Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface

Bidragets oversatte titel: Styrende parametre for naturlig nedbrydning af benzinstoffer i en lagdelt umættet zone

Andreas Houlberg Kristensen

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

1371 Downloads (Pure)

Resumé

Størstedelen af benzin- og oliestoffer er nedbrydelige i jordmiljøet. Som følge heraf bliver ”naturlig nedbrydning” i stigende grad betragtet som et effektivt og miljøvenligt alternativ til mere aktive oprensningsstrategier. Denne afhandling omhandler sammenhængen mellem jordfysiske egenskaber i umættet zone og muligheden for diffusiv gastransport og biologisk nedbrydning af flygtige kulbrinter – to processer, som typisk er dominerende i den dybe umættede zone hvor jordens indhold af organisk stof er lavt.

Målinger af gasdiffusivitet (Dp/D0) i kalk og moræneler viste, at gastransporten her var styret af afdrænede makroporer, mens dette ikke var tilfældet i homogene sandjorde. Som følge heraf gav beregninger med en hyppigt anvendt Dp/D0-model af Millington og Quirk (1961) værdier der lå op til 7•106 gange lavere end dem bestemt eksperimentelt. Dette var især tilfældet ved højt vandindhold, hvor gasdiffusionen hovedsageligt foregik gennem afdrænede makroporer. I disse jorde kunne Dp/D0-data i stedet simuleres med en ny model for gasdiffusivitet i dobbeltporøse medier. Potentialet for nedbrydning af benzen i batch-flasker var tæt forbundet med luftfyldt porøsitet og Dp/D0 for den givne jordtype under feltforhold. Nedbrydning af benzen i 100-cm3 intakte jordprøver antydede desuden, at ilttilførslen var begrænsende for nedbrydningen for Dp/D0 < 0,02.

Målte værdier af Dp/D0 og hastigheden af benzennedbrydning i batch-flasker var statistisk korrelerede til geologisk jordtype (P < 0,05). Det samme var tilfældet for luftfyldt porøsitet, fordelingen af NAPL, bakterietællinger, vandindholdet og jordens densitet. Dette illustrerede med tydelighed den store betydning af geologisk variabilitet og lagfølge for transport og nedbrydning af benzin- og oliestoffer i umættet zone. En semivariogramanalyse viste rumlige korrelationer der var 2-5 gange højere i horisontal retning end i vertikal retning. Samlet set fremhæver dette studie vigtigheden af, at vurdere jordens gastransportegenskaber, samt den rumlige fordeling af potentialet for mikrobiologisk nedbrydning, forud for implementering af ”naturlig nedbrydning” som afværgestrategi i en benzinforurenet umættet zone.
OriginalsprogEngelsk
Udgivelses stedAalborg Universitet
ForlagInstitut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet
Udgave1
Antal sider48
ISBN (Trykt)978-87-90033-69-9
StatusUdgivet - 2010

Citer dette

Kristensen, A. H. (2010). Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface. (1 udg.) Aalborg Universitet: Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet.
Kristensen, Andreas Houlberg. / Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface. 1 udg. Aalborg Universitet : Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet, 2010. 48 s.
@phdthesis{68602cc79905469f95db1e081b711cdb,
title = "Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface",
abstract = "St{\o}rstedelen af benzin- og oliestoffer er nedbrydelige i jordmilj{\o}et. Som f{\o}lge heraf bliver ”naturlig nedbrydning” i stigende grad betragtet som et effektivt og milj{\o}venligt alternativ til mere aktive oprensningsstrategier. Denne afhandling omhandler sammenh{\ae}ngen mellem jordfysiske egenskaber i um{\ae}ttet zone og muligheden for diffusiv gastransport og biologisk nedbrydning af flygtige kulbrinter – to processer, som typisk er dominerende i den dybe um{\ae}ttede zone hvor jordens indhold af organisk stof er lavt.M{\aa}linger af gasdiffusivitet (Dp/D0) i kalk og mor{\ae}neler viste, at gastransporten her var styret af afdr{\ae}nede makroporer, mens dette ikke var tilf{\ae}ldet i homogene sandjorde. Som f{\o}lge heraf gav beregninger med en hyppigt anvendt Dp/D0-model af Millington og Quirk (1961) v{\ae}rdier der l{\aa} op til 7•106 gange lavere end dem bestemt eksperimentelt. Dette var is{\ae}r tilf{\ae}ldet ved h{\o}jt vandindhold, hvor gasdiffusionen hovedsageligt foregik gennem afdr{\ae}nede makroporer. I disse jorde kunne Dp/D0-data i stedet simuleres med en ny model for gasdiffusivitet i dobbeltpor{\o}se medier. Potentialet for nedbrydning af benzen i batch-flasker var t{\ae}t forbundet med luftfyldt por{\o}sitet og Dp/D0 for den givne jordtype under feltforhold. Nedbrydning af benzen i 100-cm3 intakte jordpr{\o}ver antydede desuden, at ilttilf{\o}rslen var begr{\ae}nsende for nedbrydningen for Dp/D0 < 0,02.M{\aa}lte v{\ae}rdier af Dp/D0 og hastigheden af benzennedbrydning i batch-flasker var statistisk korrelerede til geologisk jordtype (P < 0,05). Det samme var tilf{\ae}ldet for luftfyldt por{\o}sitet, fordelingen af NAPL, bakteriet{\ae}llinger, vandindholdet og jordens densitet. Dette illustrerede med tydelighed den store betydning af geologisk variabilitet og lagf{\o}lge for transport og nedbrydning af benzin- og oliestoffer i um{\ae}ttet zone. En semivariogramanalyse viste rumlige korrelationer der var 2-5 gange h{\o}jere i horisontal retning end i vertikal retning. Samlet set fremh{\ae}ver dette studie vigtigheden af, at vurdere jordens gastransportegenskaber, samt den rumlige fordeling af potentialet for mikrobiologisk nedbrydning, forud for implementering af ”naturlig nedbrydning” som afv{\ae}rgestrategi i en benzinforurenet um{\ae}ttet zone.",
author = "Kristensen, {Andreas Houlberg}",
year = "2010",
language = "English",
isbn = "978-87-90033-69-9",
publisher = "Institut for Kemi, Milj{\o} og Bioteknologi, Aalborg Universitet",
edition = "1",

}

Kristensen, AH 2010, Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface. 1 udg, Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet, Aalborg Universitet.

Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface. / Kristensen, Andreas Houlberg.

1 udg. Aalborg Universitet : Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet, 2010. 48 s.

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

TY - BOOK

T1 - Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface

AU - Kristensen, Andreas Houlberg

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Størstedelen af benzin- og oliestoffer er nedbrydelige i jordmiljøet. Som følge heraf bliver ”naturlig nedbrydning” i stigende grad betragtet som et effektivt og miljøvenligt alternativ til mere aktive oprensningsstrategier. Denne afhandling omhandler sammenhængen mellem jordfysiske egenskaber i umættet zone og muligheden for diffusiv gastransport og biologisk nedbrydning af flygtige kulbrinter – to processer, som typisk er dominerende i den dybe umættede zone hvor jordens indhold af organisk stof er lavt.Målinger af gasdiffusivitet (Dp/D0) i kalk og moræneler viste, at gastransporten her var styret af afdrænede makroporer, mens dette ikke var tilfældet i homogene sandjorde. Som følge heraf gav beregninger med en hyppigt anvendt Dp/D0-model af Millington og Quirk (1961) værdier der lå op til 7•106 gange lavere end dem bestemt eksperimentelt. Dette var især tilfældet ved højt vandindhold, hvor gasdiffusionen hovedsageligt foregik gennem afdrænede makroporer. I disse jorde kunne Dp/D0-data i stedet simuleres med en ny model for gasdiffusivitet i dobbeltporøse medier. Potentialet for nedbrydning af benzen i batch-flasker var tæt forbundet med luftfyldt porøsitet og Dp/D0 for den givne jordtype under feltforhold. Nedbrydning af benzen i 100-cm3 intakte jordprøver antydede desuden, at ilttilførslen var begrænsende for nedbrydningen for Dp/D0 < 0,02.Målte værdier af Dp/D0 og hastigheden af benzennedbrydning i batch-flasker var statistisk korrelerede til geologisk jordtype (P < 0,05). Det samme var tilfældet for luftfyldt porøsitet, fordelingen af NAPL, bakterietællinger, vandindholdet og jordens densitet. Dette illustrerede med tydelighed den store betydning af geologisk variabilitet og lagfølge for transport og nedbrydning af benzin- og oliestoffer i umættet zone. En semivariogramanalyse viste rumlige korrelationer der var 2-5 gange højere i horisontal retning end i vertikal retning. Samlet set fremhæver dette studie vigtigheden af, at vurdere jordens gastransportegenskaber, samt den rumlige fordeling af potentialet for mikrobiologisk nedbrydning, forud for implementering af ”naturlig nedbrydning” som afværgestrategi i en benzinforurenet umættet zone.

AB - Størstedelen af benzin- og oliestoffer er nedbrydelige i jordmiljøet. Som følge heraf bliver ”naturlig nedbrydning” i stigende grad betragtet som et effektivt og miljøvenligt alternativ til mere aktive oprensningsstrategier. Denne afhandling omhandler sammenhængen mellem jordfysiske egenskaber i umættet zone og muligheden for diffusiv gastransport og biologisk nedbrydning af flygtige kulbrinter – to processer, som typisk er dominerende i den dybe umættede zone hvor jordens indhold af organisk stof er lavt.Målinger af gasdiffusivitet (Dp/D0) i kalk og moræneler viste, at gastransporten her var styret af afdrænede makroporer, mens dette ikke var tilfældet i homogene sandjorde. Som følge heraf gav beregninger med en hyppigt anvendt Dp/D0-model af Millington og Quirk (1961) værdier der lå op til 7•106 gange lavere end dem bestemt eksperimentelt. Dette var især tilfældet ved højt vandindhold, hvor gasdiffusionen hovedsageligt foregik gennem afdrænede makroporer. I disse jorde kunne Dp/D0-data i stedet simuleres med en ny model for gasdiffusivitet i dobbeltporøse medier. Potentialet for nedbrydning af benzen i batch-flasker var tæt forbundet med luftfyldt porøsitet og Dp/D0 for den givne jordtype under feltforhold. Nedbrydning af benzen i 100-cm3 intakte jordprøver antydede desuden, at ilttilførslen var begrænsende for nedbrydningen for Dp/D0 < 0,02.Målte værdier af Dp/D0 og hastigheden af benzennedbrydning i batch-flasker var statistisk korrelerede til geologisk jordtype (P < 0,05). Det samme var tilfældet for luftfyldt porøsitet, fordelingen af NAPL, bakterietællinger, vandindholdet og jordens densitet. Dette illustrerede med tydelighed den store betydning af geologisk variabilitet og lagfølge for transport og nedbrydning af benzin- og oliestoffer i umættet zone. En semivariogramanalyse viste rumlige korrelationer der var 2-5 gange højere i horisontal retning end i vertikal retning. Samlet set fremhæver dette studie vigtigheden af, at vurdere jordens gastransportegenskaber, samt den rumlige fordeling af potentialet for mikrobiologisk nedbrydning, forud for implementering af ”naturlig nedbrydning” som afværgestrategi i en benzinforurenet umættet zone.

M3 - Ph.D. thesis

SN - 978-87-90033-69-9

BT - Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface

PB - Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet

CY - Aalborg Universitet

ER -

Kristensen AH. Controlling Factors for Natural Attenuation of Petroleum Vapors in a Layered Subsurface. 1 udg. Aalborg Universitet: Institut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet, 2010. 48 s.