Significance of Residual Hydrocarbon in Sandy Soils with and without Hysteresis Effects أهمية التلوث الهيدروكربوني المتبقي في التربة الرملية مع وبدون التأثيرات التخلفية

Soil and groundwater contamination due to accidental spills of hydrocarbons represents a serious environmental problem that threatens groundwater. The presence of such product as a nonaqueous phase liquid near the water table, or as a trapped residual in the porous media, creates a continuous contamination source that keeps contributing to groundwater contamination for a very long time. This paper gives a quick estimation of the residual hydrocarbon in porous media based on simple to collect data, including free product thickness in monitoring wells and fluid and porous media properties, along with the influence of hysteresis on this estimation. Such procedure can be used to come up with a quick quantitative estimation of the components of the spill which is valuable information that can be used in the early stages of remediation planning of contaminated aquifers. Theoretical estimates of the volume of the spill were made using the hydraulic properties of the soil and assuming a quasi-hydrostatic equilibrium distribution for the hydrocarbon and the water. The hydrocarbon spill volume is divided into two portions: a. recoverable hydrocarbon which is the part of the hydrocarbon under positive pressure that will flow into a monitoring well and b. residual hydrocarbon, which is the portion of the hydrocarbon in the soil and is under negative pressure. Calculations were carried out to determine the relative amounts of the residual hydrocarbon in sandy soils. The effects of hysteresis on the estimated residual hydrocarbon were also evaluated and found to be significant. Similar to published experimental results on well graded and uniform sandy soils, the model predicted that a significant portion of the spill will exist as a residual phase. This portion could reach 100% of the original spill for small spills, decreasing continuously as the total spill volume increases. يمثل التلوث البيئي الناتج من الترسبات العشوائية للمركبات العضوية تهديدا خطيرا للمياه الجوفية، حيث أن وجود هذه المركبات في شكل غير ذائب بالقرب من مستوى المياه الجوفية، أو كمنحبس متبق في البيئة المسامية يؤدي الى خلق مصدر مستمر لتلوث المياه الجوفية على مدى طويل. تم في هذا البحث تقدير كمية المركبات العضوية المنحبسة في التربة باستخدام معلومات يمكن جمعها بسهولة نسبياً ، مثل سمك المركبات العضوية في آبار المراقبة والخصائص الهيدروليكية للسوائل والتربة كما تمت دراسةتأثير ظاهرة التخلف على هذا التقدير. إن مثل هذه الطريقة تبدو عملية للحصول على تقدير سريع لمكونات التسربات معطيا معلومات قيمة يمكن استخدامها في المراحل الأولى من المشاريع الهادفة لإعادة تأهيل الخزانات الجوفية الملوثة. تمت الحسابات النظرية لحجم التسربات باستخدام الخصائص الهيدروليكية للتربة بعد فرض كون المركبات العضوية والماء تحت التوازن الهيدروستاتيكي التقريبي، ومن ثم قسم التسرب الى قسمين : الجزء الممكن استخراجه ، وهو الواقع تحت تأثير ضغط موجب يؤدي الى جريانه الى الآبار ، والجزء المنحبس الكمية النسبية للجزء المنحبس المتبقي في التربة الرملية، ودراسة تأثير ظاهرة التخلف على الكمية المذكورة ، وبينت الدراسة التأثير الواضح لهذه الظاهرة ، كما أظهر النموذج نتائج تؤيدها تجارب معملية سبق نشرها أجريت على رمال ذات تدرج كبير ورمال متجانسة، مبينا أهمية الجزء المنحبس المتبقي بعد التسربات والذي يصل إلى حوالي 100% من التسرب الأصلي في حالة التسربات الصغيرة ، ويقل تدريجيا مع زيادة حجم التسربات.