Prediction ofmass discharge frommulticomponent DNAPL pools using a semi-analyticalmodel

Autor: Wilfried Schneider, Svenja Steding
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Grundwasser
Grundwasser 26 (3): 241-253 (2021-09)
ISSN: 1432-1165
1430-483X
DOI: 10.1007/s00767-021-00490-2
Popis: Mehrphasige DNAPL-Pools zählen zu den häufigsten Ursachen für Grundwasserkontaminationen und sind bekannt für ihre Langlebigkeit. Obwohl Untersuchungen bereits gezeigt haben, dass die Phasen sich in ihrer Wasserlöslichkeit gegenseitig beeinflussen, werden diese Interaktionen von bisherigen Modellen vernachlässigt. Aus diesem Grund wurde ein semi-analytisches Berechnungsmodell entwickelt, welches die Poolzusammensetzung als zeitlich variabel behandelt. Basierend auf dem Raoult’schen Gesetz werden für jede Komponente Molanteil, effektive Wasserlöslichkeit und schließlich der Schadstoffaustrag infolge Advektion, Dispersion und Diffusion bestimmt. Die Ergebnisse unterscheiden sich deutlich von Studien an einphasigen Pools. So wird gezeigt, dass Schadstofffrachten über die Zeit sowohl zu- als auch abnehmen können und dass ohne Berücksichtigung des Raoult’schen Gesetzes sowohl die Langlebigkeit von DNAPL-Pools als auch die Dauer bis zur Unterschreitung von Grenzwerten teils deutlich unterschätzt wird. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt zudem, dass schwer lösliche Nebenbestandteile nicht vernachlässigt werden dürfen, leicht lösliche hingegen schon. Multicomponent DNAPL pools are among the most common reasons for groundwater contamination and represent highly persistent source areas. Although several studies have already shown that their constituents influence each other’s solubility, existing models neglect these interactions. For this reason, a semi-analytical model has been developed, considering the pool composition as temporally variable. Based on Raoult’s law, the molar fraction, the effective solubility and finally the mass discharge due to advection, dispersion and diffusion of each component are determined. The results significantly differ from studies on single-phase pools. It is shown that mass discharges can both increase and decrease over time and that the longevity of DNAPL pools as well as the time until threshold values are fullfilled will be significantly underestimated if Raoult’s law is neglected. Additionally, a sensitivity analysis reveals that poorly soluble minor components must not be neglected, whereas highly soluble ones can.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: