- Tytuł:
-
Szacowanie opóźnienia migracji rtęci w gruntach piaszczystych z okolic Krakowa na podstawie testów statycznych
Estimation of Retardation of Mercury Migration in Sandy Soils near Krakow Using Batch Tests - Autorzy:
- Klojzy-Karczmarczyk, B.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1817953.pdf
- Data publikacji:
- 2016
- Wydawca:
- Politechnika Koszalińska. Wydawnictwo Uczelniane
- Tematy:
-
rtęć
testy statyczne
współczynnik opóźnienia R
piaski średnie
piaski drobne
mercury
batch test
retardation coefficient R
medium sand
fine sand - Opis:
-
Istotnym elementem prognozowania migracji zanieczyszczeń z powierzchni terenu do warstw wodonośnych jest ocena prędkości migracji przez strefę aeracji. Szacowanie średniego czasu przesączania wody z powierzchni terenu do warstwy wodonośnej pozwala na określenie podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie. Wieloletnie badania gruntów w zasięgu oddziaływania południowej obwodnicy Krakowa wskazują na możliwość powolnej kumulacji rtęci w przypowierzchniowych warstwach gruntu lub też na bardzo powolną migrację w głąb warstw. Czas przemieszczania znacznika konserwatywnego w utworach o charakterze porowym uzależniony jest głównie od wielkości konwekcyjnego przenoszenia. Natomiast czas przemieszczania w ośrodku hydrogeologicznym zanieczyszczenia ulegającego opóźnieniu (w tym przypadku rtęci) uzależniony jest dodatkowo od wielkości sorpcji, a w konsekwencji opóźnienia migracji wyrażanego współczynnikiem opóźnienia (retardacji) R. Celem badań była ocena wielkości tego parametru dla gruntów pobranych z okolic Krakowa, różniących się składem granulometrycznym. Badania sorpcji rtęci przeprowadzono dla utworów zaklasyfikowanych jako piaski drobne oraz piaski średnie. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla 4 próbek gruntów, dla których wykazano początkowe zanieczyszczenie rtęcią. Przeprowadzono testy statyczne sorpcji w różnych proporcjach fazy stałej do fazy ciekłej (testy batch). W trakcie eksperymentu zastosowano wodę dejonizowaną sztucznie zanieczyszczoną rtęcią o różnych stężeniach. Masa zasorbowanej przez materiał gruntowy rtęci w trakcie eksperymentu została obliczona ze wzoru opartego na bilansie masy. Sorpcja Hg dla analizowanego materiału gruntowego została opisana przy pomocy izotermy Henry’ego o charakterze liniowym. Zależność między stężeniem substancji w roztworze i fazie stałej określa podział sorbowanej substancji między roztworem a fazą stałą. Na podstawie wyznaczonej stałej podziału zanieczyszczenia pomiędzy sorbentem a roztworem oszacowano współczynnik opóźnienia R, określający wielokrotność opóźnienia migracji składnika ulegającego sorpcji w stosunku do składników o charakterze konserwatywnym. Eksperyment prowadzono z uwzględnieniem czasu ustalenia warunków równowagowych określonego na 15-18 dni. Uzyskany współczynnik opóźnienia R przyjmuje zbliżone wartości bez względu na przyjęty schemat obliczeń. Przeprowadzone badania statyczne wykazały, że wielkość opóźnienia rtęci kształtuje się od 1407 do 1782 w przypadku piasków średnich oraz od 1406 do 2387 w przypadku piasków drobnych. Na podstawie obliczonego R, zgodnie z klasyfikacją intensywności sorpcji wg E. Osmędy-Ernst oraz S. Witczaka (1991) można określić sorpcję jako nieograniczoną. W związku z przyjętymi założeniami dla potrzeb eksperymentu i zastosowanymi uproszczeniami uzyskane wartości należy traktować jako orientacyjne.
An important element in predicting the migration of contaminants from the surface to the aquifers is to assess the speed of migration through the aeration zone. Estimating the average time of water percolation from the surface to the aquifer allows to determine the susceptibility of groundwater to contamination. Long-term research of soils in the impact zone of the southern Krakow ring road indicates the possibility of slow accumulation of mercury in subsur face soil horizons or a very slow migration into the horizons. Migration time of conservative contaminants in porous deposits depends mainly on the size of convective migration. Migration time of retarded contamination in a hydrogeological centre (in this case it is mercury) is additionally dependent on the size of sorption, and consequently on the retardation expressed by retardation factor R. The aim of this study was to assess the size of this parameter for the soils sampled near Krakow, and differing in particle size composition. The mercury sorption study was therefore carried out for deposits classified as fine and medium sands. Laboratory tests were conducted for 4 soil samples which indicated initial mercury contamination. Sorption batch tests were carried out in different proportions of the solid phase to the liquid phase. During the experiment, deionized water artificially contaminated with mercury at different concentrations was used. Mercury absorbed by the soil during the experiment was calculated from the formula based on mass balance. Hg sorption for the analysed soil material was described using Henry model, the linear isotherm. The correlation between the concentration of substances in solution and solid phase determines the distribution of the sorbed substance between solution and solid phase. Based on the determined contamination distribution constant between the sorbent and the solution the retardation coefficient R was determined; it defines the retardation multiple of the component undergoing sorption with respect to the components which are conservative in nature. The experiment was conducted taking into account the time to determine equilibrium conditions defined at 15-18 days. The resulting retardation coefficient R accepts a similar values regardless of the adopted course of action. The conducted batch tests indicated that mercury retardation ranges from 1407 to 1782 in the case of medium sands and from 1406 to 2387 in the case of fine sand. On the basis of the calculated R, in accordance with the classification of the sorption intensity by E. Osmęda-Ernst and S. Witczak (1991), sorption may be defined as unlimited. Due to the assumptions for experimental purposes and the applied simplifications, the resulting values should be considered indicative. - Źródło:
-
Rocznik Ochrona Środowiska; 2016, Tom 18, cz. 1; 743-758
1506-218X - Pojawia się w:
- Rocznik Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł