第四章 模擬結果與分析
4.4 敏感度分析
4.4.1 孔隙率對移除量之影響
在持續油品抽除過程,直到場址中所累積的油品通量無法持續補助到抽取井 之周圍網格時,此時柴油飽和度會開始下降,隨著飽和度下降而導致抽取井整治 效率降低,由圖 4-20 顯示在不同孔隙率一年之抽取量變化中,孔隙率 0.3 一年內 可移除掉 2850 kg,至 1.6 月可達到最大移除量 640 kg;相較於高孔隙率(0.4)在 可一年內移除掉 2445 kg,到 1 個月時就達到最大移除量 607 kg。由圖 4-21 所示,
在整治 1 個月前較高孔隙率之速率比低孔隙率高,兩者皆在四個月後擁有較低移 除速率,由於孔隙率較大擁有相對較高移除速率,其抽取率下降幅度相對也大,
所以孔隙率 0.4 會比孔隙率 0.3 先達到最大移除量,1 個月後其移除速率比孔隙 率 0.3 低,直到油品通量無法持續補助到抽取井,在低飽和度下維持極低的移除 速率。
從兩者之各支監測井濃度值作比較,如圖 4-22。在水含苯濃度變化可看出,
每支監測井均受到抽取井影響而降低,只有上游的#1、#4 及#9 受到抽取影響較 少,在抽取開始有些緩的濃度變化下降,到第 4 個月時,兩者孔隙率場址其移除 速率都已降到極低而受到抽取井影響有限,但在抽取期間仍有部分油量尚未被抽 除完全,受到重力影響所產生壓力變化而持續地往上游移動,所導致上游的監測 井約在 120 天後還有緩慢地濃度增加趨勢。
普遍看出在抽取期間孔隙率 0.3 之監測井含苯濃度值比孔隙率 0.4 高,由於 污染團傳輸在同樣地質條件下,是與孔隙率大小成反比關係,油品之液相在之前 洩漏過程中易充滿較小的孔隙率,所以在孔隙率小的場址裡,污染團往抽取井傳 輸速度較快。從孔隙率分析可發現,在整治期間對於監測井水中濃度變化趨勢均 無相差太大,隨著抽取時間增加及油品飽和度的降低,監測井濃度變化差異性逐 漸縮小而趨於一致。
80
以監測井水中之柴油總石油碳氫化合物(TPHd)濃度變化來看,圖 4-23。也可 看出每支監測井之濃度受到抽取井影響而降低。#5 和#7 在孔隙率 0.3 及 0.4 場址 中,均在洩漏一年時達到 TPHd之 10 mg/L 以上濃度值。距離抽取井較近的#7,
在抽取 26 天其濃度就可降至到極低。而距離抽取井上游 4 m 處之#5,則需較長 時間進行抽取,但兩者孔隙率場址皆至 127 天降至接近 1 mg/L。同樣從監測井 之 TPHd濃度變化看出,在整治期間孔隙率 0.3 之監測井含 TPHd濃度值比孔隙率 0.4 高。由於高孔隙率會先達到較高移除速率,而孔隙率 0.4 之監測井濃度會比 0.3 場址較先降到最低濃度值。
在非飽和氣體濃度變化部分,圖 4-24 所示。由#1、#2、#7、#9 及#10 監測 井顯示出在整治兩者孔隙率場址之 VOCs 濃度下降幅度小且幾乎維持不變。均呈 現出抽取井對於柴油之油氣整治效果差,每支 VOCs 濃度隨抽取井抽取時間增加 其下降幅度並不大。再從#5 和#7 來看,分別距離抽取井位置為上游 4 m 及上游 2 m 處。可看出在上游處之#5 氣體濃度下降幅度較大,0.3 和 0.4 場址均從 5800 ppm 分別降至為 5585 及 5659 ppm,但兩場址之#7 分別維持在 1170 及 1464 ppm。
顯示出抽取井對於柴油的 VOCs 移除,僅能對上游 VOCs 進行移除,卻無法移除 在抽取井下游處之 VOCs。也因為 VOCs 在孔隙率較大其較易傳輸性質,除了上 游#4 和下游#3、#8 及#11 之外,其餘監測井孔隙率 0.4 之 VOCs 濃度值都比孔隙 率 0.3 大。另外不論是孔隙率 0.3 和 0.4,油氣受抽取井影響移動中,都會經由距 離抽取井上游 1 m 處之#6 並在此處會聚集 VOCs 濃度,所以兩者在#6 的 VOCs 濃度變化幾乎完全一致。
總結在孔隙率分析方面,分別針對較高孔隙率(0.4)和低孔隙率(0.3)的污染場 址做整治。模擬顯示結果,孔隙率較大擁有相對較高移除速率,隨著時間增加其 移除效率會降到最低。在此整治期間不管是孔隙率(0.4)或低孔隙率(0.3),監測井 水中濃度值均受抽取井影響而降低,但在場址各個位置之監測井均顯示孔隙率 0.3 之水中含苯濃度值會比孔隙率 0.4 高,且兩者濃度變化趨勢差異不大。而在 氣體濃度監測方面,因 VOCs 在孔隙率較大其較易傳輸性質,使得孔隙率 0.4 之 VOCs 濃度均比孔隙率 0.3 大,監測井距離抽取井上游 1 m 處,兩者濃度變化完 全一致。由孔隙率 0.3 及 0.4 之場址中距離抽取井上游 4 m 及上游 2 m 之監測井 VOCs 濃度變化可知,抽取井對上游 VOCs 移除效果較明顯,但卻對在抽取井下 游處之 VOCs 移除效果有限。
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圖 4-20 抽取井在不同孔隙率一年之移除量變化
圖 4-21 抽取井在不同孔隙率一年之移除速率變化
0
100 200 300 400 500 600 700
0.03 0.4 1.6 2.7 3.9 5.1 6.2 7.4 8.5 9.7 10.8 12
Ex tr a c te d M a ss (K g )
Time(Month)
n30 n40
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g /m o n th )
Time(month)
n30
n40
82
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
監測井 11
2.74E-3_n30 2.74E-3_n40
83
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
Concentration, mg/L
Days
監測井 9
n 30 n 40
84
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
Concentration, ppmV
Days
監測井 11
2.74E-3_n30 2.74E-3_n40