地下水裂岩区域的污染
Abs:污染物在裂隙岩体中的迁移与分布全然不同于其在非固化的(砂土或砂砾)含水层。在这类岩体中,污染物迁移的方向和速率以及化学和微生物的转化过程与控制因素均具备更多的不确定性。确定污染带相当困难,具体的难度取决于裂隙或溶的方向趋势与类型。
污染物在裂隙岩体中的迁移与分布全然不同于其在非固化的(砂土或砂砾)含水层。在这类岩体中,污染物迁移的方向和速率以及化学和微生物的转化过程与控制因素均具备更多的不确定性。确定污染带相当困难,具体的难度取决于裂隙或溶的方向趋势与类型。此外污染与未污染的裂隙带有可能相互交错,则钻孔有可能在两者之间凿通原本并不存在的连接,造成交叉污染。
岩层中有可能同时存在原生孔隙和次生孔隙。次生孔隙是矿物质化学淋滤或是裂隙系统形成的结果,也是岩石中流体运动的主要源头。互联的裂隙形成的网络(以及喀斯特地形中的溶沟)使得液体能够穿过原生孔隙度极低的岩层而流动。溶解的杂质和液体通常都通过裂隙网络来散布。
原生孔隙让岩石基体本身可以接收并运移液体。结构疏松的砂石原生孔隙度相对较高,液体可以在渗入并流经砂石区域。液体在基质为结晶体的岩石(比如花岗岩)中流动性低,这类岩石的基质能够起到阻挡水和杂质的屏障作用。岩石的原生孔隙度还会对液体的传输和最终的分布目的地重要影响,因为岩石基质的孔隙越多,溶解杂质在其中扩散的可能性就越大。例如页岩的基质主要是粘土和粉土颗粒,具有中等程度的不透水性,因而水不能从基质中流过,但它的孔隙仍然足以让污染物扩散到基质内。在构建概念场地模型、选择现场修复方法时就务必要考虑到这种扩散情况,因为岩石基质中污染物的浓度高于裂隙中的污染物浓度,那么基质就有可能成为污染源区。
有些情况下污染物有可能以非水相液体的形态而进入裂隙岩体系统。这些液体是厌水的,主要以重质非水溶相液体为主。这种情况下就会产生多相流动。在多相流动中,NAPL污染物会随着重力效应沿裂隙区域流动,过程中流体(或气体)的界面与孔隙或裂隙固体表面因毛细力产生作用。这些作用力(引力、粘度和毛细力)的程度随着孔隙的大小或裂隙的孔径而变化,其中在比较小的孔隙或裂隙处以毛细力为主,而在较大的裂隙区域则以重力为主。在多相流动系统中,毛细力会使浸润相液体被困在孔径最小的裂隙中无法流动。而在较大的裂隙中会发生符合达西定律的流动,但每一种相的渗透性会因饱和度而异。在最大的裂隙中,流动性由重力来决定,从而产生多种非达西定律的流体现象,并且液体流速有可能非常快。对于这些流动规律,我们至今知之不详。
一些常见的基岩包括:
在基岩区域对污染物的调查与修复十分困难,需要掌握污染物在这一区域的分布与运移特征,尤其是对裂缝区域位置和特征的了解,对场调结果与修复效果都起到重要的作用。