토양환경기술사시험자료집 - 지하수일반/지하수오염 및 정화(17)

※  NAPLs의 분포와 이동

 

1. NAPL의 특성

      비수용성으로서 자연상태에서 물과 분리된 유체의 형태로 존재한다.

 

2. NAPL의 종류

      (1) LNAPL : 가솔린, 연료유, 등유, 제트유, 자일렌, 톨루엔 등

      (2) DNAPL : 1.1.1-TCA, TCE, PCE, PCBs, CT, Chlorophenols 등

 

3. NAPL의 유입원

      매립장, 지하저장시설, 송유관, 유류누출사고, 폐기물, 폐액처분시설

 

4. NAPL의 이동과 분포에 영향을 미치는 요인

      (1) NAPL의 누출량

      (2) 누출의 표면적과 침투면적

      (3) 누출 후 경과시간

      (4) NAPL의 성질(점성도, 밀도, 용해도 등)

      (5) 기질의 특성

      (6) 지하의 수분이동(불포화대) 또는 지하수이동(포화대) 조건

      (7) 지하수면과 누출지점간의 거리

      (8) 불포화대 두께

 

5. 잔류 NAPL (잔류포화도 Residual Saturation, Sr = VNAPL / Vvoids)

      (1) NAPL은 이동경로상에 10~20%의 비이동성 잔류 NAPL을 남긴다.

      (2) 잔류 NAPL은 지하수오염의 원인이 된다.

      (3) 잔류 NAPL은 물리적인 메카니즘에 의해 수집, 제거가 어렵다.

      (4) 잔류포화도의 크기에 영향을 미치는 요인

             1) 기질의 공극크기와 형태

             2) 수리구배

             3) 습윤성도(Wettability) : 액체가 고체위에 부착되는 성질

             4) 부력(Buoyancy) : 중력의 작용하에 있는 유체속의 정지물체가 유체로부터 받는, 

                                           중력과 반대방향의 힘.

             5) NAPL의 증기압

             6) 기상과 액상의 초기부피비

 

6. NAPL의 이동을 일으키고 제어하는 힘의 원천

      (1) 중력/부력(Gravity/Buoyance Forces)

      (2) 점착력(Viscous Forces) : 유체 자체의 분자들의 응집력 때문에 내부적인 마찰력이 

                                                 작용하여 흐름을 방해하는 정도(Cohesion)

      (3) 모세관력(Capillary Forces)

 

7. 토양내 NAPL의 미시적 거동에 영향을 미치는 인자

      (1) 밀도(Density)

             1) NAPL 비중〈 1 , LNAPL : 물위에 부유, 수평적으로 멀리 이동

             2) NAPL 비중 〉1 , DNAPL : 지하 깊은 곳까지 이동

      (2) 점성(Viscosity)

             1) 흐름의 저항에 대한 유체의 성질, 즉 움직이고 있는 기체나 액체의 내부에서 

                 활동을 저지하려는 응력이 생기는 성질.

             2) 작을수록 유체는 이동하기 쉽다.      v = d2(ρ1-ρ2)g / 18μ

      (3) 계면간의 장력(Interfacial Tension)

              클수록 이동성이 감소한다.

      (4) 습윤성(Wettability)

              한 유체가 고체표면에 퍼지거나 우선적으로 피복되는 전반적인 경향

      (5) 모세관력(Capilly Pressure)

              공극크기가 작을수록, 초기함수율이 작을수록, 계면장력이 증가할수록 증가한다.

      (6) 포화와 잔류포화(Saturation and Residual Saturation)

              NAPL의 유동능력은 상대투수계수의 함수로 표현되는 매질에서의 포화도와 관련이 있다.

      (7) 상대투수계수(Relative Permeability)

              1) 절대투수율에 대한 유효투수율의 비, 즉 다상류의 비포화투수계수와 포화투수계수의 

                  비를 말한다.

              2) 모든 상의 상대투수율의 합은 1 이하이다.