Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma doi: 10.3791/53233 Published: October 21, 2016

Abstract

Bir yöntem olup sıklıkla çevreyi kirleten petrol besleme stokları yapılan endüstriyel kimyasallar ve yakıtların radyokarbonun olmadığını kullanan tarif edilmektedir. Daha doğrusu veya sinyal yokluğu - - Bu radyokarbon sinyali eşit (bir ilave izleyici aksine) bir kirletici kaynak havuzuna boyunca dağıtılır ve biyolojik, kimyasal veya fiziksel işlemler (örneğin, 14 C radyoaktif bozunma oranı değişmez) tarafından etkilenmez. Fosil kaynaklı kirletici CO 2 hiçbir radyokarbon içerecek, 2, zararsız bir son ürün CO tamamen bozulmuş ise. Doğal organik madde (NOM) bozulması türetilen CO2 (genellikle <30,000 yaş) NOM radyokarbon içeriğini yansıtır. NOM (site arka) için bilinen bir radyo-karbon içeriği göz önüne alındığında, iki uç komponent karıştırılarak bir model, belirli bir toprak gazı veya yeraltı örnek fosil kaynağından türetilen CO2 belirlemek için kullanılabilir. p KavramaCO 2 solunum oranı ile kirletici türetilmiş ercent CO 2 birim zamanda bozulmuş kirletici toplam tutarı bir tahmin sağlar. Son olarak, site CO 2 birim zaman ve hacim başına kirletici bozulması belirleyen sağlar toplanan hangi birimini temsil eden etkisi bir bölge (ZOI) belirlenmesi. toplam kirletici kütlesi tahminleri ile birlikte, bu sonuçta karar verme için site yöneticileri tarafından kullanılan aksi takdirde-Düzelt süresini veya hesaplamak için kullanılabilir.

Introduction

Çevre temizliği maliyetleri çok sayıda Kirletilmiş alanların ABD'de ve yurtdışında, şaşırtıcı. Bu ekonomik (örneğin, başka bir işlemin gerekli) Tepki Complete (RC) durumunu ulaşmak için gerekli yenilikçi tedavi ve izleme stratejileri yapar. Geleneksel olarak, yakınsak kanıt hatları yerinde biyoremediasyon, abiyotik kirletici dönüşüm veya doğal zayıflatma diğer formları gerekçeli var. Kanıt Hatları kesinlikle bozulmasını onaylamak veya in situ koşullarında 1 altında kirletici bozulma oranı bilgi toplamak için kullanılamaz. Kesinlikle iyileştirme onaylamak için maliyet-etkin bir şekilde bu veriler genellikle tavsiye edilmiştir iyileştirme zaman ölçeği (ler) tahmin etmek verilerin geniş bir yelpazede toplanıyor, ancak bağlama 2-4 sorunlu olmuştur. mümkün olduğunca az maliyetle en gerçekçi ve komple bir site kavramsal model veri elde nihai bir site yönetimi hedeftir. Ayrıca, regülatör ve stakeholder talepleri en güncel, değerli ve uygun maliyetli bilgi almak için ek sürücüler temsil etmektedir. kirletici devir oranları için ikna edici bir kanıt sağlama yeteneğine Nispeten ucuz yöntemler temizleme hedeflerini karşılamak için en yüksek değeri sunuyoruz.

Çok farklı izotop imzalar karbon bazlı kirletici mevcuttur, çünkü karbon izotopları son zamanlarda tarla sitelerinde 5-13 de kirletici zayıflama süreçlerinin anlaşılması için uygulanmıştır. Kaynak Rayleigh damıtma kinetiği (yorumlara CF 5,6) göre zayıflatıcı eğer kararlı karbon izotopları belirlemek için kullanılabilir. ya da (ilk kararlı karbon izotop oranları elde edilebilir olan) bir izotopik benzersiz "başlangıç" dökülme temsil etmemektedir - kirletici karışık kaynaklardan olduğunda bu metodoloji, uygun süre, sınırlı olabilir. Doğal bolluk radyokarbon analizi bir alternatif temsil (ve belki tamamlayıcı) izotop stkarbon bazlı kirletici bozulmasını ölçmek için rategy CO 2. Yakıtlar ve petrol hammaddesinden türetilmektedir endüstriyel kimyasallar atmosferde kozmik radyasyona reaksiyonlarıyla oluşturulan 14C içeren güncel (aktif bisiklet) karbon 14C nisbetle, tamamen yoksun olacaktır. Kararlı karbon izotop analizi ve 14 C çürüme anlamlı fiziksel, kimyasal veya biyolojik işlemlerle etkilenen değil gibi radyokarbon analizi fraksiyon tabi değildir. Ayrıca, 14 C sinyali - ya da bunların eksikliği - petrol türevi malzemelerin eşit o tamamen karışabilir izleyici yapma kirletici havuz boyunca dağıtılır. Burada açıklanan teknik CO 2 14 ° C'lik kolayca ölçülebilir miktarlarda içerecektir NOM aşağılayıcı mikroorganizmalardan üretilen iken bir fosil kaynaklı kirletici üretilen herhangi bir CO 2 14 ° C yoksun olacak gözleme dayanır ölçme14 CO 2 aynı zamanda bir doğrudan zararsız nihai ürüne tam kirletici bozulmasını (yani, mineralizasyon) bağlantı sağlar.

14 CO 2 analizleri fosil yakıt kaynaklı kirletici bozunma ürünlerini 7-13 izleyin için kullanılır olmuştur. Bunun nedeni kabaca bin (‰) başına 1.100 parça olan uç elemanları (fosil ve çağdaş) arasındaki analitik çözünürlük etmektir. Genellikle, hızlandırıcı kütle spektrometresi (AMS) doğal bolluk radyokarbon çözmek için kullanılır. Atmosferik CO 2 (~ + 200 ‰) oturma biyokütle (~ + 150 ‰) ve toprak organik madde kaynaklı CO 2 (~ -200- + 100 ‰) Fosil kaynaklı CO 2 (-1000 ‰) tüm analitik farklıdır. Bu da yaklaşık olarak 6000 yıllık bir yarı ömre sahip 14 ° C, tam bozunması kaynaklanmaktadır. Aktif karbon bisiklet kaldırıldı milyon yıldan petrol ham madde, elde edilen yakıtlar ve endüstriyel kimyasallarAyrı bir radyokarbon imza (- AMS hiçbir algılama anlamına -1000 ‰ ≈% 0, modern) var. Ölçüm basittir ve örnek kontaminasyon açısından, hemen hemen tüm potansiyel önyargıları (Modern CO 2 numuneyi kontamine) muhafazakar doğru vardır. Örneğin, atmosferik CO2 radyokarbon izotop imza artırmak ve böylece bozulma oranı hafife neden olabilecek bir numune biniyorlar.

CO 2 radyokarbon-ücretsiz olacak fosil yakıt bazlı kirletici bozulması evrimleştiği. Hiçbir kirlenme ile arka plan sitesinde, doğal organik madde (NOM) den CO2 solunan at NOM yaş uygun olacaktır. Tüy içinde veya uç noktalarındaki, kirletici kaynaklı CO 2% 0, modern karbon sahip olacaktır. Fosil kaynaklardan elde edilen NOM kaynakları ve CO2 den CO2 modeli 11 bir karıştırma iki uç elemanıyla ayırt edilebilir. ESTIMA mümkün olmaktadırkirletici atfedilebilecek tüm CO 2 havuz (solunan karbon) oranını te. Alan sitelerinde sadece bu oranı, fosil-hidrokarbon ya da endüstriyel kimyasal oksidasyon kullanılarak 7-13 teyit edilmiştir. CO2 edilen kirletici Bu oran daha sonra, toplam CO2 mineralizasyon oranı ile birleştirilebilir (birim zaman ve birim başına toplanan CO2) iç kirletici mineralizasyon hızını belirlemek için. Bu zayıflama oranı varsayarsak bir sonra site kapatılması için gereken süreyi tahmin olabilir, belirli bir site koşulları devam ediyorum.

Teknikleri yöntemleri açık-sahip ya da kapalı sistem 14 tasarımları ile toprak ufuk CO 2 akıları belirlenmesi için kullanılabilir. Kapalı sistem akı odaları ve gaz akı modelleri kirlenmiş topraklarda 12,13,15-17 net solunum belirlemek için kullanılmıştır. Bu çalışmalarda, alan ölçümleri doğrudan kirletici tüy ve backgrou ile ilişkilind alanlar organik kirleticilerin biyolojik olarak parçalanabilen gelişmiş gösterdi. Çeşitli modelleme yöntemleri Alanı hacme dikey akı ölçümlerini ölçeklemek için kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, kirletici solunum belirlemek için toplama oranı kullanırken atmosferik CO2 kontaminasyon (mühürlü kuyular) dan etkisi olmadan AMS analizi (~ 1 mg) için yeterli CO 2 toplama yöntemlerini geliştirmektir. Son olarak, etkisi bir bölge (ZOI) modelleme sonuçta 3 boyutlu (hacimsel) izin verdi bir birim hacmine ve birim zaman bazında klorlanmış hidrokarbon (CH) dönüşüm belirleme ölçümünü ölçekli. ZOI bir solunum ve radyokarbon ölçümleri alınır ne kadar hacim belirlemenize olanak sağlar. Yöntem ori kirletici toplanan CO 2 paylaştırmak için iki uç elemanı modeli kullanılarak, toplanan CO 2 radyokarbon içeriğini ölçmek, bir NaOH tuzak yoluyla iyi tepe boşluğu gazı dolaştırarak CO 2 gelişti yakalama oluşurcin, daha sonra bir siteye özgü yeraltı suyu model tarafından hesaplanan bir hacme ölçümü ölçekleme. Sadece denge işler bitişik ZOI gelen CO 2 "çekme" çok iyi tepe boşluğu gazı dolaştırılır.

Protocol

1. Hazırlık ve Saha Montaj

  1. gerekli alan ekipmanı tedarik; pompalar, güç (piller, güneş, transformatörler, vb), tüp, iyi kapaklar, bağlantı parçaları, örnek flakon ve şişe, sondalar (pH, Eh, vb) ve düşük voltaj pompaları.
  2. pilli hava pompaları Seal. pompa yuvasının (boyut 53) ve (örneğin PFA için) plastik gaz geçirmez boru "1/16 yolu kısa bir parça (3-5)" içine bir delik delin.
    1. silikon bir kat izledi deniz dolgu ile (düşük lastik konut civarında) pompa tüm dış kısımlarını Seal.
    2. Basınç çıkışı bloke ederken yavaşça konut tüp üfleyerek pompaları test eder. görsel kaçak olup olmadığını kontrol edin.
      NOT: hava kaçağı (. Şekil 1) varsa Işık basıncı tutmak gerekir.
  3. Gerekirse izleme kuyuları takın (mevcut kuyu kullanıldığı bu çalışmada - vadoz genelinde ekranlı: yeraltı suyu arayüzü) 18 NOT: Bir kuyu arka plan iyi kirlenmiş sitenin bir konum temsilcisi olmalıdır - ama bilinen petrol bazlı kirlenme ile.
  4. 18 anlatıldığı gibi onlar (vb hidrolik iletkenlik, akifer gözeneklilik, toprak yoğunluğu, belirli verim, hidrolik gradyan) yokmuşçasına ön yeraltı suyu modellemesi verilerini elde etmek. Etki Bir site (ZOI) modeli (CO 2 yakalama zonunun tahmini) geliştirmek için bu verileri kullanın. Ek malzeme 18 de tarif edildiği gibi ZOI modeli hazırlanır.
  5. 100 ml'lik serum şişesine ~ 25 g NaOH ve transfer dışarı tartarak CO 2 tuzakları hazırlayın. Bir septum ile serum şişesini kap ve sıkıca kıvrım. Her toplama çukuruna (Şek. 2), artı bir alan boş bir tuzak hazırlayın.
  6. Başlangıç pH değeri, çözünmüş inorganik karbon (DIC) konsantrasyonları ve katyon konsantrasyonları 10,18 elde etmek için gerekli olarak ilk yeraltı suyu örnekleme yapmak. 40 ml uçucu doldurun veyaGaniç analizi (VOA) flakon, yeraltı (bailer yoluyla numune, peristaltik pompa veya vakum hattı) ile bir dışbükey menisküs alttan, doymuş CuSO 4 çözeltisi 19 5 damla, az ile (septum kapakları kullanmanız gerekir) sıkıca kap mümkün Tepeboşluğu.
    1. diğer analizler için ek şişeleri (mesela kirletici konsantrasyonları,) ayırın. Bir metre alanda mevcut değilse, pH ölçümü için bir prezervansız flakon kullanın. laboratuvara buzdolabında ve ulaşım.
  7. Güzergah her kuyuya zemin veya diğer uygun araçlarla boyunca (~ 1 amp taşıyabilecek) elektrik hatları. değiştirilmiş pompa Yapıştırmayın (1.2) ve pompa (bu çalışma duymak gerekir) çalıştığından emin olun.
    NOT: pompalar (. Şekil 3) 12 V karşılamak ama güç tasarrufu için düşük voltaj kullanabilirsiniz.
  8. modifiye gaz geçirmez kuyu kapakları ile kapak kuyular.
    1. 1/1 sıkıca uyum amacıyla kapaklar sayesinde kapaklar, matkap iki delik (matkap boyutu 53) hazırlamak için6 "gaz hatları. Kapağı ile Rota iki gaz hatları.
    2. Bu yeraltı su tablasının (Şek. 4) yakınında duracak şekilde bir çizgi çekin. sipariş hattı yormadan sonuna üzerinde ağır bir paslanmaz somunu yapıştırın.
    3. Diğer hattı sadece kapağın altında Rota (bu gaz geri dönüş hattı olacaktır). Coat bol vakum gres ile sızdırmazlık yüzeyleri ve ipler herhangi bir hava değişimi engellemek için. kuyu kap sıkın.
    4. Rota pompa girişine alt boru. Rota septum aracılığıyla 16. gauge iğne kullanılarak CO 2 tuzak (NaOH) ile pompadan bir gaz hattı. Rota kapağının hemen altına biten gaz hattına (ikinci 16. iğne kullanarak) tuzak bir dönüş hattı.
    5. Bu kuyu başı-boşluk hacmine bağlıdır (güç sağlayan pompayı çalıştırın ve en az 30 kuyu hacimleri toplamak. Bu, yani yeraltı suyu masaya iyi yarıçapı (r) ve tahmini uzaklığında (l) ile hesaplanabilir, πr 2 l). İlk tuzakları atın (headspace temizlemek için).
    6. Çıkarın ve her şişenin septum iğneleri çekerek ve yeni şişenin septum koyarak deneysel CO 2 toplama önce taze tuzakları ile değiştirin. Pompa turn-on için zaman ve tarihini not edin.

2. İlk Numune Analizi

  1. Kulometri 20 tarafından DIC ölçmek için:
    1. Aktarım üçlü septa ile şapkalı 40 ml serum şişeleri 1 ml alınan örnekler. 1 ml% 80 H 3 PO 4 ile Alt-numûnelerin acidify. CO 2 içermeyen hava akımı ile serpme.
    2. Sıralı Mg (CIO4) 2 ve bir silika jel (230-400 meş, 60 a) trans doğrultusunda gelişmiş CO2 gaz akımı ve bodur kurutun. Kabarcık kolorimetrik deney CO2 ölçmek için kullanılan bir kulometrik hücreye gaz akımı. Ölçümleri 21 kalibre sertifikalı referans malzemeler kullanıyoruz.
  2. tedbirStandart kalibre pH metre kullanılarak pH. yerinde veya korunmuş örnekler üzerinde pH değerini ölçün.
  3. iyon kromatografisi ile çözünmüş katyonlar ölçün:
    1. Pipet 5 ml prezervansız yeraltı suyu numuneleri şişeleri AUTOSAMPLER için. bir iyon kromatograf bağlanmış bir alıcısı içinde kapak flakon ve yer.
    2. Analiz 10,18 için bir katyon özgü sütunu kullanın. Eluent ve kromatografik akışına set ~ 0.7 ml dk -1 olarak 20 mM metansülfonik asit kullanın.
    3. saflaştınlmış su kullanılarak 1: 4.5, 1: 4, 2: 3, 3: 2, ve 4 ila 6 katyonu (en az Mg, Ca, Na ve K ihtiva eden) aykırı 0.5 bir stok solüsyonu ile seyreltilir. analizin başında ve her 25 bilinmeyen numunelerin sonra bu standartları çalıştırın. Her bir örnek (üç kopya halinde) üç defa. pik alanına karşılık katyon konsantrasyon çizilerek ve bir doğrusal regresyon üreterek standart bir eğri oluşturur. Alan örnekleri buna göre 10,18 analiz edin.

3. Ölçü CO 2 Üretim bird Cevherleşme Oranı Yerinde

  1. Yaklaşık iki ay (in situ mikrobiyal metabolizma oranları esas siteden siteye büyük olasılıkla değişir) iki hafta, onları çıkartarak pompalara güç kapatın.
    1. Devridaim gaz tuzakları, iğne kaldırmak ve bir "taze" CO 2 kapanı ile değiştirin. (Cf Şekil. 3) kapalı ise tuzakları uzun süreli depolama için stabildir.
  2. Ne zaman analize hazır, kalan harcanmamış (katı) NaOH çözülür ve seyreltme hacmi elde etmek için bir hacimsel cihaza tüm sıvı içeriğini aktarmak. septa ile 40 ml şişeleri ve transfer Alt-numûnelerin (5-10 ml) (tam kalan NaOH çözmek için örneğin 200 ml) tam hacmi belirlemek.
    1. serpme oranı% 50 (h / h) fosforik asit, enjekte edilerek asitleştirin ve kulometri ile elde edilen gaz akımının (2.1) analiz eder.
    2. El ile tüm volum için alt örnek ölçekleme CO 2 toplama oranını hesaplamakE ve toplama zamanında (yani, X günde g CO2). Alan boş CO 2 içeriği çıkartın. Tam çözülmüş NaOH 200 ml Örneğin, toplam CO2 konsantrasyonunu yansıtan 20 ile 10 mi alt örnek çarpın.
      NOT: Bu örnek toplama 14 gün temsil ederse, tahsilat oranı 14 gün bölünmesiyle ölçekli CO 2 konsantrasyonu olacaktır. İlk DIC konsantrasyonuna karşı CO 2 toplama oranını çizilir. korelasyon varsa, toplama oranı denge kinetik bir tek fonksiyonu değildir.
    3. el, denge kinetik hesaba örnekleme döneminde diğer bütün kuyuların toplama oranından düşük tahsilat oranının çıkarmak için.
      NOT: Örneğin, en düşük tahsilat oranı 0.0001 mg d--1 ise, bu sadece denge koleksiyonu temsil ettiği muhafazakar varsayım yapmak ve diğer tüm koleksiyon oranları th elde etmek için bu değeri çıkarmabozulması nedeniyle e CO 2 üretim oranı. ölçekli oranı (bazı kirletici mineralizasyonu içerebilir en düşük oran olarak muhafazakar) organik karbon mineralizasyonu oranıdır.
  3. Radyokarbon içeriğini belirlemek için 22 Hızlandırıcı Kütle Spektrometresi (AMS) kalan CO 2 analiz edin. Bu analiz için, yaklaşık 1 mg karbon kullanın. Yeterli CO 2 toplamak için toplama zamanı (ler) Ölçeğe. Kütle dengesi (boş alana CO2 miktarı ölçekli radyokarbon ölçümü) tarafından boş alana radyokarbon içeriğini çıkartın.
    NOT: tarif edilen test sitesi için 2 hafta koleksiyonları 1 mg karbon elde etmek için yeterli fazla.

CO 2 için Sampled Toprak Sesi tahmin 4. Model Etkisi bir bölge

  1. CO 2 difüzyon ve denge simüle etmek ModelMuse arayüzü 25 üzerinden MODFLOW 2005 24 ile birleştiğinde MT3DMS 23 kullanınkuyu ekranında (Video 1) ile ilişkili. Modelin çözünürlüğü yaklaşık oyuk enine kesitine eşit ve ZOI tahmini için makul olarak kabul edilir 0,09 m 0,09 m'dir.
    1. Indirin ve yükleyin MODFLOW-2005 (http://water.usgs.gov/ogw/modflow/MODFLOW.html#downloads), MT3DMS (http://hydro.geo.ua.edu/mt3d/) ve ModelMuse (http : //water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html).
    2. MODFLOW programı konumu ile ModelMuse yapılandırın. /bin/mf2005.exe: Bunu yapmak için "Modeli" menüsünü tıklayın, ardından MODFLOW-2005 program yükleme dizinine programı gelin "MOFLOW Programı yerler ..." seçeneğini seçin. Bu aynı iletişim altında, MT3DMS programı konumu (: /bin/mt3dms5b.exe yükleme dizini) ile ModelMuse yapılandırın.
    3. MODFLOW Paketleri ve (ModelMuse içinde) Programlar yapılandırın. Bunu yapmak için, "Model" menüsünü, ardından "MODFLOW Paketleri ve Programları ....". Altında "Flow," LPF seçin:4 Yüzey Mülkiyet Akış Paketi ".
    4. . BTN "Select" MT3DMS "Seç" Belirtilen-Kafa paketi Zaman Variant:.:. Altında "Sınır koşulları," Seç "Belirtilen kafa," sonra KKH seçmek Temel Taşıma paketi "CO 2 mobil türler ayarlayın.
    5. ModelMuse içinde MODFLOW Seçeneklerini Yapılandırma. Bunu yapmak sonra "Model" menüsü, MODFLOW Seçenek için. "Seçenekler" sekmesinin altında, model birimleri (metre, saat, g (gram)) ayarlayın.
    6. "Model" menüsünü, sonra seçerek MODFLOW Zaman yapılandırma "MODFLOW zamanı." 360 uzunluk Stres dönemi kullanılarak 15 gün süreyle simülasyon çalıştırmak olacaktır.
    7. Yapılandırma MODFLOW Verileri seçin "Veri" menüsünü seçerek Setleri "Veri Setleri." ilgi siteden verileri girin: Hidroloji (3 boyutlu olarak K değerleri başlangıç ​​Başkanı MODFLOW, MODFLOW Başkanı belirtildi); MT3DMS: (Difüzyon Katsayısı CO 2, İlk Konsantrasyon CO 2, Boyuna dispersivite).
    8. Edit Küresel Değişkenler. seçin, "Veri" menüsünü seçmek "Küresel Değişkenler." (Siteden) CO 2 toplama oranı ve ilk CO 2 konsantrasyonu girin.
    9. Run simülasyon. simülasyonu başlatmak için üst simge çubuğundaki yeşil ok tuşuna basın. istendiğinde girdi dosyaları kaydedin. Simülasyon çalışacaktır. çalıştırdıktan sonra, ihracat Girdi dosyaları MT3DMS: "Dosya" menüsünden, ardından "Dışa," o zaman Girdi Dosyaları MT3DMS seçin. Simülasyon derlemek ve ihracat verileri olacaktır.
    10. Gözlemlemek ve çıkış modeli sonuçları. simge çubuğunda görselleştirmek simgesini tıklayın. simülasyon seçin. X, Y ve Z ekseninde Çıktı ZOI sınır değerleri
      NOT: Bu model CO2 koleksiyonu için Etki bir Bölgesi'ni (tam model geliştirme destek malzemeleri temin rapor şeklinde tarif edilmiştir) 18 temsil eder. Hidrolik gradyan simetrik olarak% 95 veya daha az olan bir CO2 konsantrasyonu görünür olan akiferinin hacim olarak kabul edilir ZOI,bu kuru sezonunda küçük hidrolik gradyan ile adveksiyon sürecinin nispeten küçük bir etki göstermektedir. Daha fazla analiz herhangi bir CO2 azalması ile akiferdeki hacmi (yani <% 99) önemli ölçüde daha uzun downgradient yaygınlaştırır olduğunu gösterir.

Cilt 5. Çift Radyokarbon CO 2 Üretim Oranı memnun ve Ölçek (ZOI ile)

  1. Standart formüller 22 kullanarak mil gösterimde başına kadar (gerekirse) radyokarbon yaşları dönüştürün. Denklem bilinen bir (Δ 14C DOM) arka plan de radyo-karbon değerini (1). Δ 14 ° C petrol bilgi (-1000) 'dir. Δ 14 bireysel kuyu değeri CO2 kullanın. Kesir petrol çözün.
    (1) Δ 14 CO2 = (Δ 14 ° C petrol X fraksiyon petrol) + [Δ 14C NOM X (1 - fraksiyonupetrol):]
  2. Kirletici mineralizasyon hızını belirlemek için CO 2 mineralizasyon oranı (3.1) ile kesir petrol çarpın (örneğin,% 50 x 1.0 mg d--1 = 0.5 mg kirletici karbon d -1).
  3. Hesaplanan ZOI hacimce kirletici mineralizasyon oranı bölün (4) birim hacim (yani 0.05 mg C m -3 d -1) başına birim zamanda kirletici kütle mineralize belirlemek için.

Representative Results

Test yerinde, tarihsel CH kirlilik merkezi kuyu küme (MW-25-MW-30) içinde ve Sherman Yolu (Şek. 5) yakın en yüksek olmuştur. 1983 yılında, kirlenme büyük bölümlerini deponi (test sitesi Kuzey) çıkarıldı ve ek kazı özellikle eski çukurlar (Sherman Road) yakın kaynak çıkarıldıktan sonra azalmıştır 2001 CH konsantrasyonlarda meydana geldi, ancak kalıcı bir tüy devam merkez kuyu küme bölgesinde bulunmaktadır. Mevsimsel yağışlar geçici topraklar 27 CH konsantrasyonları ve artık kirlenme dezorbe artırdığı bilinmektedir. bölgede toprakları öncelikle eski araştırmak kumlar vardır. Antik karbonat kayalar varsa açıklanan yöntemle olası bir müdahale var olabileceği ve yeraltı suyu pH değeri çok düşüktür (<~ 5). Bu karbonat çözünme ve oluşturulan CO2 eski bir sinyale yol açabilir. Anlamlı CaCO 3 bilinirbölgede, yine de, katyonlar ve pH ölçüldü ve regresyon ve temel bileşenler analiz (PCA) tabi. Birincil kaygısı düşük pH, kalsiyum karbonat önyargı radyokarbon analizi (asitli suları ile çözünmüş ise eski karbonat kayalar antik CO 2 sağlayabilir) olabilir (CaCO 3) çözünme, teşvik olabileceğini oldu. Na + içerik sitesiyle (okyanus yakın) Güney tarafında marjinal yüksek, ama hiçbir değerleri anlamlı deniz suyu saldırı belirten bir aralıkta idi. Kalsiyum iyonu konsantrasyonu 8.0 ilâ 58 mg L arasında değişmektedir-1. PH (r 2 <0.3) kalsiyum iyon konsantrasyonunu ilgili zaman karbonat çözünme belirtilen değildi. PCA iki araziler herhangi bir değişken ile güçlü yükleri işaret vermedi. Arası kuyu farklılıklar karbonat çözünme (Şek. 6) işaret vermedi. Yeni sitelere metodoloji adapte Bu yapısal analiz kritik düşünülmelidir - partikülönemli karbonat kaya oluşumları gösteren bölgesel jeoloji olanlar ARLY.

CO 2 üretim oranları 0 34 mg CO 2 d -1 arasında değişmekteydi. CO 2 üretimi tarihsel kontaminasyon en yüksek olduğu bölgede, merkezi kuyu küme (Şek. 5) en düşük oldu. Iyi MW-01 CO 2 üretimi (arka plan iyi - gösterilmemiş, ama ~ 500 metre ana kuyu küme Kuzeybatı) 31 mg CO çok yüksek 2 d -1). Solunum 0.03 ila% 6 CO 2 arasında değişen standart hatalar vardı ve% 1'den az (0.98) ortalama analizleri çoğaltın. İki, 2 haftalık süreleri kuru mevsim ölçümleri sonraki hesaplamalar için ortalaması alınmıştır. Solunum ölçümleri bireysel 2 haftalık dönemler arasında önemli farklılıklar yoktu. Dönem solunum arasındaki standart hata <1% 51 arasında değişmektedir ancak% 13 (Tablo 1) ortalama. RespiratiOrtalamanın üzerinde bir aylık dönemde çıkarılmış tek bir CH hacminin hesaplanmasında izin verdi. Arka plan iyi (MW-01) mevcut (YBP) ya da yüzde 85, modern (PMC) önce 1.280 yıllık bir radyokarbon yaş vardı - yaşlı toprak organik madde 26 için ortak bir aralıkta. Bu kuyunun değeri izotop karıştırma modeli için arka plan olarak kullanıldı. genellikle en durgun koşulları ve ekstrapole tahminleri dolayısıyla muhafazakar olduğu düşünülen - Örnekleme bir aylık toplam sınırlıdır çünkü Yine, aynı sezonda iki back-to-back dönemleri kuru mevsim "temsil" kullanılmıştır. DIC üretim oranları gibi, radyokarbon ölçümleri bireysel 2 haftalık dönemler arasında benzerdi. dönemler arasında standart hata 0.25% 18 arasında değişmektedir ve 6 ortalama%. CO 2 radyokarbon yaş ~ 34 85 PMC veya ~ 1,340 8,700 YBP (Tablo 1) arasında değişmektedir. MW-27 ve MW-32, pompa sızıntı tarafından ele geçirilme şüphelenilen Modern radyokarbon val vardıtehlikeye olarak ues ve böylece teyit edildi. Bu numuneler bundan başka analize dahil edilmedi.

Önceki raporlar ZOI modeli 26,27 (Tablo 2) geliştirmek için yer altı hidrolik ve CO2 çözünen özellikleri için kullanılmıştır. CIMIS San Diego istasyonu (İstasyon Kimliği 184) hava durumu verileri (2007, 2011 ve 2012) akifer şarj oranını tahmin etmek için kullanılmıştır. NOAA San Diego İstasyonu (İstasyon Kimliği: 9410170) aynı zaman dilimi içinde Gelgit veri sınır koşulları tanımlamak için kullanılmıştır. Model kalibrasyon sürekli hidrolik gradyan ve sürekli CO2 tahsilat oranlarının üstlendi. Ortalama CO2 tahsilat oranları ve modelini parameterizing destekli% 10 hidrolik eğim artışı ile birleştiğinde ilk plan CO 2 farklı Yan simülasyonları. Ortalama CO2 toplama oranı kullanılarak bir ek simülasyon e yaklaşık% 46 artış gösterditoplama oranı 2 haftalık bir süre boyunca toplama 0,00434 g saat-1 (% 10) kadar 0,00530 (+% 10) olarak değiştirildi halinde stimated arka CO2 (yani, g -3 9.5'e 6.5 yükselmiştir) (Tablo 3) . ZOI modeli için Varsayımlar önemsiz CO 2 toplama döneminde CH bozulmaya atfedilebilir üretim ve son simülasyon (Şek. 7) geliştirmek için üniforma ilk CO 2 dağılımı dahil. CO 2 reaksiyon hızı çalışma sitesi için hafife olabilir.

ZOI modelinden CO2 üretimi CH bozunmaya CO2 atfedilebilir hızı ve tahminleri kullanarak, her bir birim zamanda kütle CH çıkarma hesaplandı. Tablo 1 Veriler iki uç elemanı karıştırma modeli ile kullanılmıştır (eq (1)) her at f hayvan için çözmek için. Site sadece CH con bilindiğinden kontaminasyonu ve başka hiçbir CO 2 kaynağı içinde veya site yakınında bulunmuş, CH yıkımı ana CO 2 katkı olarak kabul edilir. F pet sitesinden (Tablo 4) üzerinden 1-60% arasında değişmektedir. Oranı CH degradasyon oranı (Tablo 4) hesaplamak için CO 2 üretimi oranı ile karbon temelinde dönüştürülür ve çarpıldı. ZOI hacmi (Tablo 3) kullanılarak, birim zaman ve birim başına kirletici degradasyon oranı (Tablo 4) tespit edilmiştir. Bu değer 0 C m mg 32 -3 d -1 (Tablo 4) arasında değişmekteydi. CH bozulması en yüksek tarihsel CH kirlenme bölgelerinde en düşük olduğu (MW-25 - MW-30). Site çevresi (Sherman Yolu) yakınında yakın kuyularında, yüksek CH bozulması ölçüldü. F hayvan anlamlı CH sermaye (Şek. 8) belirtilen süre CO 2 üretimi, bu alanlarda daha yüksektir.

nt "fo: keep-together.within sayfa =" 1 "> Şekil 1
Şekil 1. Sızdırmazlık ve devridaim pompaları hazırlanıyor. Saha dağıtım için devridaim pompaları Sızdırmazlık.

şekil 2
Şekil 2. NaOH tuzakları. Saha dağıtım için ilave NaOH tuzağı 120 ml serum şişeleri hazırlanmış ve mühürlü kıvrım.

Şekil 3,
Şekil 3. Alan kurulumu. Tel donattı kuyular (solda) bir de (sağ üst) konuşlandırılmış, tuzak ve güneş enerjisi dağıtım sisteminin (sağ alt) yönlendirilir. Wells (kablo dahil, güç dağıtımı ve pompa / tuzaklar) toplama sistemleri ile sahada donatılmış.

ther.within-page = "1"> Şekil 4,
Şekil 4. gazı devridaim çizgiler gösteren iyi kapaklar Modifiye. Bu rakam gaz girişi ile modifiye kuyu kapakları gösterir ve dönüş hatlarını.

Şekil 5,
Şekil 5. Tarihsel klorlanmış hidrokarbon kirliliği (mikrogram L -1). Bu rakam testi yerinde tarihsel klorlanmış hidrokarbon kirlenmesini gösterir.

Şekil 6,
Çözünmüş katyonlar ve pH arasında hiçbir ortak korelasyon gösteren Şekil 6. PCA iki arsa. Bu rakam testi site için hidrojeolojik veriler (pH ve katyon) oluşturulan PCA puanları ve yüklemeler bir iki grafiğini göstermektedir.

içerik "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Şekil 7,
Ortalama CO2 tahsilat oranı Şekil 7. Kalibre ZOI modeli (0.0048 g -3). Kalibre arka plan CO2 konsantrasyonunun gram -3 6.5 idi ve ZOI eşik konsantrasyonu 6.18 g -3 (katı siyah çizgi) idi. ZOI boyuna ve enine boyutları sırasıyla 2.28 m ve 0.72 m edildi. ZOI Derinliği 0.12 m oldu. 18 Modifiye. Bu rakam 3 boyutlu olarak ZOI modelinin grafiksel bir temsilini göstermektedir.

Şekil 8,
Birim alan başına birim zamanda Şekil 8. Kirletici bozulma oranı. 18 Modifiye. Bu örnek bir süre boyunca çalışma sitesi üzerinden CH için interpole bozulma oranıdır.


MT3DMS23 kullanarak ZOI Video 1. Geliştirilmesi - MODFLOW simülasyon ( sağ indirmek için tıklayın ). Karşıdan yüklemek başlatmak ve ZOI için simülasyonu oluşturmak.

MW-42
İyi δ 13C
(‰ VPDB)
Δ 14C
(‰)
konvansiyonel Yaş
(YBP)
Yüzde Modern C
(PMC)
MW-01 -34 -147 1280 85
MW-21 -28 -663 8730 34
MW-25 -23 -153 1340 85
MW-26 -25 -298 2845 70
MW-27 -18 ND * ND * ND *
MW-28 -25 -190 1695 81
MW-30 -35 -254 2365 75
MW-32 -20 ND * ND * ND *
MW-34 -32 -283 2670 72
MW-35 -25 -598 7320 40
MW-38 -32 -354 3515 65
MW-41 -28 -232 2125 77
-23 -482 5280 52
* Kuzey Dakota veri yok - Pompa sızıntı

Tablo 1. CO2 izotop ölçümleri ve dönüşümleri. Metinde kullanılan birimlere 2 Kararlı izotop ve radyokarbon ölçümleri ve dönüşümleri CO.

Parametre birimler değer
Hidroloji
hidrolik İletkenlik ml sa -1 0.44 (akifer)
10 (iyi)
Gözeneklilik (akifer) 0.48 (akifer)
0.99 (iyi)
Kütle yoğunluğu g cm -3 1.4
özgül Verim cm3 cm -3 0.2
hidrolik Gradyan aa -1 0.015
CO 2 çözünen Ulaşım
difüzyon Katsayısı m 2 sa -1 5.77 x 10 -5
uzunlamasına m 6.1
dispersivite
yatay çapraz m 0.61
dispersivite
</ Td> dikey Enine m 0.061
dispersivite
Toprak Gaz CO2 % 0.56

Tablo 2. ZOI model parametreleri. ZOI modeli ve simülasyonlar kullanılan parametreler.

<td> 17,6
Koleksiyon Hızı Seviye Koleksiyon Oranı Arkaplan Konsantrasyon ZOI Boyutu
uzunlamasına enine derinlik hacim
(G / saat) (g / m 3) (M) (m 3)
Maksimum 0,0131 2.47 0.77 0.13 0.193
Ortalama 0,0048 6.5 2.28 0.72 0.12 0.176
asgari 0.0003 4 2.16 0.68 0.11 0.149

Tablo 3. ZOI model çıktıları. ZOI Model çıkışları. Bu tablo ZOI için üç boyutlu hacmi tanımlar.

İyi f pet
(%)
Kirletici bozulma oranı
(mg C d -1 ±% 10)
birim zaman ve hacim başına Kirletici bozulma
(mg C m -3 d -1% 15 ±)
MW-01 0 NA NA
MW-21 60 5.6 32
MW-25 ¥ 1 0 0
MW-26 18 0.18 1
MW-28 5 0.017 0.098
MW-30 12 0.34 1.9
MW-34 16 0.1 0.58
MW-35 53 3.6 20
MW-38 24 1.4 8.1
MW-41 10 0.44 2.5
MW-42 39 1.7 9.8
NA Uygulanamaz - MW-01 arka plan olarak kullanılan (örneğin, kontaminasyon)
¥ olmak Varsayalım tamamen denge odaklı (örneğin, hiçbir solunum)

Tablo 4. Ölçekli kirletici bozulma tahminleri. Birim zaman ve örneklenmiş kuyuları için birim hacim başına kirletici bozulması için tahmin eder.

Discussion

Bir protokol genel site kirletici bozulmasını belirlemek için kirletici (ler) ve ZOI dan hızı ölçümleri, oran mineralizasyon birleştirmeyi amaçlayan tarif edilir. Kritik bileşenleri bir ZOI modeli oluşturma ilişkilendirmek, aynı zamanda kirletici bozulması türetilen miktarını sağlayarak AMS radyokarbon analizi için yeterli miktarda (~ 1 mg) solunan CO2 toplama, zamanla CO 2 üretimi (düzeltilmiş mineralizasyon) ölçüm vardır, ve toprak veya yer altı (veya her ikisi), bilinen bir hacme çekilen CO2. Bu üç ana bileşeni (örneğin, GM -3 d-1), birim zaman başına birim hacmi başına bozulmuş kirletici miktarı için her numuneleme noktasında genel hesaplama gelmesi birleştirilir. tekrarlanan ve coğrafi olarak ayrılmış ölçümlerde, site yöneticilerinin mekansal ve tempor tahmin sağlayacak (uzun zaman ölçeklerinde üzerinde alt örneklendirilmiştir bir site kapsayan kuyu) üzerinden hesaplamalar, ölçeklemeal bozulma dinamikleri düzenleyiciler ve paydaşlara uygun bir şekilde yanıt ve.

Açıklanan protokol de Tepeboşluğu gazından tuzak dışarı CO 2 çevrimli pompaları veya uzun vadeli dağıtılan pasif örnekleyicilerinin (şu anda geliştirilmekte olan bir strateji) kullanır. nedeni birkaç kat daha fazladır. Öncelikle, yeterli bir CO2 radyo karbon ölçümlerini (~ 1 mg) elde etmek için elde edilmelidir. hava değişim tuzakları ya da toprak solunum aletleri (örneğin Licor akı odası) kullanılarak: Solunum oranları yüzey toprak kullanılarak ölçülebilir. Böylece belki ölçüm kutuplama - Bu yöntemler zaman uyumsuz radyokarbon analizi için yeterli CO 2 toplamak için ihtiyaç muzdarip. Atmosferik CO 2 17 akını için muhasebe ederken hava CO 2 değişimi: Örneğin, bir akı odası toprak ölçmek için donatılmış olabilir. Solunum oranları yüksek olmadıkça, radyokarbon ölçümleri için yeterli CO2 tuzağa olmayabilir. İçindeBu durumda, numuneler büyük toprak gaz örneklerinden veya 12 (DIC) ile yeraltı alınabilir. Ayrıca, toprak CO 2 akı ölçüm: Hava yüzeyi akı odası ya da yakalamak için atmosfer yanal gelen akını tabidir. Örnekleme kuyu tepe boşluğu kirlenme bölgeye sinyali (bir dereceye kadar iyi yükleme bağlı olarak) ama uygun atmosferik akını (ve atmosferik oluşturulan modern bir 14 CO 2) kaldırılır "izole eder". ana zorluk (zamansal örnekleme için) tuzakları değiştirmek için bunu açmak zorunda kalmadan kuyudan numune edilir.

Çevrimli pompaları kullanılarak bir de tepe boşluğu örnek ve atmosferik 14 CO 2 örnek konumunu maruz kalmadan CO düzenli aralıklarla 2 tuzakları değiştirmenize olanak sağlar. Bu aynı zamanda, bir sonra akı ve doğal radyokarbon içeriği açısından analiz edilebilir ölçüde CO2 örnek sağlar. devridaim protocol zorluk olmadan değildir. Büyük bir sorun alanında sürekli pompaları çalıştırmak için yeterli güç iletiyor. (Burada anlatılan) İlk deneme için, güneş panelleri her iki haftalık bir süre için pompaları çalıştırmak için yeterli enerjiyi sağladı. Gerilim günlükleri birkaç gün sonra, güneş enerjisi gerekli güç ile uyduramadı ve pompalar birkaç saat her gün operasyon olmadığını gösterdi. Bu akı modelleme ve genel koleksiyona önemsiz, ama yeterli güç için saha-konuşlandırılmış donanım sağlama güçlüğü vurgulamaktadır. koleksiyonları şu anda çalışan ise, pompalara güç izleme kuyu alanında biçme zemin ekipleri tarafından kesildi. Çeşitli elektrik hatları kopmuş edilmiştir. Şu anda absorbe CO2 ile daha sonraki bir tarihte kuyuya indirilir ve alınamadı Tepeboşluğu dağıtılan pasif CO 2 tuzakları değerlendiriyoruz. Bir risk-yarar analizi çoğunlukla iyi başlığını açmak ve atmosferik olarak izin zorunda türetilen riski (devam ediyor14 CO2).

Tekniğin ana sınırlamalar karma kirletici sistemlerinde tam solunum kaynağını ayırt etmek mümkün değil varlık ve orta karbon bazlı bozunma ürünleri (yani, DCE, VC, metan) için hesap edememek değil. Örneğin, mevcut yerinde, CH kirlenme ilave olarak, tarihi yakıtın hidrokarbon kontaminasyonu husule gelmiştir. CHS neredeyse sadece petrol besleme stokları yapılır. açıklanan sitede, CH çalışılan bölgede öncelikle izole - bazı kalıntı petrol açıkça kuzeye bulunmakla birlikte. Resim petrol bu iş için örnek kuyu bulunmuştur. Ancak, karma kirletici yerinde, genel mineralizasyon oranı bir birey veya kirletici sınıfına kravat zor olabilir. Bu yöntemi kullanarak, bir (CO 2) tam CH bozulmasını ölçmek olabilir. , Kirletici karbon 4 (anaerobik koşulları) CH dönüştürüldüğünde, CH 4 olmak & # olabilir34;. Uzakta ZOI yayılır eğer "kayıp Yani karbon olasılıkla vadoz bölgesinde oksik bölümleri içinde CO 2 dönüştürülür, bu ZOI içinde oluşmazsa, bildirilen yöntem bunun için hesap değil Bu durumda.. tarif edilen yöntem, bir düzenleme açısından arzu edilmektedir, bir konservatif tahmincisi, düşünülebilir. Ek olarak, ZOI modelleme belirsizlik değildir. simülasyon kabul alt örneklere ölçülür gözeneklilik ve dökme yoğunluğu "tekil" değerlerine dayanır homojen olması - ama gerçekte makro ve microscales heterojen olan bir algılanan sınırlama radyokarbon yapar toplanan (olabilir numune başına olduğu kadar $ 600) doğal zenginliği radyokarbon analiz maliyet bilgilerinin kesin doğası olabilir.. önemli iyileştirme oluşup oluşmadığını birkaç iyi seçilmiş örneklerin ile. gerçekte çok düşük maliyetli, tek. belirleyebilir, varsa örneğin CO2 ilişkili w içinBir kirletici tüy i bir arka plan sitesine 10 radyokarbon tükenmiş görecelidir. Düşük ortam pH (> ~ 4.8) ve hatırı sayılır kireçtaşı (CaCO 3) olan bir site bu tekniğin uygulanması için kötü bir aday olabilir. Antik karbonat yatakları, düşük pH ve önyargı analizi çözülür olabilir.

Bir tek ölçüm tipi (doğal bolluk radyokarbon) hemen CO 2 kirleticinin yerinde dönüşüm onaylamak için kullanılabildiği gibi tekniğin önemi, önemli olan. Bu analiz kesindir. fiziksel, kimyasal ya da herhangi bir başlangıç ​​materyalinin biyolojik değişiklik rağmen sabittir - radyokarbon radyoaktif bozunma yoluyla dışında tükenmiş olamaz. (Örneğin DI 14 C) Statik radyokarbon ölçümleri (çürütülmez CO 2 kirletici mineralizasyon gösteren) toplu örneklerinde yapılan ve 14 C-tükenmiş CO 2 bir sahada yaygın derhal teyit edilebilir. bu Informayalnız yon onsuz gibi site yöneticileri son derece değerli, onlar o kirletici mineralizasyonu oluştuğunu anlaması için kanıt sayısız dolaylı hatlarını kullanmak için gereklidir. Başka hiçbir Tek ölçüm karbon bazlı kirletici ve tam bozulması yoluyla üretilen karbon içeren CO2 arasında somut bir bağlantı sağlayabilir.

Gelecekteki uygulamalar şu anda hangi grubumuz bütün yıl kapsayacak şekilde zamansal çözünürlüğe örnekleme artacak devam etmektedir. CO 2 toplama ve sitenin mekansal ölçüde üzerinde mineralizasyon oranı (ler) belirleyerek, zaman içinde kirletici bozulması modelleri rafine mümkün olacaktır. en etkili kontamine siteleri yönetmek için bu bilgiler eleştirel sırayla site yöneticileri tarafından ihtiyaç duyulmaktadır. Sınırlı kullanımda, teknik uygulanmıştır üç bölgede düzenleyiciler yöntemleri kesin sonuçlar tanıdı. Bu maliyet tasarrufu yol açtı ve iyileştirici alte rehberlik yardımcı oldurnatives.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. In situ bioremediation: When does it work. National Research Council. National Academy of Sciences. Washington, DC. 1-207 (1993).
  2. Vangelas, K. M. Summary Document of Workshops for Hanford, Oak Ridge and Savannah River Site as part of the Monitored Natural Attenuation and Enhanced Passive Remediation for Chlorinated Solvents - DOE Alternative Project for Technology Acceleration. U.S. Department of Energy, Westinghouse Savannah River Company. Aiken, SC. 1-89 (2003).
  3. Wiedemeier, T. H., et al. Technical Protocol for Evaluating Natural Attenuation of Chlorinated Solvents in Ground Water. USEPA Office of Research and Development. Washington, DC. 1-248 (1998).
  4. Wilson, J. T., Kampbell, D. H., Ferrey, M., Estuestra, P. Evaluation of the Protocol for Natural Attenuation of Chlorinated Solvents: Case Study at the Twin Cities Army Ammunition Plant. USEPA Office of Research and Development. Washington, DC. 1-49 (2001).
  5. Elsner, M., et al. Current challenges in compound-specific stable isotope analysis of environmental organic contaminants. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 403, (9), 2471-2491 (2012).
  6. Meckenstock, R. U., Griebler, C., Morasch, B., Richnow, H. H. Stable isotope fractionation analysis as a tool to monitor biodegradation in contaminated acquifers. Journal of Contaminant Hydrology. 75, (3-4), 215-255 (2004).
  7. Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A. Assessing in situ mineralization of recalcitrant organic compounds in vadose zone sediments using δ13C and Δ14C measurements. Journal of Contaminant Hydrology. 76, (1-2), 1-18 (2005).
  8. Kirtland, B. C., Aelion, C. M., Stone, P. A., Hunkeler, D. Isotopic and Geochemical Assessment of in Situ Biodegradation of Chlorinated Hydrocarbons. Environmental Science and Technology. 37, (18), 4205-4212 (2003).
  9. Aelion, C. M., Kirtland, B. C., Stone, P. A. Radiocarbon assessment of aerobic petroleum bioremediation in the vadose zone and groundwater at an AS/SVE site. Environmental Science and Technology. 31, (12), 3363-3370 (1997).
  10. Boyd, T. J., Pound, M. J., Lohr, D., Coffin, R. B. Radiocarbon-depleted CO2 evidence for fuel biodegradation at the Naval Air Station North Island (USA) fuel farm site. Environmental Science: Processes & Impacts. 15, (5), 912-918 (2013).
  11. Coffin, R. B., et al. Radiocarbon and Stable Carbon Isotope Analysis to Confirm Petroleum Natural Attenuation in the Vadose Zone. Environmental Forensics. 9, (1), 75-84 (2008).
  12. Sihota, N. J., Ulrich Mayer, K. Characterizing vadose zone hydrocarbon biodegradation using carbon dioxide effluxes, isotopes, and reactive transport modeling. Vadose Zone Journal. 11, (2012).
  13. Sihota, N. I., Singurindy, O., Mayer, K. U. CO2-Efflux Measurements for Evaluating Source Zone Natural Attenuation Rates in a Petroleum Hydrocarbon Contaminated Aquifer. Environmental Science & Technology. 45, (2), 482-488 (2011).
  14. Norman, J. M., et al. A comparison of six methods for measuring soil-surface carbon dioxide fluxes. J. Geophys. Res. 102, (24), 28771-28777 (1997).
  15. Amos, R. T., Mayer, K. U., Bekins, B. A., Delin, G. N., Williams, R. L. Use of dissolved and vapor-phase gases to investigate methanogenic degradation of petroleum hydrocarbon contamination in the subsurface. Water Resources Research. 41, (2), 1-15 (2005).
  16. Molins, S., Mayer, K. U., Amos, R. T., Bekins, B. A. Vadose zone attenuation of organic compounds at a crude oil spill site - Interactions between biogeochemical reactions and multicomponent gas transport. Journal of Contaminant Hydrology. 112, (1-4), 15-29 (2010).
  17. McCoy, K., Zimbron, J., Sale, T., Lyverse, M. Measurement of Natural Losses of LNAPL Using CO2 Traps. Groundwater. (2014).
  18. Boyd, T. J., Montgomery, M. T., Cuenca, R. H., Hagimoto, Y. Combined radiocarbon and CO2 flux measurements used to determine in situ chlorinated solvent mineralization rate. Environmental Science: Processes & Impacts. (2015).
  19. Winslow, S. D., Pepich, B. V., Bassett, M. V., Wendelken, S. C. Microbial inhibitors for US EPA drinking water methods for the determination of organic compounds. Environmental Science and Technology. 35, (20), 4103-4110 (2001).
  20. Johnson, K. M., Sieburth, J. M., Williams, P. J. lB., Brändström, L. Coulometric total carbon dioxide analysis for marine studies: Automation and Calibration. Mar.Chem. 21, (2), 117-133 (1987).
  21. Dickson, A. G. Standards for ocean measurements. Oceanography. 23, (3), 34-47 (2010).
  22. Stuiver, M., Polach, H. A. Discussion: Reporting of 14C Data. Radiocarbon. 19, (3), 355-363 (1977).
  23. Zheng, C., Wang, P. P. MT3DMS: A modular three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater systems; documentation and user's guide. DTIC. DTIC Document (1999).
  24. Harbaugh, A. W. MODFLOW-2005, the US Geological Survey modular ground-water model: The ground-water flow process. US Department of the Interior, US Geological Survey. (2005).
  25. Winston, R. B. Ground Water - Book 6. Vol. Techniques and Methods. U.S. Geological Survey. 6-A29 Ch. 29 (2009).
  26. Semi-Annual Post-Closure Maintenance Report for Calendar Year 2011 Installation Restoration (IR) Program Site 2 (Old Spanish Bight Landfill), Site 4 (Public Works Salvage Yard), and Site 5, Unit 1 (Golf Course Landfill). Accord Engineering Inc. San Diego, CA. (2011).
  27. Annual Progress Report October 2010 to December 2011, Operable Unit 24. Geosyntec Consultants. Columbia, MD. (2012).
Ölçme Karbon bazlı Kirletici Mineralleştirme Kombine CO kullanma<sub&gt; 2</sub&gt; Akı ve Radyokarbon Analizleri
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter