شبیه سازی عددی انتقال آلاینده‌های نفتی در آب زیرزمینی ناشی از نشت احتمالی مخازن بنزین موجود در انبار نفت خوی، آذربایجان غربی، ایران

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

عبدالرضا واعظی ¹ , وحیده عزیزان ²

1 - دانشیارگروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران *(مسوول مکاتبات).
2 - کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

تاریخ دریافت : 1394/08/24 تاریخ پذیرش : 1395/03/19 تاریخ انتشار : 1398/02/01

کلید واژه: BTEX, MTBE, خوی, MT3DMS, MODFLOW-2000,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: در این مطالعه، غلظت و میزان گسترش ابر آلودگی آلاینده های نفتی در آب زیرزمینی ناشی از نشت احتمالی مخازن بنزین موجود در انبار نفت خوی تحت سناریوهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. روش بررسی: بدین منظور ابتدا مدل جریان آب زیرزمینی منطقه برای حالت پایدار و ناپایدار با استفاده از بسته مدل MODFLOW-2000 شبیه سازی و مدل جریان واسنجی و پارامترهای هیدرولیکی آبخوان برآورد گردید. به کمک مدل انتقال MT3DMS و با استفاده از داده های خروجی مدل جریان، گسترش ابرآلودگی بنزن، تولوئن، اتیل بنزن، زایلن و MTBE برای ورود احتمالی آن با غلظت حداکثر از طریق نشت از مخازن انبار نفت خوی شبیه سازی گردید. به منظور پیش بینی انتقال آلاینده ها تحت شرایط مختلف، سه سناریو در نظر گرفته شد. یافته ها: نتایج مدل نشان می دهد که ابر آلودگی MTBE در صورت تداوم نشت در طی بیست سال گسترشی برابر 774 متر و در صورت قطع شدن نشت پس از 3 سال در طی بیست سال حدود 108 متر از منبع نشت آلاینده فاصله خواهد گرفت. این در حالی است که ابر آلودگی ناشی از انتشار BTEXها در صورت تداوم نشت در طی بیست سال گسترشی کم تر از MTBE خواهند داشت. مقایسه رفتار ابر آلودگی آلاینده های بنزن و MTBE تحت شرایط سناریو دوم (نشت به مدت سه سال) نشان داد که گسترش ابر آلودگی بنزن بعد از ده سال به 126 متر برسد و 5/8 سال پس از قطع نشت، آلاینده به نزدیک ترین چاه بهره برداری برسد ولی گسترش ابر آلودگی MTBE در همین مدت بیش از شش برابر بوده و در طی 5/1 سال پس از قطع نشت، به نزدیک ترین چاه بهره برداری برسد که این ناشی از قابلیت انتقال بیش تر MTBE در آب نسبت به بنزن می باشد. بحث و نتیجه گیری: سرعت متوسط حرکت آلودگی 5 تا 6 سانتی متر در روز برآورد گردید و پیش بینی می شود که ابر آلودگی MTBE پس از شروع نشت با فاصله زمانی کم تر از BTEXها، به اولین چاه بهره برداری برسند. در صورتی که مقدار جذب سطحی صفر در نظر گرفته شود ابر آلودگی تمام آلاینده ها اعم از MTBE، بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن با گذشت ده سال، مناطق شهری پایین دست منطقه مطالعاتی را آلوده خواهند کرد. بنابراین لزوم پایش مستمر نشت و حفاظت از مخازن که مهم ترین فرآورده نفتی از نظر داشتن آلاینده های نفتی است، ضروری می باشد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: In this research concentration and extent of soluble contaminants plumes caused by probable leakage of petroleum materials from Khoy Oil Products Storages and also transporting mechanism of pollutants by groundwater was investigated. Method: Groundwater flow model for a steady and transient state was simulated using MODFLOW-2000 code. Then, flow model calibrated and the aquifer hydraulic parameters were estimated. Flow model output and calibrated parameters were used for simulation of BTEX and MTBE transported by MT3DMS code. Three scenarios were considered to predict transporting of pollutants under various conditions. Findings: The model results suggest that the plume MTBE in the condition of continuous source will be distributed up to 774 meters whereas it will distribute about 108m far from the source if the leakage stops after three years. According to the model prediction, the extension of BTEX will be less than MTBE in the case of continuous leakage. Under condition of the second scenario (non-continuous release of the pollutants) the plume extension of benzene reach will be 126 meter after 10 years and it can reach to the nearest abstraction well in 8.5 years. MTBE plume size in this period reaches to 6 times of BTEX and will reach the well in 1.5 year. Discussion and Conclusion: Average velocity of contaminant distribution is about 5 to 6 cm per day. It is predicted that the MTBE plume reaches earlier to the first pumping wells related to BTEX. So maintenance of the Oil tanks and monitoring of the downstream groundwater is a necessity. Average velocity of contaminant distribution is about 5 to 6 cm per day. It is predicted that the MTBE plume reaches earlier to the first pumping wells related to BTEX. So maintenance of the Oil tanks and monitoring of the downstream groundwater is a necessity.  

منابع و مأخذ:

1. 1.Vaezihir A., Zare M., Raeisi E., 2010, Numerical simulation of BTEX released from six LNAPL mounds into alluvial aquifer, 15th congress institute of Iran Geology, Kharazmi University, Tehran – Iran (In Persian).


2. Vaezihir A., Zare M., Raeisi E., Molson J., Barker J., 2010, Optimization in selection of suitable method for remediation of BTEX from a pollutant alluvial aquifer by oil material, 15th congress of Iranian Geology Association, Tarbiyat Moallem University, Tehran – Iran (In Persian).  


3. Azizan V., Vaezihir A., 2014, Evaluation of behavior of Benzene pollutant plume released into Groundwater from Khoy oil storage tanks yard, West Azerbaijan, Iran, Iranian Geology Association, Tarbiyat Modares University, Tehran – Iran (In Persian).   


4. National Center for Environmental Assessment, Office of Research and Development, Washington, DC.


5. WHO, 2008 World Health organization. “Guidelines for drinking water quality”, third edition. 515pp.


6. EPA, 2009 U.S. Environmental Protection Agency. Integrated Risk Information System (IRIS) on BTEX.


7. Nikpey A., Mortazavi S. B., Asiliyan H., Khavanin A., Rezaei A., Soleimanian A., 2005, Catalytic hydrolysis of methyl tertiary butyl ether (MTBE) in groundwaters, Journal of Iranian chemistry and chemistry engineering research (In Persian).  


8. Zhang, Ch. and Wang, P.Patrick. 1999. “MT3DMS”, U.S. Army Corps of Engineers Washington, DC 20314-1000.


9. Yazdandoust P., Samani N., 2013, Vulnerability of Zargan plain related to Benzene and Formalin contaminants, 32th congress and the first international seminar of Earth Science, 2013, Geology Survey and Mineral Exploration of Iran, Tehran (In Persian). 


10. Molson, J.W., Barker, J.F., Frind, E.A. 2000. Simulation of natural attenuation and ethanol-induced benzene persistence in gasoline-contaminated aquifer. Proceeding of the Groundwater Quality 2001 Conference held at Sheffield. UK. June 2001. No.275.


11. Omidkhah M., Pourabdollah K., Chegini M., Mantegiyan M., 2007, Determination of MTBE concentration and designing permeability model into Grandwaters of Tehran plain, Journal of Iranian chemistry and chemistry engineering research (In Persian).  


12. Myrttinen, A., Boving, T., Kolditz, O. 2008. Modeling of an MTBE plume at Pascoag. Rhode Island. Journal of Springer. 57:1197-1206.


13. West Azerbaijan regional water management company, 2014, Abstract Reports of Khoy plain climatic condition (In Persian). 


14. Jalali, L., 2011, Investigation of quantity and quality of groundwater resources of Khoy plain aquifer, A MSc thesis in University of Tabriz (In Persian).


15. Todd, D.K. and Mays. 2005. Groundwater Hydrogeology. Third Edition. John Wiley and Sons.


16. Molson J., 2010. A 3D Model for Groundwater Flow, and Multi-Component NAPL Dissolution with Dissolved-Phase Advective-Dispersive Transport and Biodegradation User Guide, University of Waterloo, Canada.