेत दिया।

NT "fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> आकृति 1
चित्रा 1. सील और recirculation पंपों की तैयारी। क्षेत्र में तैनाती के लिए recirculation पंप सील।

चित्र 2
चित्रा 2. NaOH के जाल क्षेत्र तैनाती के लिए तैयार किया। 120 मिलीलीटर NaOH के जाल के साथ जोड़ा सीरम की बोतलें और सील समेटना।

चित्र तीन
चित्रा 3. फील्ड सेटअप। तार outfitted कुओं (बाएं), जाल पर एक अच्छी तरह से (ऊपरी दाएं) को तैनात किया है, और सौर बिजली वितरण प्रणाली (निचले दाएं) से कराई। वेल्स संग्रह प्रणाली (तारों सहित, बिजली वितरण, और पंप / जाल) के साथ मैदान में outfitted कर रहे हैं।

ther.within-पेज = "1"> चित्रा 4
चित्रा 4. संशोधित अच्छी तरह से गैस recirculation लाइनों दिखा टोपियां। यह आंकड़ा गैस इनलेट के साथ संशोधित अच्छी तरह से पता चलता है और टोपी लाइनों वापसी।

चित्रा 5
चित्रा 5. ऐतिहासिक क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन संदूषण (माइक्रोग्राम एल -1)। यह आंकड़ा परीक्षण स्थल पर ऐतिहासिक क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन संदूषण से पता चलता है।

चित्रा 6
चित्रा 6 पीसीए द्वि साजिश भंग फैटायनों और पीएच के बीच कोई सह-सह-संबंध को दर्शाता है। यह आंकड़ा पीसीए स्कोर और लोडिंग परीक्षण स्थल के लिए भूजलवैज्ञानिक डेटा (पीएच और फैटायनों) से बनाया का एक द्वि साजिश से पता चलता है।

सामग्री "के लिए: रखने together.within-पेज =" 1 "> चित्रा 7
औसत सीओ 2 संग्रह की दर के लिए 7 चित्रा कैलिब्रेटेड ZOI मॉडल (0.0048 जीएम -3)। Calibrated पृष्ठभूमि सीओ 2 एकाग्रता 6.5 जीएम -3 था, और ZOI सीमा एकाग्रता 6.18 जीएम -3 (ठोस काला लाइन) था। ZOI के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ व्यास क्रमश: 2.28 मीटर और 0.72 मीटर थे। ZOI की गहराई 0.12 मीटर था। 18 से संशोधित। यह आंकड़ा 3 आयामों में ZOI मॉडल की एक चित्रमय प्रतिनिधित्व दिखाता है।

आंकड़ा 8
प्रति इकाई क्षेत्र प्रति इकाई समय 8 चित्रा Contaminant गिरावट की दर। 18 से संशोधित। यह नमूना समय अवधि में अध्ययन साइट पर चर्चा के लिए इंटरपोलेटेड गिरावट की दर है।


MT3DMS23 का उपयोग कर ZOI की वीडियो 1. विकास - MODFLOW सिमुलेशन ( सही डाउनलोड करने के लिए क्लिक करें )। डाउनलोड, स्थापित प्रारंभ और ZOI के लिए सिमुलेशन पैदा करते हैं।

मेगावॉट-42
कुंआ δ 13 सी
(‰ VPDB) 		Δ 14 सी
(‰) 		पारंपरिक उम्र
(YBP) 		प्रतिशत आधुनिक सी
(पीएमसी)
मेगावॉट-01 -34 -147 1280 85
मेगावाट -21 -28 -663 8730 34
मेगावाट -25 -23 -153 1340 85
मेगावॉट-26 -25 -298 2845 70
मेगावाट -27 -18 एनडी * एनडी * एनडी *
मेगावॉट-28 -25 -190 1695 81
मेगावॉट-30 -35 -254 2365 75
मेगावाट -32 -20 एनडी * एनडी * एनडी *
मेगावाट -34 -32 -283 2670 72
मेगावॉट-35 -25 -598 7320 40
मेगावॉट-38 -32 -354 3515 65
मेगावॉट-41 -28 -232 2125 77
-23 -482 5280 52
* एनडी कोई डेटा - पंप लीक

तालिका 1. सीओ 2 आइसोटोप माप और रूपांतरण। सह पांडुलिपि में इस्तेमाल किया इकाइयों के लिए 2 स्थिर आइसोटोप और रेडियोकार्बन मापन और रूपांतरण।

पैरामीटर इकाइयों मूल्य
जल विज्ञान
द्रवचालित प्रवाहिता मिलीलीटर मानव संसाधन -1 0.44 (aquifer)
10 (अच्छी तरह से)
Porosity (aquifer) 0.48 (aquifer)
0.99 (ठीक)
थोक घनत्व जी सेमी -3 1.4
विशिष्ट उपज सेमी 3 सेमी -3 0.2
हाइड्रोलिक ढाल मिमी -1 0.015
सीओ 2 घुला हुआ पदार्थ परिवहन
प्रसार गुणांक एम 2 घंटा -1 5.77 x 10 -5
अनुदैर्ध्य मीटर 6.1
Dispersivity
क्षैतिज ट्रांसवर्स मीटर 0.61
Dispersivity
</ Td> कार्यक्षेत्र ट्रांसवर्स मीटर 0.061
Dispersivity
मिट्टी गैस सीओ 2 % 0.56

तालिका 2 ZOI मॉडल मापदंडों। ZOI मॉडल और सिमुलेशन में इस्तेमाल किया मानकों।

<टीडी> 17.6
संग्रह दर के स्तर संग्रह दर पृष्ठभूमि एकाग्रता ZOI आकार
अनुदैर्ध्य आड़ा गहराई आयतन
(छ / घंटा) (छ / एम 3) (एम) (एम 3)
ज्यादा से ज्यादा 0.0131 2.47 0.77 0.13 0.193
औसत 0.0048 6.5 2.28 0.72 0.12 0.176
न्यूनतम 0.0003 4 2.16 0.68 0.11 0.149

तालिका 3. ZOI मॉडल outputs। ZOI के लिए मॉडल outputs। इस तालिका में ZOI के लिए तीन आयामी मात्रा का वर्णन है।

कुंआ एफ पालतू पशु
(%) 		दूषित पदार्थों को गिरावट की दर
(एमजी सी डी -1 ± 10%) 		इकाई समय और मात्रा प्रति दूषित पदार्थों को गिरावट
(एमजी सी एम -3 डी -1 ± 15%)
मेगावॉट-01 0 NA NA
मेगावाट -21 60 5.6 32
मेगावाट -25 ¥ 1 0 0
मेगावॉट-26 18 0.18 1
मेगावॉट-28 5 0.017 0.098
मेगावॉट-30 12 0.34 1.9
मेगावाट -34 16 0.1 0.58
मेगावॉट-35 53 3.6 20
मेगावॉट-38 24 1.4 8.1
मेगावॉट-41 10 0.44 2.5
मेगावॉट-42 39 1.7 9.8
एनए लागू नहीं - मेगावाट -01 पृष्ठभूमि के रूप में प्रयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, कोई संदूषण)
¥ मान लिया विशुद्ध रूप से संतुलन पर ही आधारित है (उदाहरण के लिए, कोई श्वसन)

तालिका 4 स्केल्ड दूषित पदार्थों को गिरावट का अनुमान है। इकाई समय और नमूना कुओं के लिए प्रति इकाई मात्रा दूषित पदार्थों को गिरावट के लिए अनुमान लगाता है।

Discussion

एक प्रोटोकॉल का वर्णन है जो दूषित पदार्थों को (एस) और ZOI से दर माप, अनुपात खनिज गठबंधन करने के लिए समग्र साइट दूषित पदार्थों को गिरावट का निर्धारण करना है। महत्वपूर्ण घटक हैं, समय के साथ मापने सीओ 2 उत्पादन (खनिज जब सही), समवर्ती एम्स रेडियोकार्बन विश्लेषण के लिए पर्याप्त मात्रा (~ 1 मिलीग्राम) में respired सीओ 2 एकत्रित दूषित पदार्थों को गिरावट से निकाली गई राशि प्रदान करने, और, एक ZOI मॉडल बनाने के लिए संबंधित पर कब्जा कर लिया सीओ 2 मिट्टी या भूजल (या दोनों) का एक ज्ञात मात्रा करने के लिए। इन तीन मुख्य घटक एक समग्र गणना में (उदाहरण के लिए जीएम -3 डी -1) प्रति इकाई समय प्रति इकाई मात्रा अपमानित दूषित पदार्थों की राशि के लिए प्रत्येक नमूने बिंदु पर पहुंचने के लिए संयुक्त रहे हैं। दोहराया और भौगोलिक दृष्टि से अलग माप, साइट प्रबंधकों स्थानिक और tempor अनुमान लगाने के लिए अनुमति देगा (एक साइट अब समय तराजू पर subsampled को कवर कुओं) के माध्यम से गणना, स्केलिंगअल गिरावट की गतिशीलता और नियामकों और हितधारकों के लिए उचित जवाब।

वर्णित प्रोटोकॉल के जाल से बाहर सीओ 2 अच्छी तरह से दौर से गुजर गैस से recirculating पंप या लंबी अवधि तैनात निष्क्रिय samplers (वर्तमान में विकास के तहत एक रणनीति) का उपयोग करता है। कारण कई गुना है। जाहिर है, पर्याप्त सीओ 2 आदेश रेडियोकार्बन मापन (~ 1 मिलीग्राम) प्राप्त करने के लिए एकत्र किया जाना चाहिए। मिट्टी श्वसन उपकरणों (उदाहरण के लिए Licor प्रवाह चैम्बर) का उपयोग करके हवा विनिमय जाल या: श्वसन दरों सतह मिट्टी का उपयोग करके मापा जा सकता है। इन तरीकों की जरूरत से ग्रस्त asynchronously रेडियोकार्बन विश्लेषण के लिए पर्याप्त सीओ 2 इकट्ठा करने के लिए - इस प्रकार शायद माप biasing। हवा सीओ 2 विनिमय करते समय वायुमंडलीय सीओ 2 17 की आमद के लिए लेखांकन: उदाहरण के लिए, एक प्रवाह चैम्बर मिट्टी को मापने के लिए outfitted जा सकता है। जब तक श्वसन दरें उच्च हैं, रेडियोकार्बन मापन के लिए पर्याप्त सीओ 2 फंस नहीं किया जा सकता है। मेंइस मामले में, नमूने बड़े मिट्टी गैस के नमूने से या भूजल से (डीआईसी) के साथ 12 से लिया जा सकता है। इसके अलावा, मिट्टी पर मापने सीओ 2 फ्लक्स: हवा सतह प्रवाह कक्ष या फंसाने के लिए माहौल पार्श्व से बाढ़ के अधीन है। सैम्पलिंग अच्छी तरह से headspace "आइसोलेट्स" संदूषण के क्षेत्र के लिए संकेत (कुछ हद तक अच्छी तरह से स्थापना पर निर्भर करता है), लेकिन उपयुक्त रूप से वायुमंडलीय बाढ़ (और atmospherically जनित आधुनिक 14 सीओ 2) से हटा दिया है। मुख्य कठिनाई आदेश जाल (अस्थायी नमूना लेने के लिए) बदलने के लिए इसे खोलने के लिए बिना अच्छी तरह से नमूना है।

Recirculating पंपों का उपयोग एक अच्छी तरह से दौर से गुजर नमूना और वायुमंडलीय 14 सीओ 2 के लिए नमूना स्थान का पर्दाफाश करने के लिए बिना सीओ नियमित अंतराल पर 2 जाल बदलने के लिए अनुमति देता है। यह भी एक नमूना करने के लिए काफी सीओ 2 जो तब प्रवाह और प्राकृतिक रेडियोकार्बन सामग्री के लिए विश्लेषण किया जा सकता है। recirculation जनसंपर्कotocol बिना किसी कठिनाई नहीं है। एक बड़ी समस्या क्षेत्र में लगातार पंपों को चलाने के लिए पर्याप्त शक्ति देते है। प्रारंभिक प्रयोग (यहाँ वर्णित) के लिए, सौर पैनलों प्रत्येक दो सप्ताह की अवधि के लिए पंप चलाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान की है। वोल्टेज लॉग पता चला है कि कई दिनों के बाद, सौर ऊर्जा नहीं अप की जरूरत शक्ति के साथ रख सकता है और पंप प्रत्येक दिन कई घंटे के लिए परिचालन नहीं थे। इस प्रवाह मॉडलिंग और समग्र संग्रह करने के लिए मायने नहीं रखती थी, लेकिन पर्याप्त बिजली के लिए क्षेत्र के तैनात हार्डवेयर उपलब्ध कराने में कठिनाई पर प्रकाश डाला गया। संग्रह वर्तमान में चलने वाली में, पंप के लिए बिजली की निगरानी में अच्छी तरह से क्षेत्र में घास काटने की जमीन कैमरों से बाधित कर दिया गया है। कई बिजली लाइनों कटे किया गया है। हम वर्तमान दौर से गुजर तैनात निष्क्रिय सीओ 2 जाल जो अवशोषित सीओ 2 के साथ अच्छी तरह से में उतारा जा सकता है और पुनः प्राप्त एक बाद की तारीख में मूल्यांकन कर रहे हैं। एक जोखिम-लाभ विश्लेषण चल (जोखिम ज्यादातर अच्छी तरह से सिर को खोलने और वायुमंडलीय में अनुमति देने के लिए होने से ली गई है14 सीओ 2)।

तकनीक के मुख्य सीमाओं मिश्रित दूषित पदार्थों को सिस्टम में सटीक श्वसन स्रोत भेद करने में सक्षम मध्यवर्ती कार्बन आधारित गिरावट उत्पादों (यानी, डीसीई, कुलपति, मीथेन) के लिए खाते में करने में सक्षम नहीं किया जा रहा नहीं जा रहा है और। उदाहरण के लिए, वर्तमान साइट पर, वहाँ सीएच संदूषण के अलावा ऐतिहासिक ईंधन हाइड्रोकार्बन संदूषण था। सीएचएस लगभग विशेष रूप से पेट्रोलियम feedstocks से बने हैं। वर्णित साइट पर, सीएच मुख्य रूप से क्षेत्र का अध्ययन में अलग है - जबकि कुछ अवशिष्ट पेट्रोलियम जाहिर उत्तर करने के लिए मौजूद है। कोई पेट्रोलियम को इस काम के लिए नमूना कुओं में मिला था। हालांकि, एक मिश्रित दूषित पदार्थों को स्थल पर, समग्र खनिज दर मुश्किल से एक व्यक्ति या प्रदूषणों से वर्ग के लिए टाई करने के लिए हो सकता है। इस विधि का प्रयोग, एक पूरा सीएच गिरावट (सीओ 2 के लिए) यों कर सकते हैं। तो दूषित पदार्थों को कार्बन 4 (अवायवीय स्थितियों) Ch में बदल जाती है, सीएच 4 हो सकता है & #34;। खो "अगर यह ZOI से दूर diffuses है कि कार्बन की संभावना vadose क्षेत्र में oxic भागों के भीतर 2 सह में परिवर्तित हो जाएगा तो इस ZOI भीतर उत्पन्न नहीं होती है, सूचना विधि इसके लिए खाते में नहीं होगा इस मामले में।। वर्णित विधि एक रूढ़िवादी आकलनकर्ता है, जो एक नियामक के नजरिए से वांछनीय है माना जा सकता है। इसके अतिरिक्त, ZOI मॉडलिंग अनिश्चितता के बिना नहीं है। सिमुलेशन जैसे porosity और थोक घनत्व के रूप में "विलक्षण" मूल्यों जो ग्रहण subsamples में मापा जाता है के आधार पर कर रहे हैं समरूप हो - लेकिन वास्तविकता में स्थूल और microscales पर विषम हैं एक कथित सीमा प्राकृतिक बहुतायत रेडियोकार्बन के लिए विश्लेषण लागत (जो हो सकता है के रूप में $ के रूप में ज्यादा नमूना प्रति 600) के बारे में जानकारी की निश्चित प्रकृति रेडियोकार्बन बनाता है से इकट्ठा किया जा सकता।। वास्तविकता में बहुत कम है। कई अच्छी तरह से चुना नमूनों के साथ लागत, यदि एक पर्याप्त remediation हो रहा है निर्धारित कर सकते हैं। अगर, उदाहरण के सीओ 2 जुड़े w के लिएएक दूषित पदार्थों को पंख ith एक पृष्ठभूमि साइट 10 रेडियोकार्बन समाप्त रिश्तेदार है। कम परिवेश पीएच (> ~ 4.8) और काफी चूना पत्थर (CaCO 3) के साथ एक साइट है इस तकनीक को लागू करने के लिए एक गरीब उम्मीदवार हो सकता है। प्राचीन कार्बोनेट जमा कम पीएच और पूर्वाग्रह विश्लेषण में भंग हो सकती है।

के रूप में एक एकमात्र माप प्रकार (प्राकृतिक बहुतायत रेडियोकार्बन) तुरंत दूषित पदार्थों के सीटू रूपांतरण में इस बात की पुष्टि करने के लिए 2 सह करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता तकनीक का महत्व है, काफी है। इस विश्लेषण निश्चित है। जो भौतिक, रासायनिक या किसी भी सामग्री शुरू की जैविक परिवर्तन के बावजूद स्थिर है - रेडियोकार्बन रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से छोड़कर समाप्त नहीं बन सकता है। स्टेटिक रेडियोकार्बन मापन (उदाहरण के डि 14 सी के लिए) बैच के नमूने पर बनाया जा सकता है और अगर 14 सी समाप्त सीओ 2 एक साइट पर प्रचलित है तुरंत पुष्टि (irrefutably दूषित पदार्थों को खनिज का संकेत 2 सह करने के लिए)। यह सूचनाअकेले tion अविश्वसनीय रूप से यह बिना के रूप में साइट प्रबंधकों के लिए मूल्यवान है, वे अनुमान है कि दूषित पदार्थों को खनिज होने वाली है सबूत के कई अप्रत्यक्ष लाइनों का उपयोग करने के लिए आवश्यक हैं। कोई अन्य एकल माप कार्बन आधारित दूषित पदार्थों को और कार्बन युक्त सीओ 2 पूरा गिरावट के माध्यम से उत्पादन के बीच एक ठोस कनेक्शन प्रदान कर सकते हैं।

भविष्य अनुप्रयोगों वर्तमान में चल जिसमें हमारे समूह अस्थायी समाधान के नमूने एक पूरे वर्ष के धरना वृद्धि होगी। सीओ 2 का संग्रह है और खनिज दर (ओं) साइट के स्थानिक हद से ज्यादा का निर्धारण करके, हम समय के साथ दूषित पदार्थों को गिरावट के लिए मॉडल को परिष्कृत करने में सक्षम हो जाएगा। यह जानकारी गंभीर रूप क्रम में साइट प्रबंधकों द्वारा की जरूरत सबसे अधिक प्रभावी ढंग से दूषित साइटों के प्रबंधन के लिए किया जाता है। सीमित उपयोग में, तीन स्थलों पर नियामकों जहां तकनीक लागू किया गया है तरीकों निश्चित परिणाम को मान्यता दी है। इस बचत की लागत आने का नेतृत्व किया और उपचारात्मक आल्ट मार्गदर्शन करने में मदद की हैrnatives।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Air pump; Power Bubbles 12 V Marine Metal B-15
Marine Sealant 3M 5200 for sealing pumps
Silicone Sealant Dap 08641 for sealing pumps
Tubing for gas recirculation Mazzer EFNPA2
Stopcocks (for gas lines) Cole-Parmer 30600-09 for assembling gas lines
Male Luer lock fittings Cole-Parmer WU-45503-00 for assembling gas lines
Female Luer lock fittings Cole-Parmer EW-45500-00 for assembling gas lines
4" Lockable J-Plug well cap Dean Bennett Supply NSN 2" if smaller wells
HOBO 4-Channel Pulse Data Logger Onset UX120-017 Older model no longer available. Use to monitor pump operation
Serum bottles 100 ml (cs/144) Fisher Scientific 33111-U For CO2 traps
Septa (pk/100) Fisher Scientific 27201 For CO2 traps
Coulometry
Anode solution UIC, Inc CM300-001
Cathode solution UIC, Inc CM300-002
For IC analysis
Dionex Filter Caps 5 ml 250/pk Fisher Scientific NC9253179 Caps for IC
Dionex 5 ml vials, 250/pk Fisher Scientific NC9253178 Vials for IC
If using solar power
Renogy Solar Panel kit(s) Renogy  KT2RNG-100D-1 Bundle provides 200 W
VMAX Solar Battery VMAX VMAX800S For energy storage

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References

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Boyd, T. J., Montgomery, M. T., Cuenca, R. H., Hagimoto, Y. Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses. J. Vis. Exp. (116), e53233, doi:10.3791/53233 (2016).

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