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

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

Warianty tytułu

EN

Exfiltration from sanitation pipes and transport of chosen pollutants - a model study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

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 modelling 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 model. Soils transport parameters as well as initial and boundary conditions were obtained as results of literature, laboratory and field studies. The results of our researches enable the analysis of sanitation pipe failure effect on soil environment and groundwater. However, the empirical verification of the modelling results in order to verify the validity of initial and boundary conditions is required.

Słowa kluczowe

PL

eksfiltracja; rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń; modelowanie numeryczne

EN

exfiltration; pollutants transport; numerical modelling

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, No. 2
• Strony: 425--431
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krukowski I.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Widomski M.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Iwanek M.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

autor

Łagód G.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Fonseca B., Teixeira A., Figueiredo H. i 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. Model. Assess., 2005, 10, 315-321.
• [3] Lichner L., Dlapa P., Sir M., Cipakova A., Houskova B., Fasko P. i Nagy V.: The fate of cadmium in field soils of the Danubian lowland. Soil & Tillage Res., 2006, 85, 154-165.
• [4] Yolcubal I. i Akyol N.H.: Retention and transport of hexavalent chromium in calcareous karst soils. Turkish J. Earth Sci., 2007, 16, 363-379.
• [5] Diersch H.J.G.: FEFLOW 5.3 Finit Element Subsurface Flow & Transport Simulation System. Reference Manual. WASY GmbH, Berlin 2005.
• [6] Diersch H.J.G.: FEFLOW 5.3 Finite Element Subsurface Flow & Transport Simulation System, User’s Manual. WASY GmbH, Berlin 2006.
• [7] Trefry, M.G. i 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. i 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., Groenendijk P. i 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 Agricultural University and DLO Winand Staring Centre, Wageningen 1997.
• [10] Wessolek G., Plagge R., Leij F. i Van Genuchten M.: Analysing problems in describing field and laboratory measured soil hydraulic properties. Geoderma, 1994, 64, 93-110.
• [11] Baker, F.G. i Pavlik H.F.: Characterization and modelling of groundwater flow in a heterogeneous aquifer system to evaluate contaminant migration. Fifth Canadian/American Conference on Hydrogeology, S. Bachu (Ed.), National Water Well Association, 1990, 453.
• [12] Dunnivant F.M., Jardine P.M., Taylor D.L. i McCarthy J.F.: Cotransport of cadmium and hexachlorobiphenyl by dissolved organic carbon through columns containing aquifer material. Environ. Sci. Technol., 1992, 26(2), 360-368.
• [13] Huyakorn P.S., Anderson P.F., Motz F.J., Guver O. i Melville J.G.: Simulations of two-well tracer tests in stratified aquifers at the Chalk River and the mobile sites. Water Res., 1986, 22(7), 1016-1030.
• [14] Lau L.K., Kaufman W.J. i Todd D.K.: 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, Univ. of Calif., Berkeley, USA 1957.
• [15] Vukovic M. i Biscan J.A.: A contribution to environmental risk assessment for transport of cadmium through groundwater layers. Case study of the Sava River Region. Water 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. Water Res., 1976, 12(3), 513-522.