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整治井對油品分布之影響分析

四、結果與討論

4.1 整治井對油品分布之影響分析

圖 4-1 為在不同情況下,NAPL 飽和度於 Z=-7m 之分布。在洩漏剛停止時,洩漏點附近 仍留有較高的 NAPL 飽和度。如圖 4-1(A)所示,洩漏點(X=110m,Y=105m)附近的飽和度 達到 0.26 以上,明顯高於其他區域。但在停止洩漏並讓其自由流動一年後,就如前述的原因,

原始的高飽和度區(飽和度 0.26 以上)範圍大大地縮小,由圖 4-1(B)可觀察到飽和度 0.31 以 上區域消失,而飽和度 0.26 以上區域只殘留一小塊。另外,由於所擷取的圖片僅為某一深度 之平面圖,會有誤導 NAPL 只在該深度向外擴散的可能,但事實上此為三維行為,該區域減 少的 NAPL 將向四面八方散布到鄰近空間中。

若於洩漏停止後引進整治井,並進行為期一年之整治,則可預期擷取區附近 NAPL 飽和 度將有所降低。在此以案例 8 的佈井位置(X=120m,Y=105m)為範例,來比較進行整治後 NAPL 飽和度的改變。由圖 C 可觀察到,整治 1 年後不僅飽和度 0.21 以上區域消失,鄰近整 治井的區域其飽和度甚至降到比外圍區域還低。但遠離擷取區的 0.01、0.06、0.11 等高線,

以及 0.16 等高線較下游區塊,在整治 1 年後其分布範圍與自由流動相較之下,並無明顯變化。

溶解相油品除了出現在地下水體以外,在油品重力滲流過程中所掃過的不飽和帶中的孔 隙水,也有機會出現溶解相油品。圖 4-2(A)為滲漏剛停止時,在 Y=105m 剖面的溶解相油品 莫耳濃度分布圖。可以發現主要污染區可分為兩部分,其一為為洩漏點下方油品滲流經過之 不飽和帶,其二為地下水位上方推積的油品隨流場掃過的區域。在停止洩漏並讓油品自由流 動一年後,濃度分布幾乎無變化,圖 4-2(B)可看出原本的高濃度區仍侷限在同樣範圍裡,並 無特別擴大或縮小。

為了說明引進整治井對溶解相油品的影響,在此同樣以案例 8 的佈井位置(X=120m,

Y=105m)為範例來進行為期 1 年之整治,並比較、說明結果。圖 4-2(C)為整治 1 年後之濃度 分布,在不飽和帶中濃度有明顯降低,但地下水位附近的區塊其濃度則無太大變化,此乃因 為該區域孔隙中仍殘留有一定量的自由相油品,造成油品持續溶解到水中。要讓濃度有效降 低,前提便是將孔隙中的油品飽和度降至一定水平以下,而地下水位附近之自由相油品即為 本研究所稱之浮油,故若是想要有效控制油品溶解相濃度,便需先將足夠量的浮油給清理掉。

在本研究的模擬中,汽相油品包含了苯、甲苯……等多種不同的蒸氣在內,為了方便解 說,在此僅以苯蒸氣來說明整治井對汽相油品的影響。同樣先觀察剛洩漏完與洩漏完後自由 流動 1 年之場址,方便與整治後場址做比較。圖 4-3(A)為滲漏剛停止時,在 Y=105m 剖面的 汽相苯莫耳濃度分布圖,與溶解相油品同樣地可分為不飽和帶以及地下水位附近兩區塊。在 洩漏停止後讓其自由流動 1 年,濃度分布亦沒有什麼變化,由圖 4-3(B)可觀察到高濃度區範 圍近乎不變。

在洩漏停止後引進案例 8 整治井進行為期 1 年的整治,整治後汽相苯濃度剖面繪製圖 4-3(C),可以觀察到和溶解相油品相似的狀況,不飽和帶濃度有效地降低,地下水位附近濃 度仍近乎維持不變,原因如下:在數值模擬中,汽相與溶解相的分佈行為皆使用溶質分配

(Solute Partitioning)來形容,此即為兩相行為相近的原因。在自由相油品未降至一定量以下 時,NAPL 將持續被平衡至溶解相與汽相中。

TMVOC 無法計算浮油厚度,但自由相油品飽和度 SO 一定程度上可反應浮油厚度多寡。

圖 4-4 為 SO 於 Y=105 m,Z= -7m 直線上的分布,在案例 8 整治過後整治井周圍 SO 明顯降 低,但下游 250 m 過後便無影響。整治井周邊約 20 m 範圍內 SO 降低程度最明顯。

圖 4-1 Z=-7m 之 NAPL 飽和度分布圖

圖 4-2(A) Y=105m 剖面之溶解相油品莫耳濃度,初始狀態 NAPL Molar

Fraction in Water

圖 4-2(B) Y=105m 剖面之溶解相油品莫耳濃度,自由流動

圖 4-2(C) Y=105m 剖面之溶解相油品莫耳濃度,案例 8 整治 1 年後

圖 4-3(A) Y=105m 剖面之汽相苯莫耳濃度,初始狀態

圖 4-3(B) Y=105m 剖面之汽相苯莫耳濃度,自由流動 1 年後 NAPL Molar

Fraction in Water

NAPL Molar Fraction in Water

NAPL Molar Fraction in Gas

NAPL Molar Fraction in Gas

圖 4-3(C) Y=105m 剖面之汽相苯莫耳濃度,案例 8 整治 1 年後

圖 4-4 Y=105 m, Z=-7 m 之油品長軸方向飽和度分布