什(shén)麽是輕質非水(shuǐ)相流體？
LNAPL: Light, nonaqueous-phase liquid
LNAPL 污染質是不溶于水(shuǐ)的有機化合物，并且比水(shuǐ)要輕 （密度 < 1.0 g/cm3)，所以叫輕質非水(shuǐ)相流體。
它從(cóng)哪裏來(lái)？
因爲它主要存在于原油、汽油、柴油等油類物質中。所以LNAPL的污染的主要來(lái)源自(zì)煉油廠(chǎng)、加油站(zhàn)、或者儲油設施的油類洩漏。在國内，LNAPL的主要來(lái)源是石油烴類污染物。
爲什(shén)麽我們要關注它？
當LNAPL被釋放(fàng)，它可以向下(xià)和(hé)橫向遷移，由此産生的LNAPL分布取決于土壤的特性，非水(shuǐ)相流體特性和(hé)LNAPL的釋放(fàng)量。
我們爲什(shén)麽要關注它？有三點說明(míng)。
1.因爲LNAPL的洩漏不僅會(huì)造成地下(xià)水(shuǐ)和(hé)土壤污染，同時(shí)石油類揮發性氣體侵入室内，對(duì)室内空(kōng)氣也(yě)會(huì)造成污染。
2.由于LNAPL污質的特殊性質，它會(huì)浮在地下(xià)水(shuǐ)的面上(shàng)，在地下(xià)形成氣-LNAPL-水(shuǐ)三相體系。因此，地下(xià)水(shuǐ)中的LNAPL污染的研究具有其特殊性，增加了(le)對(duì)污染場地評估的難度。如果污染場地長期得不到(dào)治理(lǐ)，會(huì)嚴重影響生态和(hé)增加污染物轉移和(hé)擴散的風(fēng)險。
3.根據美(měi)國的環境法規，執法部門(mén)要求污染者對(duì)其造成的LNAPL污染進行處理(lǐ)和(hé)對(duì)其彙報(bào)。根據執法部門(mén)的要求，LNAPL清除要确保最大(dà)程度地減少LNAPL的擴散，以保護人類健康和(hé)環境爲目标。
LNAPL修複過程和(hé)概念模型的演變
△LNAPL修複過程和(hé)概念模型的演變
LNAPL管理(lǐ)是包含現(xiàn)場評估、監測、LNAPL概念性場地模型開(kāi)發、相關問題識别、驗證以及修複技術選擇的應用(yòng)過程。
LNAPL概念模型的初步開(kāi)發和(hé)持續改進對(duì)于識别和(hé)修複LNAPL污染場地非常關鍵。上(shàng)圖是LNAPL修複過程和(hé)LNAPL概念模型的演變, 圖中記錄了(le)LNAPL概念模型的逐步演變，每一個概念模型階段的具體目的。
LNAPL的遷移與分布
△LNAPL的遷移與分布
LNAPL滲入地下(xià)，它可以同時(shí)橫向或者縱向的轉移，直到(dào)接觸到(dào)地下(xià)水(shuǐ)。少量的LNAPL洩露會(huì)相對(duì)固定的殘留在土壤的孔隙之中，而大(dà)量的LNAPL洩露更可能(néng)在土壤中留下(xià)固定殘留之後，再遷移到(dào)地下(xià)水(shuǐ)層。
構成LNAPL的成分和(hé)化學品的組成部分可能(néng)會(huì)随着時(shí)間的推移通過各種揮發，吸附和(hé)溶解的方式減少。如果沒有減少，LNAPL的污染物質本身可以形成一個長期污染源對(duì)鄰近的土壤，土壤氣體和(hé)地下(xià)水(shuǐ)造成二次污染。
LNAPL污染物的形成和(hé)初步分布
△LNAPL污染物的形成和(hé)初步分布
當大(dà)量的LNAPL釋放(fàng)，将在重力影響下(xià)通過可滲透通道(dào)（例如，土壤的裂縫）垂直向下(xià)移動，最終到(dào)達地下(xià)水(shuǐ)。在LNAPL通過土壤向下(xià)移動時(shí)，土壤的分層，地下(xià)土層的不均勻分布有可能(néng)導緻LNAPL的不規則和(hé)複雜(zá)的橫向發展和(hé)停留在土壤層面。LNAPL一旦到(dào)達地下(xià)水(shuǐ)，由于其密度較低(dī)，與水(shuǐ)不相溶，LNAPL會(huì)先聚集并以徑向方式橫向擴散。
在足夠的水(shuǐ)頭壓力下(xià)，LNAPL會(huì)有效地擠壓地下(xià)水(shuǐ)位，并垂直向下(xià)持續遷移，直至到(dào)達平衡狀态。在LNAPL洩漏停止後，LNAPL的區(qū)域範圍會(huì)在短時(shí)間内持續擴展，并最終達到(dào)穩定狀态。上(shàng)圖中表現(xiàn)了(le)LNAPL釋放(fàng)的概念描述和(hé)LNAPL機構的初始穩定性的形成。
典型的LNAPL體的多相系統
△土層中和(hé)監測井（a-e）内觀察到(dào)的LNAPL的模型
LNAPL污染質主體的地下(xià)遷移也(yě)可以用(yòng)LNAPL飽和(hé)度來(lái)進行部分表征，LNAPL飽和(hé)度的定義爲LNAPL所占孔隙總體積的百分比。LNAPL體是一種多相體系，其中孔隙中間包含不同數量的LNAPL、地下(xià)水(shuǐ)和(hé)氣體。
一般而言，LNAPL污染質體所占據的空(kōng)間主要由水(shuǐ)組成，其次是較少量的LNAPL，其中最小(xiǎo)的部分的孔隙空(kōng)間由氣體占據。如圖上(shàng)所示，LNAPL污染體内的LNAPL飽和(hé)度通常遠低(dī)于100%。
監測井中的LNAPL
△LNAPL的厚度和(hé)地下(xià)水(shuǐ)高(gāo)度的時(shí)間關系
如果在采樣點檢測到(dào)LNAPL的存在，則表示LNAPL在監測點附近有存在潛在的流動性，但(dàn)是并不意味着LNAPL正在遷移。
在LNAPL污染源停止洩露後，LNAPL在地下(xià)分布達到(dào)平衡狀态。但(dàn)是地下(xià)水(shuǐ)位波動會(huì)引起LNAPL的重新分布，如上(shàng)圖，在一個先下(xià)降後上(shàng)升的地下(xià)水(shuǐ)位波動情況下(xià)，LNAPL部分會(huì)在水(shuǐ)位升高(gāo)時(shí)順着水(shuǐ)位向上(shàng)移動，但(dàn)是這(zhè)些(xiē)上(shàng)升的LNAPL一部分會(huì)在水(shuǐ)位下(xià)降時(shí)被孔隙束縛。因此，LNAPL的垂直分布産生了(le)變化。
LNAPL的分布演變
△LNAPL的分布演變
如上(shàng)圖所示， 在洩漏初期，LNAPL污染質形成了(le)一個明(míng)顯的梯度。随着LNAPL的持續洩漏，梯度漸漸減弱，随着時(shí)間的推移與地下(xià)水(shuǐ)層梯度相似。
最上(shàng)面的圖說明(míng)了(le)洩漏停止前，LNAPL的分布狀況。LNAPL會(huì)持續橫向遷移直到(dào)洩漏停止，中間的圖說明(míng)了(le)洩漏停止後，LNAPL的分布情況。LNAPL在監測井中聚集，但(dàn)是不再橫向移動。底部的圖說明(míng)了(le)LNAPL處于殘留飽和(hé)狀态。除非地下(xià)水(shuǐ)位下(xià)降，LNAPL不會(huì)再聚集井中，地下(xià)水(shuǐ)位下(xià)降會(huì)使被困在地下(xià)水(shuǐ)下(xià)的LNAPL流入井中。
LNAPL的指标
1 地下(xià)水(shuǐ)
△LNAPL的潛在指标
如果在石油洩漏場地，懷疑有LNAPL的污染存在，但(dàn)是LNAPL并沒有被直接觀察到(dào)的，判斷LNAPL是否存在需要更多的證據來(lái)證明(míng)。
通過監測井來(lái)監測LNAPL存在是其中一種途徑，但(dàn)并不能(néng)作(zuò)爲評估的唯一檢測工(gōng)具。如果在一處監測井中發現(xiàn)LNAPL，可以假設周圍的含水(shuǐ)層存在LNAPL。然而，如果在監測井中沒有觀測到(dào)LNAPL，該情況無法作(zuò)爲土壤中沒有LNAPL的證據。
同樣，在對(duì)污染場地進行修複之後，如果監測井中的LNAPL消失，并不能(néng)由此斷定周圍地下(xià)土層中不含LNAPL。LNAPL還可能(néng)存在于土壤的孔隙中，但(dàn)是它的飽和(hé)度不足以使其橫遷到(dào)監測井中。
2 土壤
△土壤和(hé)地下(xià)水(shuǐ)介質中可能(néng)指向LNAPL污染的可能(néng)指标
LNAPL回收率和(hé)回收量
1 LNAPL回收率和(hé)回收量随着時(shí)間的轉移
△藍色代表LNAPL的回收率
紅(hóng)色代表LNAPL的回收量
LNAPL修複處理(lǐ)通常被稱爲“漸近”，因爲速率不斷下(xià)降，但(dàn)從(cóng)未達到(dào)零。衰減曲線已用(yòng)于說明(míng)具有強大(dà)數據集的優化回收系統。上(shàng)圖提供了(le)真實修複數據的圖表，其中修複以高(gāo)速率開(kāi)始并随着時(shí)間的推移而下(xià)降。
2 LNAPL回收率與累計(jì)回收量的關系
△回收率（Y軸）與累積回收量（X軸）
可以看(kàn)到(dào)，曲線成下(xià)降趨勢，通過曲線與X軸相交點表示最終回收量預計(jì)約爲3700加侖。雖然LNAPL可能(néng)仍然存在于井中，但(dàn)從(cóng)數據可以看(kàn)出，LNAPL的持續回收率不會(huì)向過去那樣好(hǎo)，所以如果需要持續進行場地修複，那麽可能(néng)需要運用(yòng)其他(tā)的修複技術。
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