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

Andreas Houlberg Kristensen

Research output: Book/ReportPh.D. thesis

1388 Downloads (Pure)

Abstract

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.
Translated title of the contributionStyrende parametre for naturlig nedbrydning af benzinstoffer i en lagdelt umættet zone
Original languageEnglish
Place of PublicationAalborg Universitet
PublisherInstitut for Kemi, Miljø og Bioteknologi, Aalborg Universitet
Edition1
Number of pages48
ISBN (Print)978-87-90033-69-9
Publication statusPublished - 2010

Cite this