Exfiltration from Sanitation Pipes and Transport of Chosen Pollutants – A Model Study

• Autorzy: Krukowski I. , Widomski M. , Iwanek M. , Łagód G.

Warianty tytułu

PL

Proces eksfiltracji z przewodów kanalizacyjnych a rozprzestrzenianie się wybranych zanieczyszczeń – badania modelowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sanitation systems exploitation may result in the possibility of sewage exfiltration. The exfiltering sewage, very often containing the high concentration of organic and inorganic pollutants may cause the clear danger for the groundwater and soil environment. The qualitative and quantitative monitoring of wastewater leaving the damaged sewage pipe is quite difficult and often, in practice – impossible. Recently, the numerical modeling of pollutants transport in groundwater and soil has gained the increased popularity. This paper presents the results of numerical calculations of chosen pollutants (cadmium and chromium) exfiltering from the damaged gravitational sewer system pipe located in the profile of Nadstawna St., Lublin, Poland. The numerical calculations were conducted by FEFLOW 5.2, WASY, Germany software. Soils’ transport parameters as well as initial and boundary conditions were obtained by results of laboratory, field and literature studies. The results of our researches enables the analysis of sanitation pipe failure effect on soil environment and groundwater. However, the empirical verification of the modeling results in order to verify the validity of initial and boundary conditions is required.

PL

Eksploatacja sieci kanalizacji sanitarnej związana jest z możliwością wystąpienia eksfiltracji ścieków z przewodu kanalizacyjnego do otaczającego środowiska gruntowego. Eksfiltrujące ścieki zawierające często duże stężenia zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych mogą stanowić zagrożenie zarówno dla jakości wód gruntowych, jak i środowiska naturalnego gleby. Monitoring jakościowo-ilościowy wód wydostających się z uszkodzonego przewodu kanalizacyjnego jest bardzo trudny, a często w warunkach terenowych niemożliwy. W związku z tym coraz większą popularność zdobywa numeryczne modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym. Niniejsza praca przedstawia wyniki obliczeń numerycznych rozprzestrzeniania się wybranych zanieczyszczeń (kadm, chrom) wydostających się z uszkodzonego przewodu kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej, zlokalizowanego w profilu ul. Nadstawnej w Lublinie. Obliczenia numeryczne zostały wykonane za pomocą oprogramowania FEFLOW 5.2, WASY, Niemcy. Parametry transportowe gruntów, warunki początkowe oraz warunki brzegowe zostały wyznaczone na podstawie wyników badań literaturowych, laboratoryjnych i terenowych. Dane z obliczeń umożliwiają analizę wpływu awarii przewodów kanalizacyjnych na środowisko glebowe i wody gruntowe. Obliczenia symulacyjne należy poddać weryfikacji empirycznej w celu potwierdzenia prawidłowości przyjętych warunków początkowych i brzegowych.

Słowa kluczowe

EN

exfiltration; pollutants transport; numerical modelling

PL

eksfiltracja; rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń; modelowanie numeryczne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 3
• Strony: 311--320
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krukowski I.

autor

Widomski M.

autor

Iwanek M.

autor

Łagód G.

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20–618 Lublin, Poland, phone: [phone],

Bibliografia

• [1] Fonseca B, Teixeira A, Figueiredo H, Tavares T. Modelling of the Cr(VI) transport in typical soils of the North of Portugal. J Hazard Mater. 2009;167:756-762.
• [2] Hossain A. Modeling nonlinearly transient zero-order bioreduction and transport of Cr(VI) in groundwater. Environ Modeling and Assess. 2005;10:315–321.
• [3] Lichner L, Dlapa P, Sir M, Cipakova A, Houskova B, Fasko P, Nagy V. The fate of cadmium in field soils of the Danubian lowland. Soil & Tillage Res. 2006;85:154–165.
• [4] Yolcubal I, Akyol NH. Retention and Transport of Hexavalent Chromium in Calcareous Karst Soils. Turkish J Earth Sci. 2007;16:363–379.
• [5] Diersch HJG. FEFLOW 5.3 Finit Element Subsurface Flow & Transport Simulation System. Reference Manual, Berlin: WASY GmbH; 2005.
• [6] Diersch HJG. FEFLOW 5.3 Finite Element Subsurface Flow & Transport Simulation System. User’s Manual, Berlin: WASY GmbH; 2006.
• [7] Trefry MG, Muffels Ch. FEFLOW: a finite-element ground water flow and transport modeling tool. Ground Water. 2007;45(5):525-528.
• [8] Basile A, Mele G, Terribile F. Soil hydraulic behaviour of a selected benchmark soil involved in the landslide of Sarno 1998. Geoderma. 2003;117:331-346.
• [9] Van Dam J, Huygen J, Wesseling J, Feddes R, Kabat P, Van Walsum P, Grśnendijk P, Van Diepen C. Theory of SWAP version 2.0. Simulation of water flow, solute transport and plant growth in the Soil-Water Atmosphere-Plant environment. Wageningen: Wageningen Agricultural University and DLO Winand Staring Centre; 1997.
• [10] Wessolek G, Plagge R, Leij F, Van Genuchten M. Analysing problems in describing field and labolatory measured soil hydraulic properties. Geoderma. 1994;64:93-110.
• [11] Baker FG, Pavlik HF. Characterization and modelling of groundwater flow in a heterogeneous aquifer system to evaluate contaminant migration, in Fifth Canadian/American Conference on Hydrogeology. Bachu S, editor. National Water Well Association. 1990;453-458.
• [12] Dunnivant FM, Jardine PM, Taylor DL, McCarthy JF. Cotransport of cadmium and hexachlorobiphenyl by dissolved organic carbon through collumns containing aquifer material. Environ Sci Technol. 1992;26(2):360–368.
• [13] Huyakorn PS, Anderson PF, Motz FJ, Guver O, Melville JG. Simulations of two-well tracer tests in stratified aquifers at the Chalk River and the Mobile sites. Water Resour. Res. 1986;22(7):1016-1030.
• [14] Lau LK, Kaufman WJ, Todd DK. Studies of dispersion in a radial flow system, Canal Seepage Research: Dispersion Phenomena in Flow Through Porous Media. Progress Rep. 3, I.E.R. Ser. 93, issue 3, Sanit. Eng. Res. Lab., Dep. of Eng. and School of Public Health, Berkeley: Univ of Calif; 1957.
• [15] Vukovic M, Biscan JA. A contribution to environmental risk assessment for transport of cadmium through groundwater layers. Case study of the Sava River Region. Wat Res. 1998;32(12):3765-3771.
• [16] Zaradny H. Matematyczne metody opisu i rozwiązań przepływu wody w nienasyconych i nasyconych gruntach i glebach, Praca IBW PAN 23, 1990.
• [17] Mualem Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Wat Resouces Res. 1976;12(3):513-522.