背景
人类活动在南极和北极,导致发布一套对人类和环境的健康有害的化合物包括原油和石油产品。在本章条款原油和石油产品是指实际的液体,和石油碳氢化合物是指化合物如苯组成的液体。大多数版本发生在北极和南极是微不足道的体积;然而,一些大的陆地释放。可以说,最大的释放发生在北极发生Usinsk市北部,俄罗斯(65°N), Kolva流域(Vilchek和Tishkov 1997;同理1998)。据估计103000 - 126000吨的原油(其他专家估计释放高达318000吨)被释放在2 - 3月从多个泄漏的管道系统继续泵油尽管管道泄漏(Vilchek和Tishkov 1997)。
最近原油相对较大的版本发生了跨阿拉斯加输油管线。2001年,被击中一个洞村附近的管道,利文古德阿拉斯加(65°N),导致释放大约265000 l(这位2001)。腐蚀的普拉德霍湾的原油运输路线,阿拉斯加,造成原油在761000 l和1010000 l释放的苔原标准件(JIC 2006)。相对较小的版本与燃料储存和运输有关工业活动、主要矿业和社区在北极发生更多的频率更大更明显的释放。这样的版本是交通事故的结果,如燃料油罐卡车展期在一家大型锌铅矿阿拉斯加西北部(68°N)导致释放大约10000 l苔原(ADEC 2004 a),或事故相关燃料存储,比如一个近似9500 l释放村里发生的一点希望,阿拉斯加(68°N),由于过度充盈的储罐(ADEC 2004 b)。Rike et al。(2003)描述土壤中石油烃的存在在一个村庄附近的朗伊尔城,Spitzbergen岛在斯瓦尔巴群岛(78°N),最有可能造成小版本的石油在灭火训练。
石油产品相对较小的版本发生在南极。大多数是由于这些版本可怜的废物管理实践研究。希望埋葬在冻土将包含浪费,浪费实验站大多数是处理与没有工程控制系统转储(斯内普et al . 2002年)。此外,最小的注意力给石油泄漏,由于相信冷冻环境包含的化合物(斯内普et al . 2002年)。调查说明,控制污染物以这种方式是不可取的。在这个环境中污染物是可移动的解冻,解冻时期一样以同样的方式在更温和的环境中。此外,冻搅和侵蚀揭示埋污染物,暴露出他们的运输过程在地下水(suprapermafrost)和地表水(斯内普et al . 2001年)。
理解运动的石油和石油碳氢化合物通过冻结和冻土在北极和南极,非混相流体的基本原则的理解(在本例中石油)运动通过土壤解冻是必需的。一些作者提出深入的描述非混相流体的运动,通常被称为非水相液体(NAPL),通过不饱和土壤(Mercer和科恩1990;威尔逊et al . 1990;保尔森和Kueper 1992)。石油被认为是轻非水相液体(LNAPL),作为液体的比重小于团结。的其余部分将集中讨论石油。
释放在或接近地面,石油将向下通过非饱和土向水位。由于不混合性,流体迁移作为一种独特的液体,独立于空气和水在非饱和土。水和石油在毛细管力作用下部分饱和土壤的孔隙空间,。作为石油向下迁移,空气甚至一些水是流离失所的孔隙空间。一旦进入土壤孔隙空间,个人石油化合物溶解在土壤水分根据具体每个化合物的溶解度及其摩尔分数。这些化合物的溶解度很低,因为大多数石油碳氢化合物都是极性分子。石油碳氢化合物吸附在自然土壤中有机质的结果非极性化合物的性质。分子量相对较低的高波动性石油碳氢化合物溶解在土壤水分导致分区的这些化合物的一小部分进入气相。石油碳氢化合物的混合气体和空气变得土壤气体在孔隙空间。
通过非饱和土渗透石油遵循的路径是由土壤遇到的属性;首先,渗透率和孔隙结构。现场研究结果由保尔森和Kueper(1992)说明了小渗透率的变化导致极端异构分布NAPL和一些横向迁移,这也是毛细管力作用的结果。
毛细管力作用下固定的一小部分石油孔隙空间为主体的液体通过多孔介质向下移动。可视化结果威尔逊et al .(1990)进行的研究表明,固定化NAPL主要是包含在孔隙喉咙、土壤水分和土壤之间的薄膜气体。土壤水分也被包含在毛孔喉咙被浸润NAPL绕过,和土壤充气大孔隙的身体。
渗透石油到达毛管边缘,有时也称为近饱和区将扩散的结果在这个区含水饱和度较高。泄漏量,产生足够的去取代水毛管边缘的水,石油,进一步向下迁移到地下水位可能会取代水饱和孔隙和引起抑郁的表。随着水位上升和下降季节性一些石油是固定或滞留在毛细管的边缘,并可能在高水位条件下地下水位以下。这种固定化石油由小口袋(或神经节)液体与有机液体的主体(威尔逊et al . 1990年)。溶解阶段羽导致饱和区地下水位以下,从石油包含在水面之上和之下的。
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