Kirişkin sular - kirletici yeraltı depolama tankları veya topraklar bir kaynaktan uzatılır - zamanımızın en zorlu çevresel tehlikelerinden biri olarak adlandırılır. Endüstriyel dökmelerden, arazi dolumdan, tarımsal tükenme veya yeraltı depolama tanklarından uzak durmaya, bu tesisatlar büyük mesafelerden geçebilir, su içme suyu malzemeleri, ekosistemler ve halk sağlığı. Etkili bir şekilde koruma sistemleri, her iki önemli madde için de en iyi şekilde bir taahhüt sağlar.
Anlayışı Anlamak
Bir kirletici tesisatı kaynağı tarafından tanımlanır, kirleticilerin doğası ve her ikisine de ait hidrojektif ayarlardan oluşur.
- [FONT:0)[[Dönem:[Dönetici: 0)) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
- [FONT:0)Dispersion:[Dönetici: [Dönetici:0) Mekanik karıştırma ve moleküler difüzyon, kirletici, dilsel konsantrasyonlar yaymak, ancak tesisat ayak izi genişletmek.
- [FONT:0)Retardation:[[Dönetici: pdf) Sorption, ion exchange, or Highland response that slow kirletici transport relative to ⁇ flow. Retardation factors varyant and earth type.
- [FONT=0)Degradasyon ve dönüşüm:[Dönetici: 0D][/FONT=0) Biyotic ve abiyotikleri daha az zararlı maddelere ayırabilecek bir süreçler, bazı bozulma ürünleri (örneğin, nispi klorür) trikoethene'den daha toksik olabilir.
Bir tesisatın şekli ve büyümesi, altyüzeydeki heterojenlik tarafından etkilenir - kum, kil, kırık kaya veya organik-zendi sedisyonlar, kirleticilerin tercih ettikleri akış yolları ve bariyerleri oluşturur. Geniş bir site karakterizasyonu, delik logları, geofizik anketleri ve ⁇ örneklemeleri dahil, bu temelin olmadan, kontrasepsiyon önlemlerinin kapsamızca, kirletici akış yollarından veya en yüksek yoğunluktan dolayı başarısız olabilir.
Containment System Design
Etkili kaynak sistemleri uzun vadede güvenilirlik sağlamak için temel mühendislik ilkeleri üzerine inşa edilir. Her site eşsiz zorluklar sunarken, bu ilkeler sürekli kalır:
Koninment Integrity
bariyer, belirlenmiş sınır ötesindeki kirletici göçü fiziksel olarak engellemelidir. Bu, zemin duvarlarının hidrostatik baskı altında kalmaya direnen sürekli, düşük kapasiteli bir yapı gerektirir. Örneğin, kakür duvarların altmış veya düşük kapasiteli bir tabakaya uzatılması gerekir, oysa ki çarşaf duvarların hidrostatik baskı altında kalmaya devam eden kilit mühürler gerekir.
Durability ve Kimyasal Direniş
Malzemeler, kirletici tesisatın kimyasal çevreye de doğal hava durumu, donmuş döngüler ve biyolojik aktiviteye karşı olmalıdır. Yüksek çözünürlükte poliretin (HDPE) geomembranes genellikle kimyasal dirençleri için kullanılır, ancak siteye özgü kirleticiler ile uyumluluk testi zorunludur. Çimento-bentonite ve toprak-bentonit duvarların erimesi için formüle edilmesi gerekir.
Hidrolik Kontrollü
Konsültasyon sadece fiziksel engellerle ilgili değildir; genellikle, hidrolik gradientler, kirletici akışın altında, veya bariyerin etrafındaki toplam kafayı dışsal göçe karşı çıkarmak için yeraltında meydana gelen yüksek lisanslamalardan daha düşük olmalıdır.
İzleme ve Bakım için erişilebilirlik
Tesis Dışı Sistem sonsuza kadar mükemmel değildir. İyileri takip etmek, yüksek çözünürlükte ve kapalı alan içinde düzenli örnekleme ve su seviyesi ölçümlerine izin verir. Access port, denetim odaları ve temiz-out noktaları onarımları ve iyilerin çıkarılmasını sağlar. Systems to be designed with redundancy-back Pumps, power resources resources and alarm systems –to minimumtime.
Çevre Uyumluluk ve sürdürülebilirlik
Containment sistemleri ikincil çevresel sorunlar yaratmamalıdır. Sert metaller kullanan malzemeler, yükleme sırasında toksik fumes üretir veya aşırı enerji tüketilir.Endüstriyel engeller (PRBs) veya fitremedikçe, tasarımcılar, sübürücüleri hala aşırı enerji tüketerek tedavi etmek için doğal süreçleri kullanırlar.
Düzenleme ve Maliyet-Effectiveness
Tasarımlar, ABD Kaynak Koruma ve Kurtarma Yasası (RCRA) veya Kapsamlı Çevre Yanıtı, Tamamlayıcı ve Liability Act (CERCLA) gibi yerel, eyalet ve federal düzenlemelerle tanışmalıdır. Yaşam döngüsü, farklı kullanım seçenekleriyle karşılaştırmaya yardımcı olur.
Containment Systems Türleri
Containment stratejileri iki geniş kategoriye girer: Fiziksel olarak kirletici hareketi bloke eden pasif engeller ve yeraltı akışlarını manipüle eden veya yerdeki kirleticileri tedavi eden aktif sistemler.Birçok başarılı proje birden çok yaklaşımla birleştirir.
Impermeable Engels
Kompleksi göçü durdurmak için yeraltı yüklenen dikey engeller. Ortak türler şunlardır:
- [FONT:0]Slurry duvarları: [Döntilmiş ve toprak düşük kapasiteli bir karışımla dolu, bentonite ve çimento. Derin engeller için maliyet-tevrenseldir (30-50 m) ve geniş bir toprak türünde inşa edilebilir.
- [FONT:0)Sheet hacı:[Dönetici: [Dönetici: 1) Çelik veya vinil çarşaflar yere yönlendirilir. Çelik bataryalar yüksek güç sunabilir, ancak korrode olabilir; vinil daha kimyasal olarak dayanıklı ama daha az dayanıklı kayalık topraklarda.
- [FONT:0)Geomembrane liners:[DDDK:1] Flex polimer çarşafları (örneğin, TANRI, PVC) dikey olarak, toprak bariyerleri ile birleştirilmiş veya toprak bariyerleri ile birleştirilerek, dikkatli deniz kaynak ve koruma sağlar.
- [FONT:0]Grout perdeleri: [Dönetici: [Düzg: 1) Çimento, kimyasal veya reçinenin enjeksiyonu, permeability'yi azaltmak için kırık kaya veya kolarse topraklar haline gelir.
Impermeable engeller genellikle bir İLFLT ile birlikte kullanılır:0)Çizme sistemi[DÜT:1) - filtrelemeyi önlemek ve tesisatçık sürüş kuvvetlerini azaltmak için kaynak alanı üzerinde düşük kullanılabilirlik kapağı.
Hidrolik Containment Systems
Bu aktif sistemler, akış yollarını kontrol etmek için pompalar kullanır. Anahtar tasarımları şunları içerir:
- [FONT:0)Pump-ve-treat: Ekstralar, daha sonra yukarıda tedavi edilen yeraltı suyu (örneğin, karbon adsorpsiyonları, hava şeritleri veya biyoreactors) ve ya da reinjected veya deşarj için kanıtlanmış bir yöntem olsa da, büyük siteler için onlarca yıllık operasyon gerektirir.
- [FONT:0)Ön üst düzey sistemler: Bir damlatmanın etrafındaki iyilerin bir kısmı, dış akışın önlenmesini önler, dışsal enjeksiyonun önlenmesini sağlar.
- [FONT=0)Funnel-ve-gate sistemleri: Impermeable engeller (funnels) bir tedavi bölgesine (örneğin, reaktif medya içeren (örneğin, klorinated çözücüler için sıfır-valan demir).
Permeable Reaktif Engeller (PRBs)
PRB'ler, kirleticileri, sübürücük bir ortamda monte edilen reaktif bir ortamda akantılı bir alternatiftir. Common reaktif malzemeler, sıfır-valan demirli (foruzan çözücüler için, metaller için), aktif karbon (as nötralizasyon için), limestone (aslıtoksitizasyon için) ve organik karbon substratları (örneğin, yeterli konut zamanını sağlamak ve mineral yağış veya biyokütle büyümeden tıkanıklığı önlemek için dikkatli bir tasarım gerektirir.
Biyoremediation and Phytor capturedation as Containment Tools
Sık sık tedavi teknolojileri olarak kabul edilirken, biyolojik yöntemler, göç etmeden önce çökmüş kirleticiler tarafından bir araya getirilebilir. Geliştirilmiş biyoremediasyon, besleyici veya elektron bağışçısı enjeksiyonu yoluyla, yerli mikropları sığ, biyodegrad edilebilir tesisatlar için en etkili şekilde uyarır ve kirliliği azaltmak için fiziksel engellerle entegre edilebilir.
Tasarım
Başarılı bir kaynak sistemi tasarımı, site verilerini, modellemeyi ve risk değerlendirmesini entegre eden sistematik bir süreçtir. Aşağıdaki adımlar kritiktir:
Kapsamlı Site Değerlendirme
Bu adım kavramsal site modelini (CSM) oluşturur. Araştırmacılar sadece daha sonraki ve dikey olarak kirlenmeyi, kaynak alanını tanımlar ve geolojiyi karakterize eder - membran arayüzleri, aquitards, kırıklar ve heterojenlik ölçmemelidir. Groundwater örneği sadece konsantrasyon değil, aynı zamanda geokimyasal parametreler (pH, kırmızıox potansiyel, oksijen vs.) bu da membran arayüzel kaderini etkiler.
Hidrojekolojik Modelleme
CSM geliştirildiğinde, sayısal akış ve ulaşım modelleri (örneğin, MODFLOW, MT3DMS) çeşitli senaryolar altında kaybolabilir. Model kalibrasyonu tarihsel verilere ve son ölçümlere karşı öngörür. Hassasiyet analizi, hangi parametrelerin en etkili şekilde içerdiğine dair güvenilirdir -tipik olarak hidrolik iletkenlik, reflektiflik ve geri yükleme faktörleri. Tasarım alternatifleri daha sonra neredeyse inşaattan önce test edilebilir.
Malzeme Seçimi ve Engel Tasarımı
Fiziksel engeller için, malzeme uyumluluğu önemlidir. Temel duvar karışım tasarımları, 1×10 - 7 cm /s veya daha düşük bir süre daha sonra dünya baskılarına karşı direnmek için yeterli güç sağlamak için yeterli miktarda güç sağlamalı ve uygulanabilir olan sismik yükleme için gereklidir.For geomembranes, kalınlık, kimyasal direnç ve deniz bütünlüğü Exposure Sınıfına göre belirlenir (örneğin, GRI-GM13 for Atari).
İnşaat Kalite Güvence / Kalite Kontrol (QA/QC)
Kurulum sırasında, katı QA/QC bariyerin tasarım özellikleriyle karşılaştığını garanti eder.Kasım duvarları için, bu, ince yoğunluk, vizity ve filtrate kaybı test eder; geomembranes için, tahrip edici deniz testleri (örneğin, vakum kutusu, kıvılcım testi) ve yıkıcı kabuğu testleri rutindir.
Network Design
Sağlam bir izleme ağı, izodik performansı doğrulamak ve başarısızlıkların erken işaretlerini tespit etmek önemlidir. Baseline izleme, hidrolik kafa ölçümlerini, kirletici konsantrasyonları ve geokimya göstergelerini içermelidir. Downgradient iyileri, site dışına çıkmadan önce herhangi bir atılıma yerleştirilir. Otomatik veriler loggers gerçek zamanlı izleme izin verirken, periyodik manuel örnekleme haçlı denetimler sağlar.
Adaptasyon Yönetimi ve Yetki Planlaması
En iyi tasarımlar bile koşullar değişikliği gerektirebilir. Mevsimlik su masası dalgalanmaları, iklim değişikliği iyileri geri yükleme, engel segmentlerini değiştirme veya tedavi oranlarını ayarlamayı sağlar. Finansal güvence mekanizmaları, uzun vadeli bakım için kullanılabilir olan bir yönetim planı taslağını sağlar.
Vaka Çalışmaları ve En İyi Uygulamaları
Gerçek dünya projelerinin incelenmesi gelecekteki tasarımları bilgilendirmenin dersleri ortaya koyar. Aşağıdaki örnekler eylemde temel ilkeleri göstermektedir:
Love Canal, New York (Hybrid Containment-R capturedation)
Ünlü Love Canal sitesi, gömülü kimyasal atıkların etrafını saran bir mahallenin bir kombinasyonuyla birlikte yer aldı, bir kakçı duvarı ve bir taslama sistemi etkili bir şekilde engellendi.Bu proje, 15 metrenin bir avuç dolusuna kadar bir kistiğe ve sonlu bir süre boyunca izsizliğe ihtiyaç duyduklarını gösteriyor.
Picket Line Road, New Jersey (Funnel-and-Gate PRB)
kloralize edilmiş bir betonla konulmuş eski bir endüstriyel sitede, su çıkışından önce eğlenceli olmayan bir bileşikle ilgili olarak iki sayfalı pile duvarları (funnels) dikkat eden geokimyasal yönetim (örneğin, sıfır-valent demir ile dolu bir kapı, düşük oksijen ve trikoethene ve ilişkili bileşikleri düzgün bir şekilde temizlemeden önce doğrulamaktadır.
U.S. Enerji Hanford Sitesi Bölümü (Hydraulic Containment of Vadose Zone Plantes)
Washington'daki Hanford Sitesinde, herhangi bir mobil kondüksiyonu durdurmak için büyük bir yüzeyin çıkarılmasını gömdü. Seçilen kaynak stratejisi, toprak desiccation (removing pore water to reduce down) ile büyük ölçekli bir ekstraksiyonu azaltmak için çok yönlü bir yüzey yarattı.
En İyi Uygulama Özeti
- Her zaman sürekli düşük kapasiteli bir tabakaya (aquitard veya yatakrock) engelleri uzatın.
- Pasif ve aktif bileşenleri (örneğin, ince duvar artı ekstraksiyon iyileri) değişken hidrolik koşulları ele almak için birleştirin.
- Açık performans ölçümleri ve kontingency eylemleri ile uzun vadeli izleme.
- Pompalama, güç ve kontrol sistemleri en aza indirmek için tasarruf.
- Engage paydaşları erken, düzenleyiciler ve halk dahil, güven inşa etmek ve uyumluluk sağlamak.
Sistem tasarımı hakkında daha fazla rehberlik için, [[Dönetici:0)Ü. Çevre Koruma Ajansı (EPA) ile ilgili olarak, ) [FORC][/FONT)[Dönetici için veri tabanı[Dönetici için) ve ) tarafından belirlenen konsensiyon ve yönetime dayalı olarak teknik rehberlik sağlar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Kirişkin tesisatlar için etkili bir şekilde yer alan sistemler, su kaynaklarını korumak için çok disiplinli bir yaklaşım gerektirir. Hidrojeoloji, geoteknik mühendislik, malzeme bilimi ve risk değerlendirmeleri. Hiç tek bir çözüm tüm sitelere uygundur; en iyi sistemler sitelere özel koşullara uygundur, güvenli ve izlemeye dahildir ve zaman içinde değişiklikler öngörür.