Φυσική εξασθένηση πετρελαιοειδών: Αποτίμηση της
μεθόδου αποκατάστασης σε χώρους ρυπασμένους με
καύσιμα διαφορετικής σύστασης

Χρυσανθοπούλου, Μαργαρίτα; Chrysanthopoulou, Margarita

dc.contributor.author	Χρυσανθοπούλου, Μαργαρίτα	el
dc.contributor.author	Chrysanthopoulou, Margarita	en
dc.date.accessioned	2016-12-02T11:17:10Z
dc.date.available	2016-12-02T11:17:10Z
dc.date.issued	2016-12-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44059
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13705
dc.rights	Default License
dc.subject	Φυσική εξασθένηση	el
dc.subject	Πετρελαιοειδή	el
dc.subject	Καύσιμα	el
dc.subject	Υπόγειο νερό	el
dc.subject	Αποκατάσταση	el
dc.subject	Natural attenuation	en
dc.subject	Petroleum constituents	en
dc.subject	Fuels	en
dc.subject	Groundwater	en
dc.subject	Remediation	en
dc.title	Φυσική εξασθένηση πετρελαιοειδών: Αποτίμηση της μεθόδου αποκατάστασης σε χώρους ρυπασμένους με καύσιμα διαφορετικής σύστασης	el
dc.title	Evaluation of natural attenuation of petroleum hydrocarbons as remediation technique at sites contaminated by fuels of different composition	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική γεωτεχνική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-11-03
heal.abstract	Η ρύπανση των υπογείων υδάτων με πετρελαιοειδή αποτελεί ένα διαδεδομένο περιβαλλοντικό πρόβλημα. Η φυσική εξασθένηση με παρακολούθηση είναι μία αναγνωρισμένη μέθοδος για την αποκατάσταση των υπογείων υδάτων έπειτα από διαρροή πετρελαιοειδών στο υπέδαφος. Οι κύριοι ρύποι που απασχολούν με βάση τη βιβλιογραφία είναι οι μονοαρωματικοί υδρογονάνθρακες BTEX (βενζόλιο, τολουόλιο, αιθυλοβενζόλιο, ξυλόλιο), ενώ συχνά απαντάται και η πολυκυκλική αρωματική ένωση ναφθαλίνη. Ωστόσο, τα καύσιμα που προέρχονται από το πετρέλαιο έχουν διαφορετική σύσταση και δεν υπάρχει σαφής εικόνα σε σχέση με τη διαφορετική συμπεριφορά τους όταν διαρρέουν στο υπέδαφος. Στόχος ήταν η αποτίμηση της φυσικής εξασθένησης των πετρελαιοειδών σε χώρους που έχουν ρυπανθεί με καύσιμα διαφορετικής σύστασης. Τα κύρια ερωτήματα αφορούν τη μέγιστη εξάπλωση των πετρελαιοειδών στο υπόγειο νερό, αν αυτή επηρεάζεται από το είδος του καυσίμου που διαρρέει, καθώς και το αν θα πρέπει να συνεξετάζεται η ναφθαλίνη με τις ενώσεις BTEX έπειτα από διαρροή πετρελαιοειδών στο υπέδαφος. Για την απάντηση των ερωτημάτων, προσομοιώθηκαν με το λογισμικό φυσικής εξασθένησης NAS (Natural Attenuation Software) συγκεκριμένα περιστατικά. Τα εν λόγω περιστατικά προέκυψαν έπειτα από εκτεταμένη βιβλιογραφική αναζήτηση σε ερευνητικές μελέτες, επιστημονικά περιοδικά, καθώς και σε ηλεκτρονικές βάσεις δεδομένων περιβαλλοντικών υπηρεσιών και στρατιωτικών οργανισμών των ΗΠΑ. Τα κύρια κριτήρια επιλογής των περιστατικών ήταν η διαρροή διαφορετικών ειδών καυσίμων, καθώς και η ανίχνευση στο πεδίο των ενώσεων BTEX και ναφθαλίνης. Επιπλέον, θα έπρεπε να υπάρχουν οι απαραίτητες πληροφορίες για την εισαγωγή των δεδομένων και την ανάλυση με το λογισμικό. Τέλος, ήταν επιθυμητό να υπάρχει αντιπροσωπευτικότητα ως προς τις υδρογεωλογικές συνθήκες και την ποσότητα διαρροής. Τελικά, τα επιλεχθέντα περιστατικά περιελάμβαναν κυρίως χώρους στις ΗΠΑ, όπως, τη διαρροή αργού πετρελαίου από αγωγό μεταφοράς του στη Λίμνη Κας, τη διαρροή καυσίμου JP-4 έπειτα από συντριβή αεροσκάφους στην αεροπορική βάση Γουόρτσμιθ, δύο διαρροές αγωγών μεταφοράς καυσίμων JP-5 και JP-8 σε στρατιωτικές βάσεις, τη διαρροή ντίζελ από υπόγεια δεξαμενή στη στρατιωτική βάση Πέντλετον, τη διαρροή βενζίνης, ντίζελ και καυσίμου JP-4 από υπόγεια δεξαμενή στην αεροπορική βάση Σέιμουρ Τζόνσον καθώς και τη διαρροή βενζίνης στο Περθ της Αυστραλίας από υπόγεια δεξαμενή αποθήκευσης σε πρατήριο καυσίμων.Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την προσομοίωση των περιστατικών είναι τα εξής. Η φυσική εξασθένηση λειτουργεί και καταφέρνει να σταθεροποιεί την εξάπλωση της ρύπανσης έπειτα από τη διαρροή πετρελαιοειδών. Ωστόσο, υποδεικνύεται η εξάρτηση από τα χαρακτηριστικά του εκάστοτε χώρου. Επιπλέον, η μέγιστη εξάπλωση της ρύπανσης προκύπτει ότι μάλλον επηρεάζεται από τη σύσταση του καυσίμου. Συγκεκριμένα, υπολογίζεται ότι στα περιστατικά διαρροής βενζίνης, στο Περθ και στο Σέιμουρ Τζόνσον (διαρροή βενζίνης, ντίζελ και JP-4), που έχουν το μεγαλύτερο ποσοστό βενζολίου στο καύσιμο, οι διαλυμένοι ρύποι συνεχίζουν να εξαπλώνονται πολύ περισσότερο συγκριτικά με τα υπόλοιπα περιστατικά σε σχέση με τις μετρήσεις τους στο πεδίο. Έτσι υποδεικνύεται ότι όσον αφορά την επέκταση της ρύπανσης στο υπόγειο νερό, είναι πιθανό να προβληματίσει περισσότερο η διαρροή καυσίμου που περιέχει σε μεγαλύτερο ποσοστό τις ενώσεις BTEX και κυρίως το βενζόλιο. Από τις αναλύσεις με το λογισμικό επιβεβαιώνεται ότι το βενζόλιο αποτελεί τον κύριο ρύπο ενδιαφέροντος έπειτα από διαρροή πετρελαιοειδών, λόγω της κινητικότητάς του στο υπόγειο νερό, καθώς επεκτείνεται περισσότερο σε έξι από τα επτά περιστατικά. Η ναφθαλίνη χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να διαλυθεί από την παραμένουσα μάζα πετρελαιοειδών, που δρα ως μόνιμη πηγή ρύπανσης. Επιπλέον, στους χώρους που έχει διαρρεύσει καύσιμο στο οποίο βρίσκεται σε μεγαλύτερο ποσοστό από το βενζόλιο, υπολογίζεται ότι πλησιάζει την επέκταση του βενζολίου. Έτσι προκύπτει ότι η ναφθαλίνη πρέπει να συνεξετάζεται ως ρύπος μαζί με τις ενώσεις BTEX, ειδικά για διαρροή καυσίμου όπου το ποσοστό της είναι μεγαλύτερο από το βενζόλιο, καθώς και όταν υπάρχει μη υδατική φάση, καθώς μπορεί να τροφοδοτεί τη ρύπανση του υπόγειου νερού για περισσότερο χρόνο σε σχέση με τις ενώσεις BTEX.	el
heal.abstract	Contamination of groundwater by petroleum products is a widespread environmental problem. Monitored natural attenuation is a recognized method for groundwater remediation. The main contaminants of concern based on the literature are the monoaromatic hydrocarbons BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene), but often naphthalene is also included. However, fuels that come from crude oil have different composition and it is not clear whether they have different fate when released in the subsurface. The objective of the thesis was to evaluate the natural attenuation of selected petroleum constituents at sites contaminated with fuels of different composition. The main questions concern the maximum extent of those constituents in groundwater, whether the extent is influenced by the fuel that is spilled and if naphthalene should be considered along with the BTEX compounds after releases of petroleum products in the subsurface. In order to answer these questions, selected case studies were simulated with the Natural Attenuation Software (NAS). These case studies resulted from extensive literature search in scientific reports, journals and online databases by environmental consulting companies and military organizations in USA. The main criteria for the selection of the case studies were the releases of different types of fuel and the detection of the BTEX compounds and naphthalene. Furthermore, the main report should provide information for the data needed in order to proceed with the analysis with the software. Finally, for the better representation of the problem, case studies with different hydrogeologic conditions and amount of release were sought. The chosen case studies were mainly from USA, such as the crude oil spill from oil pipeline in Cass Lake, the spill from fuel JP-4 after crash of an aircraft in Wurtsmith air force base, two spills due to pipeline releases from JP-5 and JP-8 fuels in military bases, one diesel release from underground storage tank in military base in Pendleton, release of gasoline, diesel and JP-4 from underground storage tank in Seymour Johnson air force base and gasoline release at Perth in Australia from underground storage tank in a gas station. The conclusions from the simulation of the case studies are the following. Natural attenuation manages to stabilize the extent of the contamination from the releases of petroleum mixtures. The simulations also confirmed the dependence of the outcome on the characteristics of each site. Furthermore, the maximum extent of contamination seems to be affected by the composition of the fuel. It is calculated that in the case studies from gasoline release, in Perth and Seymour Johnson (leak from gasoline, diesel and JP-4) that had the highest fraction of benzene, the dissolved contaminants continued to extend more than the other case studies, in comparison to the concentrations measured in the field. Thus, it is indicated that regarding the extent of contamination in groundwater, spills of fuels with high fraction in BTEX, and especially benzene, are likely to be of highest concern. From the analysis with the software, it is confirmed that benzene is the main contaminant of concern after petroleum releases, due to its mobility in groundwater systems: in six of the seven case studies, benzene traveled further than the other compounds. Naphthalene needs more time to dissolve from a source zone. What is more, when naphthalene has higher fraction in the fuels spilled, it is calculated that it extends almost as far as benzene. Thus, naphthalene should be considered along with BTEX compounds as a potential contaminant of concern, especially when it has higher fraction than benzene in the fuels spilled and when there is Non Aqueous Phase Liquid in the subsurface, because in the long term groundwater may be enriched by naphthalene.	en
heal.advisorName	Πανταζίδου, Μαρίνα	el
heal.committeeMemberName	Μαμάης, Δανιήλ	el
heal.committeeMemberName	Παπαδημητρίου, Αχιλλέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.
heal.fullTextAvailability	true