palette
ارزیابی آسیب‌پذیری منابع آب زیرزمینی توسط آلاینده‌های صنعتی انبار نفت ساری

چکیده

سابقه و هدف:محدوده مورد مطالعه دشت ساری - نکاء می­باشد که اکثر مردم آن به فعالیت­های کشاورزی می­پردازند. شرکت پخش فرآورده­های نفتی ساری با تعداد 18 مخزن در جنوب این دشت قرار دارد. با توجه به قدمت این تأسیسات احتمال نشت ترکیبات نفتی وجود دارد. در این تحقیق امکان نشت و انتقال هیدروکربن­های محلول در آبخوان ساری بررسی شده است.

مواد و روش ها:ابتدا مدل مفهومی دشت بر اساس داده­های زمین­شناسی، جغرافیایی و هیدرولوژیکی ساخته شده و سپس با استفاده از برنامه  MODFLOWمدل عددی جریان آب زیرزمینی آبخوان طراحی گشت. در حالت پایدار از نقشه ایزوپتانسیل مرداد ­ماه 1383 استفاده شد و بر اساس آن نقشه توزیع هدایت هیدرولیکی تهیه گردید. در حالت ناپایدار مدل برای 12 ماه بعد از مرداد 1383 کالیبره شد. نتایج میدان سرعت حاصل از مدل جریان آب زیرزمینی به عنوان ورودی مدل انتقال آلودگی در نرم افزار  MT3DMSاستفاده گردید. سپس مدل براي TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)که غلظت آنها در يک بازه زماني14 ساله اندازه­گيري شده بود اجرا گرديد. با در نظر گرفتن فرآيندهاي همرفت، پراکنش هيدروديناميکي و جذب در روند پاکسازي طبيعي TPH، مدل انتقال واسنجي و نرخ جذب برآورد گرديد. به منظور پيش­بيني پتانسيل پاکسازي طبيعي آبخوان در سالهاي آتي، مدل با نرخ جذب بدست آمده اجرا گرديد. در نهايت نمودار تغييرات غلظت  TPHتا رسيدن به غلظت استاندارد مجاز نسبت به زمان رسم شد و معادله مربوط به آن تعيين گرديد. اين معادله مي­تواند ابزار ساده­اي براي پيش­بيني تغييرات طبيعي غلظت ترکیبات نفتی با زمان در دست کارشناسان باشد.

نتایج و بحث: بر اساس معادله پاکسازی، مدت زمان لازم برای پاکسازی آلودگی حاصل از نشت آلاینده­ی نفتی با غلظت اولیه 10 میلی­گرم در لیتر در آبخوان ساری تقریباً معادل 62 سال تعیین گشت و در صورتی که در سالهای آتی هیچ تزریق آلاینده نفتی در آبخوان صورت نگیرد در سال 1436 هاله آلودگی به طور طبیعی توسط آبخوان پاکسازی خواهد شد. بر اساس پارامترهای واسنجی شده مدل انتقال آلودگی، فاکتور تأخیر در آبخوان ساری معادل 57/1 محاسبه گردید.

همچنین با مدل طراحی شده می­توان هر سناریو تزریق و تخلیه آلاینده را شبیه­سازی نمود. به­منظور پیش­بینی سرنوشت TPH در سالهای آتی با شرایط تزریق پیوسته آلاینده نفتی به آبخوان، غلظت TPH اندازه­گیری شده در اسفند ماه 1388 به عنوان غلظت اولیه مدل انتقال آلودگی در نظر گرفته شد. سپس تزریق پیوسته آلاینده نفتی به آبخوان با غلظت ثابت 10 میلی گرم در لیتر در بازه­های زمانی 10، 20، 30، 40 و 60 ساله به مدل اعمال شد و در نهایت مدل آلودگی با در نظر گرفتن این شرایط و نرخ جذب به دست آمده در مرحله واسنجی اجرا گردید و انتشار هاله آلودگی در این بازه­های زمانی با فرض ماندگار بودن شرایط هیدرولیکی در آبخوان پیش­بینی شد. همچنینمدل آلودگی با اعمال سه سناریوی افزایش غلظت تزریق تا20000 میلی گرم در متر مکعب در منبع، کاهش 30 در صدی نرخ پمپاژ چاه­های اطراف سایت و افزایش 30 درصدی سطح آب رودخانه تجن نیز اجرا گردید.هر کدام از این شرایط باعث ایجاد تغییر در غلظت آلاینده و گسترش هاله آلودگی گشت.

نتیجه گیری:در صورتی که در سالهای آتی به دلیل استهلاک تأسیسات نفتی در سایت انبار نفت ساری، نشت و تزریق پیوسته آلاینده به درون آبخوان صورت بگیرد، توسعه هاله آلودگی نفتی در آبخوان مورد مطالعه با گذشت زمان افزایش می­یابد اما می­توان با اجرای پروژه­هایی نظیر پمپاژ و استحصال آبخوانمانع گسترش آن شد.

واژگان کلیدی
آبخوان، پاکسازی طبیعی، هاله آلودگی، انبار نفت ساری، مدل انتقال.

منابع و مآخذ مقاله

Anderson, M.P. and Woessner, W., 1992. Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Predication Transport, San Diego: Academic Press, Inc.

Boonstra, J. and Deridder, N.A., 1981. Numerical modeling of GroundWater basins user oriented manual.International Institute foreland Reclamation and improvement.

Fetter, C.W., 2000.Contaminant Hydrogeology.Second ed. Waveland Press, Inc., USA.

Frind, E.O., Malson, J.M. and Schimer, M., 1999. Dissolution and mass transfer of multiple organics under field conditions: The borden emplaced source. Water Resource Research.8(35), 683-694.

Haussard, M., Gaballah, I., Kanari, N., De Donato, P., Barres, O. and Villieras, F., 2003. Separation of hydrocarbons and lipid from water using treated bark. Water research. 37(2), 362-374.

Hill, M.C., 1992. MODFLOWP.U.S.G.S Water resources Division. Denver, Colorado, 80225- 0046.

Ibrahim, S., Wang, S. and Ang, H.M., 2010.Removal of emulsified oil from oily wastewater using agricultural waste barley straw. Biochemical Engineering Journal, 49(1), 78-83.

Jain, P.K., Gupta, V.K., Gaur, R.K., Lowry, M., Jaroli, D.P. and Chauhan, U.K., 2011. Bioremediation of petroleum oil contaminated soil and water. Research Journal of Environmental Toxicology. 5(1), 1-26.

Jalbert, M., Dane, J.H., Abriola, L.M. and Pennell, K.D., 2000.A nondimensional evaluation of tracer sensitivity to density effects.Ground Water. 38(2), 226-233.

Karan, C.P., Rengasamy, R.S. and Das, D., 2011.Oil spill cleanup by structured fibre assembly.Indian Journal of Fibre& Textile Research. 36(2), 190-200.

Kukreti, A.R. and Rajapaksa, Y., 1989. A numerical model for simulating two-phase flow through porous media.Applied Mathematical Modelling.13, 268-281.

Kun, Z., Hui, C., Guanghe, L. and Zhaochang, L., 1998. In situ remediation of petroleum compounds in groundwater aquifer with chlorine dioxide. Water Research. 32(5), 1471-1480.

Lenhard, R.J., Oostrom, M. and Dane, J.H., 2004.A constitutive model for air–NAPL–water flow in the vadose zone accounting for immobile, non-occluded (residual) NAPL in strongly water-wet porous media.Journal of contaminant hydrology, 73(1), 283-304.

Liao, B. and Aral, M.M., 2000. Semi-analytical solution of two-dimensional sharp interface LNAPL transport models. Journal of Contaminant Hydrology.44, 203-221.

Okoh, A.I. and Trejo-Hernandez, M.R., 2006. Remediation of petroleum hydrocarbon polluted systems: exploiting the bioremediation strategies. African Journal of Biotechnology.5(25), 2520-2525.

Ratchagar, N.P. and Hemalatha, S., 2016. Mathematical model to study the spread of spilled oil in the soil. Applications and Applied Mathematics-an International Journal.11, 351-363.

Schackelford, C.D., Daniel, D.E. and Liljestrand, H.M., 1989. Diffusion of inorganic chemical species in compacted clay soil.Contaminant Hydrology. 3(4), 241-273.

Todd, D.K. and Mays Larry, W., 2005.Groundwater Hydrology.NewYork.John Wiley & Sons, Inc.

Yudono, B., Said, M. and Sabaruddin., 2010. Kinetics of petroleum contaminated by an indigenous bacteria Bacillus megaterium. Hayati Journal of Biosciences.17 (4), 155- 160.

Zheng, C. and Wang, P.P., 1999. MT3DMS, a modular three dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion and chemical reactions of contaminates in groundwater systems. VICKSBURG, Mississippi: Waterways experiment Station, US Army Crops of Engineers.

Zheng, C. and Bennet, G.D., 2002. Applied Contaminant Transport Modeling. John Wiley & Sons, Inc., PP. 621.


ارجاعات
  • در حال حاضر ارجاعی نیست.