بررسی پارامتریک نفوذ برخی آلاینده های نفتی نامحلول در آب به خاک

آلودگی زیست بوم، به ویژه خاک از چالش های مهم عصر کنونی است فعالیت های انسانی باعث ایجاد آلودگی های فراوانی در محیط زیست شده اند. هرچند که این آلاینده ها را می توان به دو گروه بزرگ معدنی و آلی تقسیم بندی کرد، لیکن آلاینده های مایع آلی نامحلول در آب (NAPL) از مهمترین آلاینده های آلی زیست محیطی به شمار می آیند و به عنوان یکی از آلاینده های بالقوه طبیعت آسیب هایی فراوان به زیست بوم وارد کرده اند. خاک آلوده افزون بر اینکه آلاینده ها را از راه چرخه غذایی وارد بدن انسان می کند، خود نیز می تواند به عنوان منبع آلودگی آب های زیر زمینی و آب آشامیدنی باشد. خاک های آلوده، گستره ی استفاده از اراضی را نیز محدود می سازند. آلاینده های مایع آلی نامحلول در آب (NAPL) سهم بزرگی از کل آلاینده های زیست محیطی را تشکیل می دهند. درک چگونگی نفوذ NAPLها به خاک از اهمیتی ویژه برخوردار است. زیرا با درک آن، می توان خاک های آلوده به NAPLها را اصلاح و اقداماتی مدیریتی برای جلوگیری از نفوذ آنها به سفره های آب زیرزمینی به کار گرفت. هدف از این پژوهش، ارزیابی کمی فرآیند نفوذ برخی ترکیبات نفتی شامل نفت خام و نفت سفید به خاک بود.
خاک مورد آزمون از اطراف پالایشگاه نفت تهران با بافت لوم شنی تهیه شد. با استفاده از مدل های نفوذ فیلیپ، کوستیاکوف و گرین امپت پارامترهای نفوذ و با استفاده از قانون دارسی هدایت هیدرولیکی اشباع برآورد و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردیدند. به منظور ارزیابی کمی تخمین های حاصل از مدل ها، از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین استفاده شد.
نتایج نشان داد که با گذشت زمان ، طول جبهه ی رطوبتی و نفوذ تجمعی NAPLها همانند آب به صورت غیر خطی افزایش می یابد. بیشترین نرخ نفوذ برای این ترکیبات، همچون آب در زمان های ابتدایی نفوذ رخ داد. مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع برای نفت خام و نفت سفید به ترتیب 0058/0 و 280/0 سانتی متر بر دقیقه بدست آمد. به دلیل لزوجت بیشتر نفت سفید و کشش سطحی کمتر نسبت به آب، نگهداشت این سیال نسبت به آب کمتر و نرخ نفوذ آن بیشتر بود.
نتایج ارزیابی کمی فرآیند نفوذ نفت خام به خاک نشان داد که برای ترکیبات NAPLs هنگامی که زمان به سمت بی نهایت میل می کند، شدت نفوذ پایه آنها با هدایت هیدرولیکی اشباع این ترکیبات برابر نیست. زیرا در اواخر نفوذ، ضریب ثابت (S) تاثیر زیادی بر نفوذ این ترکیبات به خاک دارد. با توجه به نتایج، مدل نفوذ گرین- امپت و کوستیاکوف با در نظر گرفتن آماره RMSE، برآورد بهتری از نفوذ NAPLبه خاک ارائه می دهند. ویژگی های NAPLها همچون نوع ترکیب، ساختار شیمیایی، گرانروی، کشش سطحی و چگالی تاثیری به سزا بر نفوذ این ترکیبات به خاک دارند.