Impact of the water table fluctuations on the apparent thickness of light non-aqueous phase liquids

The light non-aqueous phase liquids (LNAPLs) percolating into the subsurface from damaged underground storage tanks, pipelines cisterns and from the unsealed landfills present a threat to soil and groundwater. If a layer of LNAPL floats on the groundwater table the initial step of remediation should be its recovery. In order to a proper design of LNAPL recovery an assessment of the mobile LNAPL volume is required. This volume can be determined on the base of a thickness of LNAPL layer in the porous medium (the actual thickness) or on the base of LNAPL specific volume. Then the LNAPL actual thickness and specific volume are estimated on the base of the LNAPL thickness measured in the monitoring well (the apparent thickness). Unfortunately, the actual LNAPL thickness is always different from the apparent LNAPL thickness. This difference depends on the properties of soil and the amount and properties of LNAPL. Additional factors influencing significantly the difference between apparent and actual thicknesses are the fluctuations of the water table level (the hydraulic head fluctuations). The major objectives of this study became to investigate the impact of hydraulic head fluctuations on the measured apparent and actual LNAPL thicknesses. Obtained results show that when the hydraulic head diminishes, the apparent thickness of LNAPL increases and the actual thickness decreases. Instead, when the hydraulic head again rises, the apparent thickness decreases, and the actual thickness increases. When the hydraulic head rises considerably it can take place that the free product don’t be present in the observation well. The results affirm that hydraulic head fluctuations complicate considerably the estimation of the actual thickness and the mobile volume of LNAPL on the base of the apparent LNAPL thickness measured in the observation well.

Lekkie ciecze organiczne (LNAPL) infiltrujące do środowiska gruntowo-wodnego z uszkodzonych zbiorników magazynujących paliwa, rurociągów, cystern itp., a także z nieuszczelnionych składowisk odpadów komunalnych stanowią bardzo poważne zagrożenie dla środowiska wodno-gruntowego. W przypadku pojawienia się LNAPL na zwierciadle wody podziemnej pierwszy etap remediacji powinno stanowić jej sczerpanie. W celu odpowiedniego zaprojektowania operacji sczerpywania niezbędna jest znajomość objętości mobilnej LNAPL, którą ustala się na podstawie miąższości zanieczyszczonej strefy gruntu (miąższości rzeczywistej) lub na podstawie tzw. objętości jednostkowej LNAPL w ośrodku porowatym. Miąższość rzeczywistą i objętość jednostkową wolnego produktu oblicza się na podstawie miąższości LNAPL zmierzonej w studni obserwacyjnej (tzw. miąższości pozornej). Jednak miąższość pozorna zawsze różni się od miąższości rzeczywistej, a różnica między nimi zależy od właściwości gruntu, jak również od właściwości i ilości LNAPL. Dodatkowym czynnikiem, który wpływa na różnicę między miąższością pozorną i rzeczywistą, są wahania poziomu zwierciadła wody podziemnej (zmiany wysokości hydraulicznej). Celem badań prowadzonych w ramach niniejszej pracy jest ustalenie wpływu zmian wysokości hydraulicznej na zmierzone wartości miąższości pozornej i rzeczywistej LNAPL na zwierciadle wody podziemnej. Otrzymane wyniki wskazują, że w przypadku obniżania się wysokości hydraulicznej miąższość pozorna wzrasta, natomiast miąższość rzeczywista maleje. Z kolei, w przypadku ponownego podwyższania poziomu zwierciadła wody podziemnej miąższość pozorna maleje, podczas gdy miąższość rzeczywista wzrasta. Przy znacznym podwyższeniu poziomu zwierciadła wody podziemnej może dojść do sytuacji, w której następuje całkowity zanik warstwy LNAPL w studni obserwacyjnej, mimo obecności wolnego produktu w ośrodku wodno-gruntowym. Uzyskane wyniki potwierdzają, że wahania wysokości hydraulicznej w znacznym stopniu komplikują ustalanie rzeczywistej miąższości oraz objętości mobilnej LNAPL w ośrodku porowatym na podstawie miąższości pozornej zmierzonej w studni obserwacyjnej.