بخشی از مقاله
چکیده:
کاهش طبیعی، فرآیندی است که به طور مؤثر باعث کاهش غلظت آلایندهها به سطوحی میگردد که خطری برای سلامتی افراد و محیط زیست نداشته باشند. فرآیند کاهش طبیعی میتواند شامل کاهش، انتشار، رقیقسازی، جذب و تبخیر شیمیایی یا بیولوژیکی باشد. از این فرآیندها، کاهش بیولوژیکی اغلب مهمترین مکانیزم جوابگو برای از بین بردن هیدروکربنهای نفتی و هیدروکربنهای کلردار چرب CAH - ها - در آبهای زیرزمینی است.
استفاده از کاهش طبیعی به عنوان عامل بهبود کیفیت آب زیرزمینی نیاز به اطلاعات فنی معتبری دارد که بیانگر سودمندی این اندازهگیریها باشد. وقتی کاهش طبیعی مورد بررسی قرار میگیرد، ممکن است لازم باشد که روندهای مکانی و زمانی چندین ماده شیمیایی که برخی از آنها نیز به یکدیگر وابستهاند مورد تحلیل قرار گیرند.
در برخی از موقعیتها، تحلیل این روند میتواند چالشانگیز بوده و بررسی اعتبار این روندها ممکن است از لحاظ فهم مطالب برای کاربران ناوارد مشکل باشد. SEQUENCE ابزاری ساده برای کمک در شبیهسازی و قابل رؤیت نمودن روند کاهش طبیعی بر اساس روش دیاگرام شعاعی است که وقوع کاهش طبیعی در آب زیرزمینی را به طور مشخص تعیین مینماید. به علاوه میتوان از آن به منظور نمایش همزمان روندهای مکانی و زمانی چندین نوع آلودهکننده آلی در یک محل استفاده نمود.
مقدمه:
کاهش طبیعی، فرآیندی است که به طور مؤثر باعث کاهش غلظت آلایندهها به سطوحی میگردد که خطری برای سلامتی افراد و محیط زیست نداشته باشند. فرآیند کاهش طبیعی میتواند شامل کاهش، انتشار، رقیقسازی، جذب و تبخیر شیمیایی یا بیولوژیکی باشد. از این فرآیندها، کاهش بیولوژیکی - یا اصلاح طبیعی - اغلب مهمترین مکانیزم جوابگو برای از بین بردن آلودگی حاصل از هیدروکربنهای نفتی و هیدروکربنهای کلردار چرب CAH - ها - در آبهای زیرزمینی است.
به منظور بالا بردن توانایی تحلیل و بررسی اعتبار کاهش طبیعی، روشی ابتکاری برای شبیهسازی و قابل رؤیت نمودن این فرآیند بر اساس روش دیاگرام شعاعی اصلاح شده ارائه شده است. SEQUENCE ابزاری مؤثر و ساده برای کمک در شبیهسازی تأثیر کاهش طبیعی است که وقوع آن را در آب زیرزمینی را به طور مشخص نشان میدهد.
برای بعضی از محلها، نقشه دیاگرام شعاعی میتواند روند اصلی حرکت ماده ردیاب در عملیات لازم برای اصلاح کاهش طبیعی در محل آلودگی را ارائه کند. همچنین نقشههای SEQUENCE-Redox میتوانند به منظور شناسایی سریع روند شاخصهای ژئوشیمیایی مورد استفاده قرار گیرند. به علاوه خطوط حرکت ثانویه ماده ردیاب در کاهش طبیعی آب زیرزمینی می توانند در این نقشهها تشخیص داده شوند.
نسخه 1/1 برنامه SEQUENCEPD که توسط گرانت کری با مشارکت Conestoga-Rovers & Associates و Waterloo Hydrogeologic در 1998 طراحی شده است، امکان تهیه یک ابزار ساده و قدرتمند برای بررسی کاهش طبیعی در یک محل را امکانپذیر میسازد. نقشههای دیاگرام شعاعی حاصل از SEQUENCEPD میتواند به صورت یک فایل تصویری قابل ویرایش - DXF - ، مورد استفاده برنامههایی چون Surfer و AutoCAD قرار گرفته و گزارش تصویری نهایی تهیه شود.
نمونههایی از فرآیند کاهش طبیعی عبارتند از:
-1 کاهش طبیعی : BTEX هیدروکربنهای نفتی مانند بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و گزیلن - BTEX - عموماً به عنوان ماده اولیه در طول فرآیند کاهش طبیعی مد نظر قرار میگیرند. کاهش طبیعی این مواد از طریق اکسیداسیون - انتقال الکترون از مواد الکتروندهنده به مواد الکترونگیرنده - صورت میگیرد که موجب آزاد شدن انرژی شده و این انرژی صرف سوخت و ساز - متابولیسم - میکروبی میگردد - بدکر و بک، 1979، لاینکیلد و کریستنسن، . - 1992
-2 کاهش طبیعی کلریدهای اتان: متابولیسم هوازی همزمان کلریدهای اتان عموماً بسیار کم است، مگر اینکه یک ماده الکتروندهنده مناسب - مثل متان، آمونیاک یا فنل - وجود داشته باشد - مک کارتی، . - 1997 مثلاً وینیلکلرید میتواند تحت شرایط هوازی یا تحت شرایط غیر هوازی در جاییکه آهن سه ظرفیتی به عنوان الکترونگیرنده وجود داشته باشد اکسید شود - برادلی و چپل، . - 1996 همچنین این ماده به سهولت و به طور بسیار مناسب با متان، فنل یا اکسیدکنندههای BTEX متابولیسم هوازی مشترک ایجاد میکند - مک کارتی، . - 1997
مواد و روشها:
در این مدل از روش دیاگرام شعاعی به منظور تحلیل روند زمانی و مکانی غلظت مواد آلاینده آلی در چاههای مشاهدهای آب زیرزمینی استفاده شده است. مسیر اولیه ردیاب توسط روند کاهش مکانی غلظت مواد آلاینده نسبتاً پایدار یا ناپایدار با یک شیب منفی از منبع تعیین میشود که بیانگر وجود کاهش طبیعی در محل میباشد. در مکانهایی که خطوط اولیه بینتیجه باشد، ممکن است خطوط ثانویه ردیاب مورد نیاز واقع شود.
تحلیل روندهای زمانی و مکانی براساس اطلاعات فهرستبندی شده میتواند کاری خسته کننده بوده و استخراج روندی برای کاهش طبیعی از آن به آسانی میسر نیست. در محلهای غیر یکنواخت یا در محلهایی که شرایط موجود تابع تغییرپذیری زمانی و مکانی قابل ملاحظه است، استفاده از نقشههای خطوط هم غلظت شیمیایی به منظور درونیابی میتواند بسیار مشکل باشد.
همچنین آمادهسازی این نقشهها منظور درونیابی، از مراحل اولیه و ضروری کار است چرا که درونیابی توزیع شیمیایی بین دو چاه مشاهدهای به ویژه برای مکانهایی که شبکه متراکمی از چاههای مشاهدهای ندارند مشکل خواهدبود. در این روشها میتوان از SEQUENCE به منظور نشان دادن همزمان روندهای زمانی و مکانی تغییر غلظت چندین ماده شیمیایی روی یک نقشه استفاده نمود.
این برنامه ابزار مفید و مؤثری برای ارائه خطوط اولیه و ثانویه ردیاب به منظور برآورد روند کاهش طبیعی و رسم دیاگرامهای شعاعی ارائه دهنده غلظتهای اندازهگیری شده یا مقادیر مولاریته محاسبه شده برای 3 ماده شیمیایی یا بیشتر میباشد. هر دیاگرام شعاعی اطلاعات متناظر با مکان یک چاه مشاهدهای را نشان داده و شامل چندین محور - یک یا چند ماده شیمیایی - بوده که به صورت شعاعی حول یک مبدأ یکسان رسم شدهاند. در این راستا SEQUENCE میتواند به منظور نمایش مقادیر یک ماده - غلظت یا مولاریته - طی سالهای مختلف روی هر محور مورد استفاده قرار گیرد.
