ارزیابی پارامتریک توابع هیدرولیکی خاک در حضور آلاینده های هیدروکربنی

آلودگی خاک به مواد نفتی از چالش های مهم عصر کنونی است. به منظور بررسی کمی ویژگی های هیدرولیکی خاک های آلوده به مواد هیدروکربنی، منحنی های رطوبتی بنزین، گازوئیل، نفت سفید، نفت خام و آب در چهار نوع محیط متخلخل خاک شامل بافت های sandy loam، silt loam، silty clay و شن خلیج فارس در شرایط دو فازی هواnapl- بدست آمد. همچنین، منحنی های رطوبتی این خاک ها در شرایط سه فازی آب-هوا-napl در سه نسبت هیدروکربن-آب شامل 25-75، 50-50 و 75-25 تعیین شد. مواد هیدروکربنی مورد مطالعه شامل بنزین، گازوئیل، نفت سفید و نفت خام بود. هدایت هیدرولیکی اشباع هر یک از خاک ها برای بنزین، گازوئیل، نفت سفید و نفت خام و آب نیز به روش بار ثابت بدست آمد. سپس پارامترهای مربوط به منحنی های رطوبتی در شرایط دوفازی و سه فازی بر اساس مدل های ون گنوختن، بروکس و کوری و کمپبل بدست آمد. همچنین منحنی های هدایت هیدرولیکی غیر اشباع حالت های دو فازی آلاینده های بنزین، گازوئیل، نفت سفید و نفت خام و آب توسط مدل های ون گنوختن-معلم، بروکس و کوری-معلم، بروکس و کوری-بوردین و کمپبل بدست آمد. نتایج نشان داد در هر دو حالت دو فازی و سه فازی پارامتر مکش ورود هوا در توابع هیدرولیکی نسبت به پارامتر دامنه توزیع خلل و فرج حساسیت بیشتری به تغییرات ویژگی های فیزیکی سیالات دارد. در اغلب موارد، مکش ورود هوا برای نفت خام نسبت به آب افزایش و برای سه آلاینده ی دیگرکاهش یافت. همچنین پارامتر بیان کننده ی توزیع خلل و فرج، در اغلب موارد برای بنزین بیشترین و برای نفت خام کمترین مقدار را داشت. مقدار این پارامتر برای گازوئیل و نفت سفید نیز نسبت به آب کمتر بود. هدایت هیدرولیکی اشباع به ترتیب برای بنزین، نفت سفید و گازوئیل بیشتر و برای نفت خام کمتر از آب بود. اما در مکش های نزدیک به اشباع هدایت هیدولیکی نفت سفید، بنزین و گازوئیل کمتر از آب بود. هدایت هیدولیکی نفت خام اغلب در مکش های نزدیک به یک اتمسفر بیش از سه napl دیگر بود. تقریبا در تمامی سیستم های سه فازی، منحنی های مشخصه napl-آب بالاتر از منحنی آب و ترکیب 75-25 napl-آب بالاتر از دو ترکیب دیگرقرار گرفت. در بیشترمحیط ها، ترکیبات ماده آلاینده نفت خام، منحنی رطوبتی بالاتری نسبت به بقیه ترکیبات نشان داد. در اغلب سیستم های سه فازی، پارامتر بیان کننده توزیع تخلخل کاهش و مکش ورود هوا افزایش یافت. منحنی های مشخصه سه فازی نفت خام اغلب بیشترین تغییر را نشان داد. پس از نفت خام، گازوئیل و سپس نفت چراغ و بنزین قرار گرفتند. با این حال، رفتار محیط های سه فازی حاوی بنزین و نفت سفید شبیه به یکدیگر بود. در بسیاری از موارد، با کاهش مقدار ماده هیدروکربنی در ترکیبات از 75 به 25 درصد، مقادیر پارامتر شاخص توزیع تخلخل افزایش و مکش ورود هوا کاهش نشان داد و به مقادیر این پارامتر ها در منحنی مشخصه آب نزدیک شدند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که خاک های خشک توانایی بهتری برای عبور آلاینده های هیدروکربنی از محیط غیر اشباع به آب های زیرزمینی دارند. همچنین بنزین به دلیل حلالیت در آب و هدایت هیدرولیکی زیاد محیط های متخلخل برای این سیال، به مراتب آلاینده ی خطرناکتری برای سلامتی آب های زیرزمینی محسوب می شود.