Application of column tests and electrical resistivity methods for leachate transport monitoring

• Autorzy: Wychowaniak D. , Zawadzki L. , Lech M.

Warianty tytułu

PL

Monitoring przebiegu migracji odcieków składowiskowych z wykorzystaniem badań kolumnowych i elektrooporowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development of the human civilization leads to the pollution of environment. One of the contamination which are a real threat to soil and groundwater are leachates from landfills. In this paper the solute transport through soil was considered. For this purpose, the laboratory column tests of chlorides tracer and leachates transport on two soil samples have been carried out. Furthermore, the electrical resistivity method was applied as auxiliary tool to follow the movements of solute through the soil column what allowed to compare between the results obtained with column test method and electrical resistivity measurements. Breakthrough curves obtained by conductivity and resistivity methods represents similar trends which leads to the conclusion about the suitability of electrical resistivity methods for contamination transport monitoring in soil-water systems.

PL

Produktem ubocznym rozwoju cywilizacyjnego są zanieczyszczenia, m.in. odcieki ze składowisk odpadów, które stanowią realne zagrożenie dla środowiska gruntowo-wodnego. Dobre rozpoznanie charakteru transportu tych zanieczyszczeń stanowi istotny aspekt w ochronie wód podziemnych. W artykule przedstawiono wyniki badań transportu oraz wymywania zanieczyszczeń w dwóch próbkach gruntów niespoistych przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych z zastosowaniem kolumny filtracyjnej. Do badań użyto roztwór znacznikowy zawierający jony chlorkowe oraz odcieki pochodzące ze składowiska odpadów Łubna. Pomiary transportu zanieczyszczeń były realizowane z wykorzystaniem badań kolumnowych i metody elektrooporowej. Na odpływie z kolumny wykonywano pomiary takich właściwości fizyczno-chemicznych, jak: przewodność elektryczna, pH oraz temperatura. Krzywe przejścia uzyskane na podstawie pomiarów przewodności i oporności charakteryzują się podobnym przebiegiem, co pozwala wnioskować o przydatności metody elektrooporowej w monitoringu transportu zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym.

Słowa kluczowe

EN

landfill; landfill leachate; leachate; chloride; pollutant migration; electrical resistivity; column test

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Land Reclamation
• Rocznik: 2015
• Tom: 47
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.237-247,fig.,ref.

Twórcy

autor

Wychowaniak D.

• Institute of Environmental Protection – National Research Institute, Krucza 5/11d, 00-548 Warsaw, Poland

autor

Zawadzki L.

• Department of Geotechnical Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

autor

Lech M.

• Department of Geotechnical Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland

Bibliografia

• Abu-HASSANEIN Z., BENSON C., BLOTZ L. 1996: Electrical Resistivity of Compacted Clays. Journal of Geotechnical Engineering 122(5), 397-406.
• ARCHIE G.E. 1942: The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics. Transactions of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers 146, 54-61.
• BELMONTE-JIMÉNEZ S.I., JIMÉNEZ--CASTAŃEDA M.E., PÉREZ-FLORES M.A., CAMPOS-ENRIQUEZ J.O., REYES-LÓPEZ J. A., SALAZAR-PEŃA L. 2012: Characterization of a leachate contaminated site integrating geophysical and hydrogeological information. Geofisica International 51(4), 309-321.
• BENSON A.K., PAYNE K.L., STUBBEN M.A. 1997: Mapping groundwater contamination using dc resistivity and VLF geophysical methods - A case study. Geophysics 62(1), 80-86.
• BINLEY A., HENRY-POULTER S., SHAW B. 1996: Examination of solute transport in an undisturbed soil column using electrical resistance tomography. Water Resources Research 32(4), 763-769.
• BOWLING J.C., RODRIGUEZ A.B., HARRY D.L., ZHENG C. 2005: Delineating alluvial aquifer heterogenity using resistivity and GPR data. Groundwater 6 (43), 890-903.
• CAMPORESEM., CASSIANIG., DEI-ANA R., SALANDIN P. 2011: Assessment of local hydraulic properties from electrical resistivity tomography monitoring of a three-dimensional synthetic tracer test experiment. Water Reources Research 47(12), W12508, DOI: 10.1029/2011WR010528.
• DAHLIN T. 2001: The development of DC resistivity imaging techniques. Computers & Geosciences 27, 1019-1029.
• DAMASCENO V., FRATTA D. 2006: Monitoring Chemical Diffusion in a Porous Media using Electrical Resistivity Tomography. Site and Geomaterial Characterization, ASCE GSP 149, 174-181.
• DAY-LEWIS F., SINGHA K. 2008: Geoelectrical inference of mass transfer parameters using temporal moments. Water Resources Research 44, WO5201, DOI: 10.1029/2007WR006750.
• DONTSOVA K.M., YOST S.L., SIMUNEK J., PENNINGTON J.C. WILLIFORD C.W. 2006: Dissolution and transport of TNT, RDX, and Composition B in saturated soil columns. Journal of Environmental Quality 35(6), 2043-2054.
• ENGEGAARD P., TRABERG R. 1996: Contaminant transport at a waste residue deposit: 2. Geochemical transport modeling. Water Resources Research 34(4), 936-951.
• FETTER C.W. 2001: Applied Hydrogeology. Practice Hall, New York.
• FRONCZYK J., GARBULEWSKI K., LECH M. 2006: Hydraulic, sorption and resistivity characteristics of zeolite-sand mixture for PRBs. 5th ICEG Environmental Geotechnics, 26-30.06.06. Thomas Telford Ed., London, 140-147.
• JIN Y., YATES M.V., THOMPSON S.S., JURY W.A. 1997: Sorption on viruses during flow through saturated sand columns. Environmental Science and Technology 31(2), 548-555.
• KIETLIŃSKA A., RENMAN G., JANNES S. 2004: Landfill leachate treatment for metal removal by filtration through reactive substrates - column experiment. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Land Reclamation 35, 89-97.
• KODA E. 2011: Stateczność rekultywowanych składowisk odpadów i migracja zanieczyszczeń przy wykorzystaniu metody obserwacyjnej. Wyd. SGGW, Warszawa.
• KODA E., KOŁANKA T., OSIŃSKI P. 2012: Efficiency assessment of vertical barriers on the basis of flow transport numerical modeling. Studia Geotechnica et Mechanica 34(4) 4, 27-39.
• KODA E., KOŁANKA T., OSIŃSKI P. 2013: Investigation of soil contamination level beneath the metallurgical waste landfill for the purpose of future reclamation works. Annals of Warsaw University ofLife Sciences - SGGW, Land Reclamation 45(1), 5-16.
• LECH M. 2006: Zastosowanie metody elektryczno-oporowej do rozpoznania warunków przepływu wody w ośrodku gruntowym. Rozprawa doktorska, Wydz. Inżynierii i Kształtowania Środowiska, Katedra Geoinżynierii SGGW, Warszawa, MS.
• LECH M., BAJDA M., MARKOWSKA-LECH K. 2008: The use of resistivity and seismic cone penetration tests for site characterization. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Land Reclamation 40, 87-96.
• LEWIS J., SJÖSTROM J. 2010: Optimizing the experimental design of soil columns in saturated and unsaturated transport experiments. Journal of Contaminant Hydrology 115, 1-13.
• MARCINIAK M., KACZMAREK M., OKOŃSKA M., KAZIMIERSKA-DROBNY K. 2009: Identyfikacja parametrów hydrogeologicznych z zastosowaniem numerycznej symulacji krzywej przejścia oraz metod optymalizacyjnych. Bogucki Wyd. Naukowe, Poznań.
• MÜLLER K., VANDERBORGHT J., ENGLERT A., KEMMA A., HUIS-MAN J.A., RINGS J., VEREECKEN H. 2010: Imaging and characterization of solute transport during two tracer tests in a shallow aquifer using electrical resistivity tomography and multilevel groundwater samplers. Water Resources Research 46, W03502, DOI: 10.1029/2008WR007595.
• OGUNGBE A.S., ONORI E.O., OLAOYE M.A. 2012: Application of electrical resistivity techniques in the investigation of groundwater contamination: A case study of Ile - EpoDumpsite, Lagos, Nigeria. International Journal of Geomatics and Geosciences 3(1), 30-41.
• OKOŃSKA M. 2006: Identyfikacja parametrów migracji zanieczyszczeń w porowatym ośrodku hydrogeologicznym metodą modelowania eksperymentu kolumnowego. Geologos 9. Monographiae 3. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
• OLSEN P.A., BINLEY A., HENRY-POULTER S., TYCH W. 1999: Characterizing solute transport in undisturbed soil cores using electrical and X-ray tomographic methods. Hydrological Processes 13, 211-221.
• PTAK T., PIEPENBRINK M., MARTAC E. 2004: Tracer tests for the investigation of heterogeneous porous media and stochastic model ling of flow and transport - a review of some recent development. Journal of Hydrology 249, 122-163.
• SAMOUĚLIAN A., COUSIN I., TABBAGH A., BRUAND A., RICHARD G. 2005: Electrical resistivity survey in soil science: a review. Soil & Tillage Research 83(2), 173-193.
• SANDBERG S.K., SLATER L.D., VERSTEG R. 2002: A integrated geophysical investigation of hydrogeology of an anisotropic unconfined aquifer. Journal of Hydrogeology 267, 227-243.
• STEPHENS D.B., KUOCHIN HSU, PIERKSAT M.A., ANKENY M.D., BLANDFORD N., ROTH T.L., KELSEY J.A., WHITWORTH J.R. 1998: A comparison of estimated and calculated effective porosity. Hydrogeology Journal 6, 156-165.
• TSANIS I.K. 2006: Modeling leachate contamination and remediation of groundwater at a landfill site. Water Resources Management 20, 109-132.
• URISH D.W. 1983: The Practical Application of Surface Electrical Resistivity to Detection of Ground-Water Pollution. Ground Water 21(2), 144-152.
• WILKINSON P.B., MELDRUM P.I., KURAS O., CHAMBERS J.E., HOLYOAKE S.J., OGILVY R. D. 2010: Highresolution ERT monitoring of a tracer test in a confined aquifer. Journal of Applied Geophysics 70(4), 268-276.
• ZHOU Q.Y., SHIMADA J., SATO A. 2001: Three-dimensional spatial and temporal monitoring of soil water content using electrical resistivity tomography. Water Resources Research 37(2), 273-285.

Identyfikatory

DOI

10.1515/sggw-2015-0028