سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

چترنور, منصور, همایی, مهدی, اسدی کپورچال, صفورا, محمودیان شوشتری, محمد. (1395). بررسی پارامتریک رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن در سیستم‌های دو فازی. , 14(1), 29-38.
منصور چترنور; مهدی همایی; صفورا اسدی کپورچال; محمد محمودیان شوشتری. "بررسی پارامتریک رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن در سیستم‌های دو فازی". , 14, 1, 1395, 29-38.
چترنور, منصور, همایی, مهدی, اسدی کپورچال, صفورا, محمودیان شوشتری, محمد. (1395). 'بررسی پارامتریک رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن در سیستم‌های دو فازی', , 14(1), pp. 29-38.
چترنور, منصور, همایی, مهدی, اسدی کپورچال, صفورا, محمودیان شوشتری, محمد. بررسی پارامتریک رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن در سیستم‌های دو فازی. , 1395; 14(1): 29-38.

بررسی پارامتریک رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن در سیستم‌های دو فازی

فصلنامه علوم محیطی
مقاله 4، دوره 14، شماره 1، فروردین 1395، صفحه 29-38    اصل مقاله (692.62 K)
نوع مقاله: علمی - پژوهشی
نویسندگان
منصور چترنور1؛ مهدی همایی* 2؛ صفورا اسدی کپورچال3؛ محمد محمودیان شوشتری4
1کارشناسی ارشد خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3گروه علوم خاک، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت
4گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز
چکیده
بیان کمّی ویژگی های هیدرولیکی خاک نقش مهمی در پیش­گیری از ورود آلاینده­های هیدروکربنی به خاک و آبهای زیر زمینی دارد. به منظور بررسی رفتار هیدرولیکی پرکلرواتیلن به عنوان یک آلاینده­ی سمّی کلردار در خاک، منحنی­های نگهداشت پرکلرواتیلن و آب در خاک بدست آمد. سپس هدایت هیدرولیکی اشباع برای این دو سیال به روش بار ثابت تعیین که مقدار آن برای آب و پرکلرواتیلن به ترتیب 27/395 و 84/410 سانتی متر بر روز بدست آمد سپس پارامترهای مدل­های نگهداشت ون­گنوختن، بروکس-کوری و کوسوگی بدست آمد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به عنوان تابعی از پتانسیل ماتریک خاک بر پایه­ی مدل­های معلم-ون­گنوختن، معلم­- بروکس­-کوری و معلم-کوسوگی تعیین شد. دقت مدل­ها به ­وسیله­ی آماره­های خطای ماکزیمم، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب تعیین، کارایی مدل و ضریب جرم باقیمانده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای سیال پرکلرواتیلن، مدل ون­گنوختن نسبت به دو مدل دیگر از دقتی بیشتر برخوردار است. مقدار پارامترهای توزیع تخلخل و نقطه ورود هوا در سیستم دو فازی آب-هوا نسبت به پرکلرواتیلن-هوا کاهش یافت. این رفتار به دلیل لزوجت و مقاومت بیشتر آب نسبت به پرکلرواتیلن در برابر جریان است. به این مفهوم که زهکشی آب نسبت به پرکلرواتیلن از محیط متخلخل به مکش بالاتری نیاز دارد. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که در یک مقدار معین از فاز مایع، آب نسبت به پرکلرواتیلن نگهداشت بیشتری دارد. به دلیل لزوجت کمتر پرکلرواتیلن، هدایت هیدرولیکی اشباع و غیر­اشباع محیط متخلخل برای پرکلرواتیلن بیشتر از آب است. سیال پرکلرواتیلن با توجه به هدایت هیدرولیکی بیشتر و نگهداشت کمتری که نسبت به آب دارد، در صورت ورود به محیط متخلخل حرکت سریع­تری به سمت آب­های زیر زمینی خواهد داشت.
کلیدواژه‌ها
مدل های هیدرولیکی خاک؛ منحنی نگهداشت خاک؛ هدایت هیدرولیکی غیر اشباع خاک
عنوان مقاله [English]
Parametric Assessment of Perchloroethylene Hydraulic Behavior in Two-Phase System
نویسندگان [English]
Mansour Chatrenour1؛ Mehdi Homaee2؛ Safoora Asadi Kapourchal3؛ Mohammed Mahmoodian Shoshtari4
1Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran
2Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran
3Department of Soil Science, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht
4Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz
چکیده [English]
Quantitative description of soil hydraulic properties is crucial for preventing organic contaminations entering into the soil and groundwater. In order to assess hydraulic behavior of Perchloroethylene, as a toxic chlorinated contaminant in soil, retention curves of Perchloroethylene and water were determined. The Saturated hydraulic conductivity of both examined fluids was determined by constant head method. The Perchloroethylene and water hydraulic conductivities were obtained to be 492.84 and 450.27 cm day-1, respectively. The porous medium retention parameters is obtain based on van Genuchten, Brooks-Corey and Kosugi retention models. Further, the unsaturated hydraulic conductivity for both fluids were obtained based on Mualem-Brooks-Corey, Mualem-van Genuchten and Mualem-Kosugi models. The accuracy performance of models were assessed by some statistics including ME, RMSE, EF, CD and CRM. Results indicated that the van Genuchten model providing better estimations than other models when the studied fluid was Perchloroethylene. The results further indicated that the magnitudes of the pore-size distribution parameters and the bubbling pressure parameters are reduced in water-air system compares to Perchloroethylene -air system. This can be attributed to high viscosity of water and its considerable resistance against flow. This implies that more suction is needed to drain out water from porous medium than Perchloroethylene. Consequently, porous medium provides less retention for Perchloroethylene at a given quantity of fluid than water. Owing to less amount of Perchloroethylene viscosity, the saturated and unsaturated porous medium hydraulic conductivity of Perchloroethylene was more than that of water. Since Perchloroethylene has lower retention and larger hydraulic conductivity than water, its infiltration into porous medium would lead to faster movement towards groundwater.
کلیدواژه‌ها [English]
Soil Hydraulic Models, Soil Retention Curve, Unsaturated Hydraulic Conductivity
مراجع
  1. Davari M, Homaee M, Rahnemaei R. An analytical deterministic model for simultaneous phytoremediation of Ni and Cd from contaminated soils. Environmental Science and Pollution Research; 2015; 22: 4609-4620.
  2. Davari M, Rahnemaei R, Homaee M. Competitive adsorption-desorption reactions of two hazardous heavy metals in contaminated soils. Environmental Science and Pollution Research; 2015; 22: 13024-13032.
  3. Babaeian E, Homaee M, Rahnemaei R. Chelate-enhanced phytoextraction and phytostabilization of lead contaminated soils by carrot, Daucus Carrota. Archives of Agronomy and Soil Science; 2016; 62(3): 339-358.
  4. Jafarnejadi A.R, Sayyad G, Homaee M, Davamei A.H. Spatial variability of soil total and DTPA-extractable cadmium caused by long-term application of phosphate fertilizers, crop rotation and soil characteristics. Environmental Monitoring and Assessment; 2013; 185: 4087-4096.
  5. Jafarnejadi A.R, Homaee M, Sayyad G. Large scale spatial variability of accumulated cadmium in the wheat farm grains. Soil and Sediment Contamination Journal; 2011; 20(1): 93-99.
  6. Asadi Kapourchal So, Asadi Kapourchal Sa, Pazira E, Homaee M. Assessing radish potential for phytoremediation of lead- polluted soils resulting from air pollution. Plant Soil and Environment; 2009; 55(5): 202-206.
  7. Alipour N, Homaee M, Asadi Kapourchal S, Mazhari M. Assessing Chenopodium album L. to tolerate and phytoextract lead from heavy metal contaminated soils. Journal of Environmental Sciences; 2015; 13(1): 105-112. [In Persian]
  8. Eskandari M, Homaee M, Mahmodi S. An integrated multi criteria approach for landfill siting in a conflicting environmental, economical and socio-cultural area. Waste Management; 2012; 32(8): 1528-1538.
  9. Eskandari M, Homaee M, Mahmodi S, Pazira E, van Genuchten M. Th. Optimizing landfill site selection by using land classification maps. Environmental Science and Pollution Research; 2015; 22: 7757-7765.
  10. Farrokhian firouzi A, Homaee M, Klumpp E, Kasteel R, Sattari M. Modeling Microbial Contaminant Transport and Deposition in Calcareous Soils under Saturated Conditions. Journal of Water and Soil science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources); 2012; 15(58): 53-68. [In Persian]
  11. Farrokhian Firouzi A, Homaee M, Klumpp E, Kasteel R, Tappe W. Bacteria transport and retention in intact calcareous soil columns under saturated flow conditions. Journal of Hydrology and Hydromechanics; 2015; 62(2):102-109.
  12. Weiner E.R. Applications of environmental chemistry: a practical guide for environmental professionals: CRC Press. 2000.
  13. Nouri M, Homaee M, Bybordi M. Parametric Investigation of Diesel Fuel-Air Capillary Pressure–Saturation Functions. Iranian Journal of Soil and Water Research; 2014; 44(4): 365-372. [In Persian]
  14. Nouri M, Homaee M, Bybordi M. Comparing Petroleum and Water Hydraulic Properties in Soil. Journal of Water and Soil science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources); 2014; 17(66): 123-134. [In Persian]
  15. Nouri M, Homaee M, Bybordi M. Parametric assessment of soil hydraulic functions at presence of Kerosene contaminant. Journal of Soil and Water Resources Conservation; 2012; 2(1): 37-48. [In Persian]
  16. Nouri M, Homaee M, Bybordi M. Parametric assessment of soil retention at presence of petroleum in three-phase system. Journal of Soil and Water Resources Conservation; 2013; 2(2): 15-24. [In Persian]
  17. Nouri M, Homaee M, Bybordi M. Quantitative assessment of LNAPLs retention in soil porous media. Soil and Sediment Contamination; 2014; 23: 801-819.
  18. Brooks R.H, Corey A.T. Hydraulic properties of porous media. Hydrology Papers, Colorado State University; March 1964.
  19. van Genuchten M.T. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal; 1980; 44(5): 892-898.
  20. Kosugi K. Three-parameter lognormal distribution model for soil water retention. Water Resources Research; 1994; 30(4): 891-901.
  21. Lenhard R.J.B, Brooks R.H. Comparison of Liquid Retention Curves with Polar and Nonpolar Liquids. Soil Science Society of America Journal; 1985; 49(4): 816-821.
  22. Ferrand L.A, Milly P, Pinder G.F, Turrin R.P. A comparison of capillary pressure-saturation relations for drainage in two-and three-fluid porous media. Advances in water resources; 1990; 13(2): 54-63.
  23. McBride J, Simmons C, Cary J. Interfacial spreading effects on one-dimensional organic liquid imbibition in water-wetted porous media. Journal of Contaminant Hydrology; 1992; 11(1-2): 1-25.
  24. Hofstee C, Dane J, Hill W. Three-fluid retention in porous media involving water, PCE and air. Journal of contaminant hydrology; 1997; 25(3): 235-247.
  25. Lenhard R.J, Oostrom M, Dane J.H. A constitutive model for air-NAPL-water flow in the vadose zone accounting for residual NAPL in strongly water-wet porous media. Journal of Contaminant Hydrology; 2004; 71(1-4): 261-282.
  26. Mualem, Y. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resources Research; 1976; 12(3): 513-522.
  27. Mako A, Elek B. Comparison of Soil Extraction Isotherms of Soil Samples Saturated With Nonpolar Liquids. Water, Air and Soil Pollution: Focus; 2006; 6: 331-342.
  28. Homaee M, Dirksen C, Feddes R.A. Simulation of root water uptake. I.
  29. Nonuniform transient salinity stress using different macroscopic reduction functions. Agricultural Water Management; 2002; 57(2): 89-109.
  30. Zarei Gh, Homaee M, Liaghat A.M, Hoorfar A.H. A model for soil surface evaporation based on Campbell's retention curve. Journal of Hydrology; 2010; 380: 356-361.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 10,720
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 4,543