Плотная неводная фаза жидкости

Плотная неводная фазовая жидкость или DNAPL представляет собой более плотную, чем вода , NAPL , то есть жидкость , которая одновременно плотнее воды и не смешивается с водой или не растворяется в ней. ^[1]

Термин DNAPL в основном используется инженерами-экологами и гидрогеологами для описания загрязняющих веществ в грунтовых водах , поверхностных водах и отложениях. DNAPL имеют тенденцию опускаться ниже уровня грунтовых вод при проливе в значительных количествах и останавливаться только тогда, когда они достигают непроницаемых слоев, таких как слои глины или малопористые коренные породы. Их проникновение в водоносный горизонт затрудняет их обнаружение и устранение.

Примерами материалов, которые при разливе становятся ДНКПЛ, являются:

• Хлорированные растворители , такие как трихлорэтилен , тетрахлорэтилен , 1,1,1-трихлорэтан и четыреххлористый углерод
• каменноугольная смола
• креозот
• полихлорированные бифенилы (ПХБ)
• Меркурий
• сверхтяжелая сырая нефть с плотностью API менее 10
• некоторые пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС)

При попадании в окружающую среду хлорированные растворители часто присутствуют в виде DNAPL, и DNAPL может стать долгосрочным вторичным источником хлорированного растворителя для растворенных грунтовых вод. Хлорированные растворители обычно не смешиваются с водой, по определению обладая низкой растворимостью в воде, но при этом имеют растворимость выше концентраций, допускаемых защитой питьевой воды. Таким образом, DNAPL, который является хлорированным растворителем, может выступать в качестве постоянного пути для растворения компонентов в грунтовых водах. Распространенное использование хлорированных растворителей в производственных операциях началось во время Второй мировой войны , причем скорость использования большинства растворителей возросла в 1970-х годах. К началу 1980-х годов стали доступны химические анализы, которые задокументировали широко распространенное загрязнение грунтовых вод хлорированными растворителями. ^[2] С тех пор были приложены значительные усилия для улучшения нашей способности обнаруживать ^{[3] [4]} и устранять ^[5] DNAPL, присутствующие в виде хлорированных растворителей.

DNAPL, которые не являются вязкими, такие как хлорированные растворители, имеют тенденцию погружаться в водоносные материалы ниже уровня грунтовых вод и их становится гораздо труднее обнаружить и ликвидировать, чем жидкости неводной фазы, которые легче воды ( LNAPL ), которые имеют тенденцию плавать на уровне грунтовых вод при проливе в естественные почвы. Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) уделяет значительное внимание рекультивации DNAPL, которая может быть дорогостоящей. Удаление или уничтожение DNAPL на месте устраняет потенциальное воздействие соединений в окружающей среде и может быть эффективным методом рекультивации; однако на некоторых участках DNAPL ликвидация DNAPL может быть нецелесообразной, и локализация может быть единственным жизнеспособным восстановительным действием. ^{[6] [7]} У USEPA есть программа по решению проблем участков, где удаление DNAPL нецелесообразно для проектов по рекультивации в рамках CERCLA в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов ^[8] Плотные неводные жидкости (DNAPL) имеют низкую растворимость и вязкость значительно ниже, а плотность выше, чем у воды — асфальт, тяжелые масла, смазочные материалы, а также хлорированные растворители — проникают на всю глубину водоносного горизонта и скапливаются на его дне. ^[9] «Движение DNAPL следует наклону непроницаемых слоев, подстилающих водоносный горизонт, и может двигаться в противоположном направлении градиенту грунтовых вод». ^[10]

Разработаны технологии очистки грунтовых вод , которые могут решать проблему DNAPL в некоторых условиях. Раскопки не всегда осуществимы из-за глубины DNAPL, дисперсной природы остаточного DNAPL, подвижности, возникающей во время раскопок, и сложностей с близлежащими сооружениями. Технологии очистки включают следующее

• химическое окисление in situ (ISCO) ^{[11] [12]}
  • перманганат калия
  • перекись водорода (с железным катализатором или без него)
  • барботирование озоном
  • персульфат
• in situ усиленное восстановительное дехлорирование ^{[12] [13]}
• промывка поверхностно-активным веществом на месте ^{[11] [12]}
• барботаж воздуха ^{[11] [12]}
• отопление ^[11]

Большинство DNAPL остаются плотнее воды после попадания в окружающую среду (например, пролитый трихлорэтилен не становится легче воды, он останется плотнее воды). Однако, когда DNAPL представляет собой сложную смесь химикатов, плотность смеси может со временем меняться по мере взаимодействия смеси с природной средой. Например, смесь трихлорэтилена и смазочно-охлаждающей жидкости может быть выпущена и изначально быть плотнее воды — DNAPL. Поскольку смесь трихлорэтилена и масла выщелачивается грунтовыми водами, трихлорэтилен может преимущественно выщелачиваться из масла, и смесь может стать менее плотной, чем вода, и стать плавучей (например, жидкость может стать LNAPL). Аналогичные изменения можно увидеть на некоторых заводах по газификации угля или заводах по производству искусственного газа, где смеси смол могут быть плотнее воды, быть нейтрально плавучими или быть менее плотными, чем вода, и их плотности могут меняться со временем. ^[7]

• НАПЛ
• ЛНФЖ ( легкие неводные жидкости ) — несмешивающиеся с водой жидкости, которые легче воды.

• Веб-страница USEPA о DNAPL: http://cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nonaqueous_Phase_Liquids_(DNAPLs)/cat/Overview/
• Страница Межгосударственного совета по технологиям и регулированию (ITRC) на DNAPL: http://www.itrcweb.org/guidancedocument.asp?TID=8
• Технические/нормативные рекомендации по комплексной стратегии сайта DNAPL ITRC: http://www.itrcweb.org/documents/IntegratedDNAPLStrategy_IDSSDoc/IDSS-1.pdf