مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی فرآیند زیست‌پالایی آلودگی‌های نفتی در آب زیرزمینی

امروزه، آلودگی سفره‌های آب زیرزمینی، یکی از جدی‌ترین مشکلات زیست محیطی در سراسر جهان می‌باشد. از مهم‌ترین این آلاینده‌ها، آلاینده‌های نفتی و ترکیبات آن می‌باشد که در اثر نشت و تراوش هنگام ذخیره‌سازی و یا انتقال، با نفوذ به خاک، منابع آب زیرزمینی را آلوده می‌کند. این ترکیبات دارای ساختار پیچیده شیمیایی و قابلیت‌های حل مختلف در آب‌زیرزمینی می‌باشند و بسیاری از این ترکیبات توسط میکروارگانیسم‌های موجود در آب تجزیه می‌شوند. در این تحقیق، زیست‌پالایی آب‌های زیرزمینی آلوده به ترکیبات نفتی (btex) در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد. آزمایشات در یک تانک شنی دوبعدی انجام گردید. به منظور شبیه‌سازی رفتار میکروارگانیسم‌ها در تجزیه زیستی آلاینده‌ها از مدل موند دوگانه در کد rt3d استفاده گردید. مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی تجزیه بیولوژیکی btex با داده‌های آزمایشگاهی نشان داد که غلظت‌های مشاهده شده و محاسبه شده، با در نظر گرفتن شرایط آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی با هم مطابقت دارند. همچنین نتایج حاصل از اجرای مدل نشان داد که در شرایط با زیست‌پالایی و بدون زیست‌پالایی به ترتیب پس از گذشت سه و 27 ماه مجموع آلودگی در کل تانک به صفر می‌رسد. مقایسه این دو عدد حاکی از اهمیت فرآیند زیست‌پالایی در پاکسازی آب زیرزمینی آلوده به هیدروکربن‌های نفتی می‌باشد. در مجموع روش پیشنهاد شده در این تحقیق، جداسازی باکتری و تصفیه موفقیت‌آمیز بوده و می‌توان این روش را در مقیاس‌های بزرگ پیشنهاد نمود.

Experimental investigation and modeling of bioremediation process of petroleum contamination in groundwater

Today, groundwater contamination has become a major environmental issue around the world. Petroleum products affect groundwater quality at many sites across the country. It mainly results from leaking or seeping of products from storage tanks or transferring pipes. These products are typically multicomponent organic mixtures composed of chemicals with varying degrees of water solubility. Many of the petroleum products are amenable to biological degradation in the aqueous phase by naturally occurring microorganisms in the subsurface. To create and maintain conditions that are conductive to microbial activity within the contaminated aqueousphase is the main focus of this research. BTEX was selected as the petroleum contaminant to be used in a laboratory experiment. A twodimensional sand tank was built and BTEX was injected into the sand at top of the unsaturated zone. In order to simulate the behaviour of the bacteria and to predict the longterm remediation program, RT3D model with double Monod algorithm was selected. The comparison of the observed data in laboratory experiment with simulated results showed that the calibrated model can simulate the BTEX movement and biodegradation, satisfactory. Using the calibrated model indicated that complete remediation would occur after three months with biodegradation and 27 months without biodegradation. This proved that how important is the biodegradation in longterm remediation projects. In addition, the proposed methodology in this research for isolating the bacteria and remediation was successful and can be proposed to be implemented in larger scale.