cover .pdf 1 8/7/58 BE 11:08 AM - หน้าหลัก ... บทน า สารอ นตรายกล มสารอ นทร ย ระเหยท ม กพบปนเป

cover .pdf 1 8/7/58 BE 11:08 AM

แนวทางเบองตนส�าหรบการประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของชนน�าใตดนทปนเปอน

สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบ(Guideline of Monitored Natural Attenuation

Assessment for Chlorinated Solvents Contamination in Aquifers)

กรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม

�� (A5).indd 1 8/7/58 BE 5:16 PM

2

การประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของชนน�าใตดนทปนเปอนสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบGuideline of Monitored Natural Attenuation Assessment for Chlorinated Solvents Contamination in Aquifers

รายชอผจดท�าเรยบเรยง : แฟรดาซ มาเหลม กรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม

พรพงษ สนทรเดชะ กรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม

จรฏฐ แสนทน คณะวทยาศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม

�� (A5).indd 2 8/7/58 BE 5:16 PM

3


ค�าน�า

การบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตเปนเทคนคหนงทไดรบการยอมรบและใชกน

อยางแพรหลายในหลายประเทศทมปญหาการปนเปอนของสารอนทรยระเหยทมคลอรน

เปนองคประกอบในชนน�าใตดนเชนในประเทศสหรฐอเมรกาประเทศสหพนธสาธารณรฐ

เยอรมนและสหราชอาณาจกรเปนตนในประเทศไทยเองไดมการกลาวถงจะใชการบ�าบด

ฟนฟตามธรรมชาตในพนทปนเปอนสารอนตรายทงทเปนสารอนตรายกลมอนนทรยเชน

โลหะหนกดงทเกดกรณการปนเปอนเนองจากกจกรรมเหมองแรและในพนทปนเปอนสาร

อนตรายทเปนกลมสารอนทรย เชน สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบ

กรณการปนเปอนทพบในพนทนคมอตสาหกรรมมาบตาพดเปนตนเพราะวธดงกลาวทม

คาใชจายทไมสงนกและสงผลกระทบตอพนทนอยกวากจกรรมในการบ�าบดฟนฟทใชเทคนค

ในเชงวศวกรรมขนสง

อยางไรกตามในแวดวงวชาการเองกยงปรากฏวามความเขาใจทคลาดเคลอน

ในความหมายของ “การบ�าบดฟนฟตามธรรมชาต” กรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม ได

จดท�าหนงสอเลมนเพอใหเกดความเขาใจในความหมายและการประเมนศกยภาพในการ

บ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของชนน�าใตดนในกรณทปนเปอนสารอนทรยระเหยทมคลอรน

เปนองคประกอบรวมทงไดอธบายถงกลไกทางธรรมชาตทมผลตอการบ�าบดฟนฟน�าใตดน

ขอมลส�าคญในการประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของน�าใตดนและได

กลาวถงวธการวเคราะหเพอใหไดมาถงขอมลส�าคญในการประเมนศกยภาพในการบ�าบด

ฟนฟตามธรรมชาตกรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอมหวงวาเนอหาในหนงสอเลมนจะเปน

ประโยชนในเชงวชาการส�าหรบผสนใจจะน�าไปใชประโยชนตอไป

คณะผจดท�า

กรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม

�� (A5).indd 3 8/7/58 BE 5:16 PM

4


สารบญ

บทน�ำ 5

● รจกกบ Natural Attenuation Process และ Monitored Natural Attenuation 6

● กลไกทางธรรมชาตทมผลตอการบ�าบดฟนฟน�าใตดน 7

● ขอมลส�าคญในการประเมนศกยภาพ 8

ในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของน�าใตดน

● การประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาต 11

● แบบจ�าลองคณตศาสตรในการค�านวณศกยภาพของพนทปนเปอน 11

และระยะเวลาทตองใชในการฟนฟการปนเปอนโดยใชการบ�าบดตามธรรมชาต

● การขดเจาะส�ารวจและเกบตวอยางดน และการพฒนาบอบาดาล 13

● การหาคาสมประสทธความซมดวยวธการ Slug Test 14

● การหาปรมาณอนทรยวตถในดน 15

● การทดสอบเพอหาคาสมประสทธการดดซบ (Kd) 15

● การวเคราะหองคประกอบทางแรในดนดวยเทคนค XRD 15

● การทดสอบคณสมบตการยอยสลายสารอนทรย 16

● เอกสารอางอง 19

�� (A5).indd 4 8/7/58 BE 5:16 PM

5


บทน�า

สารอนตรายกลมสารอนทรยระเหยทมกพบปนเปอนในสงแวดลอมเชนสาร

ประเภทตวท�าละลายมกเปนสารทมคลอรนเปนองคประกอบเชนสารTrichloroethylene

(TCE),1,1,1-trichloroethane(TCA)และTetrachloroethyleneหรอPerchloroethylene

(PCE)เปนตนใชในกระบวนการผลตส�าหรบการลางคราบไขมนนอกจากนยงมสารอนทรย

ระเหยเชอเพลงเชนBenzene,Toluene,Ethylbenzene,Xyleneและสารอนทรยระเหย

ทมความเปนพษสงมากเชนvinylchlorideซงเปนสารทใชในกระบวนการการผลตพลาสตก

สารอนทรยระเหยอาจสงผลตอสขภาพหากไดรบสารดงกลาวอยางตอเนองจากการอปโภค

หรอบรโภคน�าใตดนทมสารดงกลาวปนเปอนอยเชนกอใหเกดมะเรงในเมดเลอดท�าลาย

ระบบประสาทสวนกลางฯลฯเปนตน

เทคโนโลยการฟนฟพนทปนเปอน(Remediationtechnologies) มมากกวา

60วธประกอบดวยวธแบบดงเดมทใชมานาน(Conventionaltechnology)เชนการสบ

น�าใตดนปนเปอนขนมาบ�าบด (Pump-and-treat) จนถงเทคโนโลยขนสงสมยใหม

(Noveltechnology)เชนการใชปฏกรยาสลายสารปนเปอนไดแบบในท(In-situtreatment)

อยางไรกตามเทคโนโลยทส�าคญมากทสดอนหนงในทางปฏบตคอการบ�าบดตามธรรมชาต

(MonitoredNaturalAttenuation,MNA)ซงรายงานการบ�าบดฟนฟพนทปนเปอนฉบบป

ค.ศ.2010ของประเทศสหรฐอเมรกาซงนบวาเปนประเทศผน�าดานการฟนฟพนทปนเปอน

สารอนตรายไดระบวาแนวโนมการใชวธการบ�าบดตามธรรมชาต(MNA)ในการบ�าบดฟนฟ

น�าใตดนในพนทSuperfundSitesสงขน

�� (A5).indd 5 8/7/58 BE 5:16 PM

6


รจกกบ Natural Attenuation Process และ Monitored Natural Attenuation NaturalAttenuationProcess หมายถงกระบวนการทางธรรมชาตทงทาง

กายภาพเคมและชวภาพในการลดทงความเขมขนปรมาณมวลสารและความเปนพษ

ของสารอนตรายทปนเปอนอยในน�าใตดน

เมอมการน�ากระบวนการทางธรรมชาตไปใชในการบ�าบดฟนฟพนทปนเปอน

มกถกเรยกวาMonitoredNaturalAttenuationหรอเรยกยอๆวาMNAซงหมายความรวม

ถงการใชกระบวนการทางธรรมชาตในการควบคมและตดตามตรวจสอบการบ�าบดฟนฟ

พนทปนเปอนในการลดปรมาณของสารอนตรายเพอปกปองสงแวดลอมและลดความเสยง

ทอาจจะเกดตอสขภาพประชาชนภายในระยะเวลาทเหมาะสมMNA ใชการตดตามตรวจ

สอบสารปนเปอนจงท�าใหมคาใชจายนอยกวาการใชวธการฟนฟทางวศวกรรมอนๆและม

ผลกระทบขางเคยงอนเกดจากการด�าเนนงานทางวศวกรรมนอยกวา

ในแตละพนทปนเปอนจะมความแตกตางกนของกระบวนการดงกลาวซงขนอย

กบหลายปจจยเชนชนดสารปนเปอนปรมาณสารปนเปอนลกษณะทางธรณวทยาลกษณะ

อทกธรณวทยา และธรณเคม เปนตน ดวยความจ�าเพาะของพนทปนเปอน การศกษา

ศกยภาพการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของน�าใตดนทมการปนเปอนของแตละพนทจงม

ความจ�าเปนอยางยง

การบ�าบดตามธรรมชาต มกถกน�ามาใชในการฟนฟพนทปนเปอนในสาม

ลกษณะไดแก

1) ใชเปนวธการหลกในการฟนฟพนทปนเปอน(PrimaryRemediation

Technology)

2) ใชพรอมกบเทคโนโลยอนในบรเวณทการปนเปอนมความเขมขนมวลสารต�า

3) ใชเปนเทคโนโลยทายสดของกระบวนการบ�าบดฟ นฟพนทปนเป อน

หลงจากวธการบ�าบดฟนฟทางวศวกรรมอนๆท�าใหระดบการปนเปอนของ

สารอนตรายสามารถถกก�าจดไดโดยกระบวนการตามธรรมชาตไดในเวลา

ทเหมาะสม(รปท1)

�� (A5).indd 6 8/7/58 BE 5:16 PM

7


กลไกทางธรรมชาตทมผลตอการบ�าบดฟนฟน�าใตดน กลไกทางธรรมชาตหลกๆ ทมผลตอการบ�าบดพนทปนเปอนสารอนตราย

ประกอบดวย5กระบวนการดงน(รปท2)

● การยอยสลายทางชวภาพ(BiodegradationหรอBiologicalTransformation)

กระบวนการยอยสลายดวยจลนทรยโดยสารอนทรยอาจมการสลายตวแบบ

ใชออกซเจน(aerobic)หรอไมใชออกซเจน(anaerobic)หรอทงสองกได

● การระเหย(Volatilization)กระบวนการระเหยทงทเปนการระเหยโดยตรง

จากตวท�าละลายอนทรย(free-phase)ทตกคางอยในชองวางระหวางเมด

ดนตะกอนและการระเหยของสารอนทรยจากสารละลาย

● การแปลงสภาพทางเคม(ChemicalTransformation) กระบวนการยอย

สลายทางเคมซงอาจเกดจากปฏกรยาไฮโดรลซสหรอปฏกรยาการสลาย

ตวโดยมพนผวของตวกลางดน-ตะกอนเปนตวเรงปฏกรยา

รปท 1 เทคโนโลยในการบ�าบดฟนฟน�าใตดนทมการใชหลายเทคนคในการจดการพนทปนเปอน ตามสภาพการปนเปอน ในฟนทปนเปอนนอย (Dilute Plume/Fringe) ใชการบ�าบดโดยธรรมชาต ในขณะทบรเวณแหลงก�าเนดการปนเปอน (Source Zone) และพนทใกลเคยงแหลงก�าเนดทยงมความเขมขนของสารปนเปอนสงหรอเรยกบรเวณนวา Primary Groundwater/Vadose Zone Plume ใชเทคนคทางวศวกรรมขนสง (อางอง : M.B.Hughes; http://sti.srs.gov/fulltext/ms2000455/)

�� (A5).indd 7 8/7/58 BE 5:16 PM

8


● การเจอจาง(DispersionandDilution) กระบวนการแพรกระจายหรอ

dispersionซงกระบวนการดงกลาวขนอยกบสมประสทธการแพรกระจาย

และอตราการไหลของน�าใตดน(Fetter,1999) โดยพารามเตอรทงสองน

ไดมาจากการทดสอบดวยสารตดตามในภาคสนาม และการจดท�าแบบ

จ�าลองการไหลของน�าบาดาลตามล�าดบ

● การดดซบ(Sorption) การดดซบสารปนเปอนโดยองคประกอบอนทรย

และแรดนเหนยวในดนมผลท�าใหการเคลอนตวของสารปนเปอน(plume

movement)ชาลง

รปท 2 กระบวนการทางธรรมชาตทส�าคญในการบ�าบดตามธรรมชาต (ดดแปลงจาก http://geosciences.pnnl.gov/encap/monitored.asp)

สารปนเปอนในระดบอนตราย

การระเหย

การดดซบการเจอจาง ศกยภาพตาม

ธรรมชาต

การยอยสลายทางชวภาพการแปลงสภาพทางเคม

สารในระดบไมอนตราย

กระบวนการทางธรรมชาตทมผลท�าใหสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบลดลงไดอยางไร สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบมกเปนสารเคมทถกสงเคราะห

ขนมการใชในอตสาหกรรมหลายประเภท มกถกใชเปนสารตวท�าละลาย สารในกลมน

หลายชนดมฤทธในการกอมะเรงหรอกระตนการเกดมะเรงไดมความเปนพษสงสารเคม

ในกลมนไดแก ไตรคลอโรเอทธลน(Trichloroethylene;TCE), เตตระคลอโรเอทธลน

(Tetrachloroethylene;PCE),ไดคลอโรมเทน(Dichloromethane;DCM)เปนตน

�� (A5).indd 8 8/7/58 BE 5:16 PM

9


สารหลายชนดในกลมนมสถานะเปนของเหลวไมผสมน�าและมความหนาแนน

มากกวาน�าจงเรยกกนวา(DensedNon-AqueousPhaseLiquids;DNAPL)

กระบวนการทางธรรมชาตทมผลท�าใหสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปน

องคประกอบลดลง ประกอบดวย การยอยสลายทางชวภาพ การระเหย การเจอจาง

การถกดดซบ(รปท3)

รปท 3 กระบวนการทางธรรมชาตทมผลท�าใหสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบลดลง (ทมา : http://amiadini.com/newsletters/envEnl-187.html )

การยอยสลายทางชวภาพ (Biodegradation) สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบสวนใหญสามารถยอยสลายได

ดวยจลนทรย(biodegradation) และมกเปนกระบวนการตามธรรมชาตหลกในการบ�าบด

ฟนฟน�าใตดนทปนเปอนสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบในรปท4แสดงให

เหนการยอยสลายสารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบชนดTrichloroethylene

ไปเปนcis-1,2-DichloroetheneไปเปนVinylchlorideไปเปนEthene

�� (A5).indd 9 8/7/58 BE 5:16 PM

10


การระเหย (Volatilization) สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบมคณสมบตทสามารถระเหยไดด

และแบงวฏภาค(partition)ทงเปนของเหลวและเปนไอการแบงวฏภาคเปนไอท�าใหสาร

อนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบสามารถเคลอนทจากน�าใตดนไปสชนดนทไมอม

น�าและปลดปลอยไปสบรรยากาศบนผวดน

การเจอจาง (Dispersion and Dilution) สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบมคณสมบตของความสามารถใน

การละลายในน�าไดมากนอยตางกนตามชนดของสารซงคณสมบตนท�าใหสารอนทรยระเหย

ทมคลอรนเปนองคประกอบสามารถละลายน�าจากสถานะfree-phaseและเมอละลายแลว

จะเคลอนทไปตามทศทางการไหลของน�าใตดนและสามารถแพรกระจายจากความเขมขน

มากไปสความเขมขนนอย ซงการแพรกระจายนจะมากหรอนอยขนอยกบอตราการไหล

ของน�าใตดนและสมบตของชนน�าใตดนดงกลาว

รปท 4 การยอยสลายทางชวภาพทเปลยนจาก Trichloroethylene เปน ethane (ทมา ITRC, 1999)

�� (A5).indd 10 8/7/58 BE 5:16 PM

11


การถกดดซบ (Sorption) สารอนทรยระเหยทมคลอรนเปนองคประกอบสามารถถกดดซบโดยดนทม

อนทรยวตถ(organicmatter) หรอเปนดนเหนยว ท�าใหมผลตอการเคลอนตวของสาร

ปนเปอน(plumemovement) ชาลงอกดวย และการดดซบบนผวของแรดนเหนยวอาจ

เพมโอกาสใหเกดการสลายตวไดมากขนอกดวย

การประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาต การประเมนศกยภาพและระยะเวลาทใชในการสลายตวตามธรรมชาตของสาร

อนทรยระเหยในชนน�าใตดนจะตองใชขอมลหลายๆดานรวมกนไมสามารถใชปจจยหนง

ปจจยใดเพยงหนงเดยวในการประเมนเนองจากระบบน�าใตดนเปนระบบพลวต(dynamic

system)ทมอตราการไหลซงเปลยนแปลงเชงพนท(spatialvariation)อยตลอดเวลาและ

ขนาดและขอบเขตการปนเปอนกยงมการเปลยนแปลงกบเวลาไดอกดวย(temporalvari-

ation)นอกจากนความไมเปนเนอเดยวกนของดน-ตะกอนในชนน�าใตดน(heterogeneity)

ยงเพมความซบซอนใหกบการประเมนเนองจากแตละต�าแหนงของการปนเปอนจะมอตรา

การยอยสลายทไมเทากนและการยอยสลายในแตละต�าแหนงในแตละชวงเวลากยงไมเทา

กนอกดวยบางต�าแหนงสารปนเปอนอาจมการยอยสลายเชงกายภาพไดมากในขณะทบาง

ต�าแหนงสารปนเปอนอาจมการยอยสลายดวยจลนทรยไดมากกวา

ความซบซอนของการประเมนอาจเพมมากขนเปนทวคณหากการสลายตวของ

สารปนเปอนมโอกาสเกดไดหลายทาง(multiplepathways)โดยเฉพาะสารปนเปอนในกลม

ทมคลอรนเปนองคประกอบ(PCE/TCE) ในชนน�าใตดนระดบตนทอาจมแกสออกซเจนท

ละลายในน�าฝนและซมลงไปเตม (recharge) ชนน�าใตดนระดบตน ท�าใหสารปนเปอน

สามารถสลายตวดวยกระบวนการทงทใชและไมใชออกซเจน(aerobic/anaerobicdechlo-

rination) และผลลพธ(daughterproducts) กสามารถสลายตวตอเนองไปไดอก ดงนน

การประเมนศกยภาพและระยะเวลาของการสลายตวตามธรรมชาตจงตองอาศยแบบจ�าลอง

คณตศาสตร(mathematicalmodel) ทสามารถจ�าลองผลของปจจยดงกลาวขางตนได

ทงหมดหรอใหไดมากทสดซงขอมลทแบบจ�าลองคณตศาสตรจ�าเปนตองใชในการประเมน

ประกอบดวย

�� (A5).indd 11 8/7/58 BE 5:16 PM

12


● ต�าแหนง ขนาดและอตราการรวไหล และความเขมขนของสารปนเปอน

ในแหลงก�าเนดหรอsourcezone

● ลกษณะโครงสรางทางธรณวทยาและการวางตวความตอเนองและสมบต

ของชนน�าใตดนในพนทปนเปอน

● การไหลของน�าใตดนและการกระจายตวของสารปนเปอนในชนน�าใตดน

หรอขนาดขอบเขตของการปนเปอน(plumesize)

● ปจจยทมผลตอการไหลและการแพรกระจายตวของสารปนเปอนในชนน�า

ใตดน เชน คาสมประสทธความซมผานของชนดนอมน�า (hydraulic

conductivity) คณสมบตการดดซบของดน(sorptioncoefficients หรอ

Kd)องคประกอบทางแรปรมาณสารอนทรยในดน(Fractionoforganic

carbon หรอfoc) อตราการเพมเตมน�าในดน(Recharge) อตราการ

คายระเหยของน�าใตดน (evapotranspiration) และการใชน�าใตดน

(groundwaterusage)

● คาคงทของปฏกรยาการสลายตวของสารอนทรยระเหย ทงในสภาวะทม

และไมมออกซเจน(aerobic/anaerobic)

การด�าเนนงานศกษา การด�าเนนงานศกษาทจะกลาวตอไปนเปนขนตอนโดยสงเขปส�าหรบการศกษา

ประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตของน�าใตดนทปนเปอนสารอนทรยระเหย

ทมคลอรนเปนองคประกอบในพนททไมมขอมลพนฐานส�าหรบการประเมนเลย ประกอบ

ดวย

1. การขดเจาะส�ารวจและเกบตวอยางดน และการพฒนาบอสงเกตการณ การขดเจาะส�ารวจและเกบตวอยางดน เพอศกษาลกษณะโครงสรางทาง

ธรณวทยาและการวางตวชนน�าใตดนในพนทปนเปอนและวเคราะหตวอยางดนเพอประเมน

สมบตการดดซบของดน (Kd) องคประกอบทางแร ปรมาณสารอนทรยในดน (foc)

�� (A5).indd 12 8/7/58 BE 5:16 PM

13


หลงจากนนสามารถใชหลมเจาะพฒนาเปนบอสงเกตการณน�าใตดนตรวจวดการ

เปลยนแปลงของระดบน�าใตดนทงนในหลมเจาะทพฒนาเปนบอสงเกตการณจะตองด�าเนน

การทดสอบหาคาสมประสทธความซมผานของชนดนอมน�า(hydraulicconductivity,K)

ซงอาจใชวธการทดสอบแบบslug test เนองจากไมจ�าเปนตองสบน�า (ทปนเปอน)

ออกมาเปนปรมาณมากเหมอนกบวธการสบทดสอบ (pumping test) นอกจากน

บอสงเกตการณดงกลาว ยงใชส�าหรบตรวจวดคณสมบตทางเคมของน�าใตดนและ

การเปลยนแปลงความเขมขนของสารปนเปอนเพอการประเมนศกยภาพในการบ�าบด

ฟนฟตามธรรมชาตของชนน�าใตดนโดยทวไปรปแบบการตดตงบอสงเกตการณครอบคลม

พนทจากแหลงก�าเนดทมคามเขมขนของสารปนเปอนสงและพนทการเคลอนตวของ

สารปนเปอน(รปท5)

รปท 5 รปแบบการตดตงบอสงเกตการณน�าใตดน (ทมา: Missouri Department of Natural Resources, 2007)

ทศทางการไหลของน�าใตดน

บอสงเกตการณ

พนทแหลงก�าเนดการปนเปอน

(Source Zone)

แนวการเคลอนทของสารปนเปอน

(Extent of Dissolved Plume)

�� (A5).indd 13 8/7/58 BE 5:16 PM

14


2. การหาคาสมประสทธความซมผานของชนดนอมน�าดวย วธการ Slug Test การทดสอบคาสมประสทธความซม ผานของชนดนอมน�า (hydraulic

conductivity,K) ดวยวธslugtest นท�าไดโดยการตดตงเครองบนทกระดบน�าอตโนมต

(pressuretransducer) ในบอทจะทดสอบและบนทกระดบน�าทกๆ1วนาท จากนนให

หยอนมวลแทงสแตนเลส(slug)ลงไปในบอทนทโดยใหแทงสแตนเลสดงกลาวอยต�ากวา

ระดบผวน�าตลอดเวลาและไมมการเคลอนไหวใดๆจนกระทงสนสดการทดสอบโดยสงเกต

ไดจากระดบน�าเรมคนตวเขาสสภาวะปกตหรอใกลเคยงระดบเดม(staticwaterlevel,SWL)

ขอมลทไดจากการทดสอบดวยวธการslug test นจะถกน�ามาวเคราะหโดยใชทฤษฎ

ทเสนอโดยHvorslev(1951) ซงวธการวเคราะหของHvorslev(1951) นน จะน�าคา

อตราสวนของht/ho ทเปลยนแปลงกบเวลา(ใหเวลาเปนแกนนอน) มาพลอตในกราฟ

semi-logโดยใหแกนตงเปนlogscaleและแกนนอนเปนlinearscaleโดยคาhtคอระดบ

น�าเปลยนแปลงไปซงจะมคาลดลงเมอเวลาผานไปและคาhoคอระดบน�าทเปลยนแปลง

ไปตอนเรมตนเมอมการหยอนแทงเหลกลงไปในบอบาดาล ดงนน อตราสวนของht/ho ในตอนเรมตนจะมคาเทากบ1 และจะลดลงเรอยๆ เมอเวลาผานไป ซงคาสมประสทธ

ความซม(K)สามารถหาไดจากสมการ

เมอLคอระยะความยาวของทอกรองrwคอรศมของบอบาดาลReคอรศมประสทธผล

ของบอบาดาล(รวมระยะกรกรวดดวย)และt37 คอเวลาทคาอตราสวนของht/hoลดลง

จาก1ไปเปน0.37

�� (A5).indd 14 8/7/58 BE 5:16 PM

15


3. การหาปรมาณอนทรยวตถในดน (อางองวธมาตรฐาน AASHTO T-267-86) การทดสอบโดยชงมวลตวอยางดนจ�านวน10กรมทผานการอบทอณหภม100

องศาเซลเซยสเปนเวลา2ชวโมงและผานตะแกรงเบอร12(ขนาด2มลลเมตร)ใสใน

ถวยกระเบองทผานการอบทอณหภม100-105องศาเซลเซยสเปนเวลา1ชวโมงและ

น�าถวยกระเบองทมดนตวอยางไปอบทอณหภม450องศาเซลเซยสเปนเวลา6ชวโมง

เมอเยนแลวชงมวลถวยกระเบองและดนทเผาแลวและค�านวณการหาปรมาณอนทรยวตถ

จากมวลทเปลยนไป

4. การทดสอบเพอหาคาสมประสทธการดดซบ (Kd) การทดสอบโดยใชตวอยางดนทผานการอบทอณหภม100องศาเซลเซยสเปน

เวลา2ชวโมงและผานตะแกรงเบอร12(ขนาด2มลลเมตร)จ�านวน20กรมเตมสารละลาย

อนทรยระเหยใหมความเขมขนตามทตองการแลวปรบปรมาตรของสารละลายโดยเตมน�า

ใตดนไปจนครบ15มลลลตรแลวปดฝาจากนนใหเขยาบนshakerทงไวประมาณ24

ชวโมงเพอใหปฏกรยาการดดซบเขาสสภาวะสมดลแลวจงท�าการวเคราะหหาปรมาณสาร

อนทรยระเหยจากสารละลาย(supernatant)หลงจากทน�าหลอดทดสอบเขาเครองเหวยง

(centrifuge)แลวจากนนใหสรางกราฟเพอวเคราะหหาคาKdโดยใหแกนตงเปนความเขมขน

ของสารอนทรยระเหยในดน(มลลกรมตอกโลกรม) และแกนนอนเปนความเขมขนของ

สารอนทรยระเหยในสารละลาย(มลลกรมตอลตร) โดยความชนของเสนกราฟ(เสนตรง)

คอคาสมประสทธการดดซบKdซงมหนวยเปนลตร/กโลกรม(หมายเหต:ไมควรใชหลอด

ทดสอบขนาดใหญเนองจากจะท�าใหเกดhead-spaceมากเกนไปและสารอนทรยจะระเหย

ออกจากสารละลายท�าใหผลการวเคราะหคลาดเคลอน)

5. การวเคราะหองคประกอบทางแรในดนดวยเทคนค XRD ตวอยางดนขนาดเลกกวา75 ไมโครเมตร(ผานตะแกรงรอนmesh#200)

ตรวจวดหาองคประกอบทางแรดวยเครองการวดการเลยวเบนของรงสเอกซ (X-Ray

Diffractometer)ซงผลการวเคราะหถอวาเปนแบบกงเชงปรมาณหรอsemi-quantitative

�� (A5).indd 15 8/7/58 BE 5:16 PM

16


โดยสามารถน�าไปค�านวณชนดแรและสดสวนของปรมาณแรตางๆทอยในดนไดอยางคราวๆ

แรทอยในดนจะเปนตวบงบอกวาสามารถดดซบหรอเปนพนทวางใหเกดการยอยสลายสาร

อนทรยโดยกระบวนการทางกายภาพ/เคมไดดมากนอยเพยงใด

6. การทดสอบคณสมบตการยอยสลายสารอนทรย การทดสอบหาอตราการยอยสลายของสารอนทรยระเหย ทงในกรณทเปน

การยอยสลายทางชวภาพ(biodegradation,kb) และทางกายภาพ/เคม (chemical

transformation,ka)สามารถท�าไดในหองปฏบตการโดยในการทดสอบแบงชดทดลองออก

สองชดใหญๆแตละชดประกอบดวยหลายขวดเลกตามระยะเวลาก�าหนดโดยในขวดทดลอง

จะประกอบไปดวยตวอยางดนน�า และสารอนทรยระเหยททราบความเขมขนเรมตนซง

สารอนทรยระเหยทเตมทงสองชดเปนสารอนทรยระเหยทตรวจพบในพนทแลวตงทงไวให

มการยอยสลายตามธรรมชาตจากนนจะน�าขวดตวอยางมาท�าการวเคราะหหาปรมาณสาร

อนทรยระเหยทหายไปทเวลาตางๆกน(เชนเดอนละครงหรอสปดาหละครงหรออาจจะ

ทกวนขนอยกบชนดของสารวาสลายตวไดเรวชาเพยงใด)ซงขวดทดลองหนงขวดเมอน�า

มาเปดวเคราะหแลวจะใชตอไมไดอก สวนการทดลองในชดทสอง เปนการทดลองแบบ

เดยวกนกบชดแรกแตชดทสองจะใหเตมสารฆาเชอ(disinfectants)เพอฆาเชอจลนทรย

และการสลายตวของสารอนทรยระเหยจะเกดจากกระบวนการทางกายภาพ/เคมเทานน

อยางไรกตาม ความถของการน�าขวดทดลองในชดทสองมาวเคราะห อาจจะตองใชเวลา

หางกนมากกวาเพราะการสลายตวในชดทดลองทสองนเกดขนไดเฉพาะกระบวนการทาง

กายภาพ/เคมเทานน ซงแตกตางจากชดทดสอบแรกทการสลายตวเกดขนจากทง

กระบวนการทางกายภาพเคมและชวภาพรวมกนผลทไดน�ามาจดท�ากราฟระหวางความ

เขมขนกบเวลาท�าใหสามารถวเคราะหหาอตราการยอยสลายไดโดยเรยกการทดลองแบบ

นเรยกวาLaboratoryMicrocosmEx-periment(LME)ซงในชดทดสอบท2จะไดคาka(abiotictransformation)สวนในชดทดสอบท1จะไดคาคงทการสลายตวทเปนผลรวมของ

ของkbและka

�� (A5).indd 16 8/7/58 BE 5:16 PM

17


7. การส�ารวจตรวจวดพารามเตอรพนฐานของน�าใตดน การเกบตวอยางน�าใตดนเพอวเคราะหหาสารอนทรยระเหย การเกบตวอยางน�าใตดนจากบอสงเกตการณส�าหรบวเคราะหหาสารอนทรย

ระเหยทปนเปอนอยในน�าใชSubmersiblepumpทสามารถควบคมอตราการไหลของน�า

ไดประมาณ50มลลลตรตอนาท เพอปองกนการระเหยของสารอนทรยระเหยโดยเกบใน

ขวดVOAvialขนาด40มลลลตรเกบเตมขวดไมใหมอากาศ(รปท6)และรกษาตวอยาง

ดวยสารละลายNaHSO4 จ�านวน120 ไมโครลตร (เพอรกษาสภาพน�าตวอยางโดย

การควบคมpH และยบยงการท�างานของจลนทรย) ปดฝาโดยไมใหมอากาศปดทบดวย

พาราฟลม แชเยนในคลเลอรสงตวอยางเขาหองปฏบตการเพอวเคราะหโดยเรวทสด

กอนการเกบตวอยางควรสบน�าคางบอออกไปกอนโดยทวไปสบออกไปประมาณ3 เทา

ของปรมาณน�าในบอ(หรอ3porevolume)

ตรวจวดพารามเตอรพนฐานของน�าใตดนเชนpH,Temperature,Conductivity,

DissolvedOxygen,OxidationReductionPotentialเปนตน

วเคราะหหาสารอนทรยระเหยทปนเป อนในแหลงน�าใตดนโดยใชเทคนค

PurgeandtrapและGC/MSเทคนคPurgeandtrapเปนเทคนคการเตรยมตวอยาง

โดยสารอนทรยระเหยในตวอยางทบรรจอยในขวดเกบตวอยาง(VOAvial) จะถกpurge

โดยแกสฮเลยม(He)และถกดกจบดวยสารดดซบ(SorbentTrap)และความรอนจะไลสาร

อนทรยระเหยทถกดดซบเขาสเครองGC-MSเพอการวเคราะหหาปรมาณของสารอนทรย

ระเหยแตละชนด(รปท7)

รปท 6 การเกบตวอยางน�า รปท 7 การวเคราะหตวอยาง

�� (A5).indd 17 8/7/58 BE 5:16 PM

18


8. แบบจ�าลองคณตศาสตรในการค�านวณศกยภาพของพนท ปนเปอน และระยะเวลาทตองใชในการฟนฟการปนเปอนโดย ใชการบ�าบดตามธรรมชาต เนองจากกลไกและปจจยทางธรรมชาตในการบ�าบดฟนฟน�าใตดนมความ

ซบซอน ท�าใหการประเมนศกยภาพและระยะเวลาทใชในการบ�าบดโดยธรรมชาตมความ

ยงยาก การตดตามตรวจสอบความเขมขนของสารปนเปอนทเปลยนไปเมอเวลาผานไป

อาจจะไมเพยงพอในการประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตจงใชทงการ

ทดสอบปจจยทางกายภาพชวภาพและเคมทงในภาคสนามและหองปฏบตการควบคกบ

การตดตามตรวจสอบความเขมขนของสารปนเปอน และการจดท�าแบบจ�าลองทาง

คณตศาสตรการไหลของน�าใตดนและการเคลอนทของมวลสารปนเปอนเพอประมวลขอมล

ความเขมขนของสารทเวลาตางๆ ซงแบบจ�าลองทางคณตศาสตรตองสามารถจ�าลอง

กระบวนการทเกยวของไดพรอมๆกนทงหมด

แบบจ�าลองคณตศาสตรทตองน�ามาใชไดแกแบบจ�าลองแสดงสภาวะการไหล

ของน�าใตดนในสามมต เชนโปรแกรมMODFLOW(Harbaughetal.,2000)และแบบ

จ�าลองการเคลอนทและการสลายตวของมวลสารปนเป อน ทสามารถจ�าลองไดทง

กระบวนการพากระบวนการแพรกระจายกระบวนการสลายตวทางเคมกระบวนการสลาย

ตวทางชวภาพรวมถงกระบวนการแบงวฏภาคดวยเชนโปรแกรมRT3D(Clement,1997)

เปนตน โดยทงสองโปรแกรมน ไดเคยมผน�ามาประยกตใชประเมนศกยภาพการบ�าบด

สารอนทรยระเหยในน�าใตดนตามธรรมชาตในพนทปนเป อนสารอนทรยระเหยใน

ตางประเทศ แลวพบวาไดผลส�าเรจเปนทนาพอใจ (ClementandJohnson,1998;

Luetal.,1999;Clementetal.,2000;ZhangandHeathcote,2001)

ขอมลทเกยวของในการประเมนศกยภาพในการบ�าบดฟนฟตามธรรมชาตท

กลาวมาขางตนทงต�าแหนงขนาดและอตราการรวไหลและความเขมขนของสารปนเปอน

ลกษณะโครงสรางทางธรณและชนดนของพนทปนเปอน ปจจยทมผลตอการไหลและการ

แพรกระจายตวของสารปนเปอนในชนน�าใตดน เชน คาสมประสทธความซมผานของชน

ดนอมน�าคาการดดซบของดนองคประกอบทางแรปรมาณสารอนทรยในดนอตราการ

เพมเตมน�าในดน(Recharge)คาคงทการสลายตวของสารอนทรยระเหยทไดถกตรวจวด

�� (A5).indd 18 8/7/58 BE 5:16 PM

19


และทดสอบในภาคสนามและหองปฏบตการจะถกน�ามาใชในแบบจ�าลองทางคณตศาสตร

โดยการจ�าลองการไหลของน�าใตดนนนตองอาศยขอมลลกษณะทางธรณวทยาการวางตว

ของชนหนอมน�าการเตมน�าใตดนโดยธรรมชาตปรมาณการใชน�าฯลฯมาประกอบการ

สรางแบบจ�าลองโดยจดท�าเปนแบบจ�าลองมโนทศน(conceptualmodel)ขนกอนแลว

จงเปลยนแบบจ�าลองมโนทศนใหเปนแบบจ�าลองคณตศาสตรตอไป เมอไดแบบจ�าลอง

คณตศาสตรแลวขนตอนสดทายคอตองมการปรบแบบจ�าลอง(modelcalibration) โดย

อาศยขอมลระดบน�าใตดนการจ�าลองการเคลอนทและการสลายตวของมวลสารตองอาศย

อตราการไหลของน�าใตดนซงเปนผลลพธทไดจากการค�านวณในแบบจ�าลองการไหลของ

น�าใตดนโดยในการจดท�าแบบจ�าลองการเคลอนทของมวลสารนตองการขอมลเพมเตมท

เกยวของกบคณสมบตการแพรกระจายตวและคณสมบตการดดซบของสารเคมในชนดน

และขอมลความเขมขนของสารปนเปอนทตองการจ�าลอง นอกจากน ในแบบจ�าลองท

เกยวของกบการสลายตวของสารปนเปอนโดยจลนทรยในดน ยงตองมขอมลคาคงทการ

สลายตวทจ�าเปนตองน�าเขาไปในแบบจ�าลองอกดวย

เอกสารอางองกรมสงเสรมคณภาพสงแวดลอม.2557. โครงการประเมนกระบวนการทางธรรมชาตในการบ�าบดฟนฟ

พนทปนเปอนสารอนตราย และประเมนระยะเวลาทศกยภาพของพนทปนเปอนในการใชการบ�าบดตามธรรมชาตเพอการฟนฟในพนทเขตควบคมมลพษจงหวดระยอง.ด�าเนนการโดยภาควชาธรณวทยาคณะวทยาศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม

Bouwer,H.andR.C.Rice,1976.Aslugtestmethodfordetermininghydraulicconductivityofun-confinedaquiferswithcompletelyorpartiallypenetratingwells,Water ResourcesResearch,vol.12,no.3,pp.423-428

Clement,T.P.1997.RT3D:Amodularcomputercodeforsimulatingreactivemulti-speciestransportin3-dimensionalgroundwateraquifers.PNNL-11720.PacificNorthwestNationalLaboratory,Richland,WA.

Clement,T.P.andJohnson,C.D.1998.ModelingnaturalattenuationofchlorinatedsolventplumesattheDoverAirForceBaseArea-6site.DraftReport.PacificNorthwestNationalLaboratory,Richland,WA.

Clement,T.P.,Johnson,C.D.,Sun,Y.,Klecka,G.M.,andBartlett,C.2000.Naturalattenuationofchlorinatedsolventcompounds:Modeldevelopmentandfield-scaleapplication.JournalofContaminantHydrology,42(2-4):113-140.

ColoradoDepartmentofLaborandEmployment.2002.MonitoredNaturalAttenuationinGroundwaterGuidanceDocument.

�� (A5).indd 19 8/7/58 BE 5:16 PM

Dong,Y.,X.Liang,L.R.Krumholz,R.P.Philp,andE.C.Butler.2009.TheRelativeContributionsofAbioticandMicrobialProcessestotheTransformationofTetrachloroethyleneandTrichlo-roethylene inAnaerobicMicrocosms.EnvironmentalScienceandTechnology,43(3):690-697

Fetter,C.W.1999.ContaminantHydrogeology,2ndEdition.Prentice-Hall,Inc.UpperSaddleRiver,NewJersey.

Harbaugh,A.W.,Banta,E.R.,Hill,M.C.andMcDonald,M.G.,2000,MODFLOW-2000,TheU.S.GeologicalSurveymodulargroundwatermodel:Usersguidetomodularizationconceptsandthegroundwaterflowprocess,U.S.GeologicalSurvey,Open-FileReport00-92,121p.

Hughes,M.B.,GainingRegulatorAcceptanceofNaturalAttenuationasaRemediationTool.WSRC-MS-2000-00455(http://sti.srs.gov/fulltext/ms2000455/)

Hvorslev,M.J.,1951.TimeLagandSoilPermeabilityinGround-WaterObservations,Bull.No.36,WaterwaysExper.Sta.CorpsofEngrs,U.S.Army,Vicksburg,Mississippi,pp.1-50.

ITRC.1999.NaturalAttenuationofChlorinatedSolvents inGroundwater:PrinciplesandPractices

Lu,G.P.,Clement,T.P.,Zheng,C.,andWiedemeier,T.H.1999.NaturalattenuationofBTEXcompounds:modeldevelopmentandfield-scaleapplication.Groundwater,37(5):707-717.

MissouriDepartmentofNaturalResources.2007.MonitoredNaturalAttenuationofGroundwa-terContaminationatBrownfields/VoluntaryCleanupProgramSites.HazardousWasteProgramfactsheet.

SnowmanNetwork.2011.StateoftheartconcerningMNAinEurope-GermanyUSEPA.1998.TechnicalProtocolforEvaluatingNaturalAttenuationofChlorinatedSolventsin

GroundWater.EPA/600/R-98/128USEPA.2004.PerformanceMonitoringofMNARemediesforVOCsinGroundWater.

EPA/600/R-04/027.USEPA.2007.TreatmentTechnologiesforSiteCleanup:AnnualStatusReport(TwelfthEdition).

EPA-542-R-07-012.USEPA.2010.SuperfundRemedyReport(ThirteenEdition).EPA-542-R-10-004.Zhang,Y.K.,andHeathcote,R.2001.GuidelinesfornumericalmodelinginTier3:Assessment

andothercorrectiveactions.FinalreportsubmittedtoIowaComprehensivePetroleum UndergroundStorageTankFundBoard,AONRiskServices,WesDesMoines,IA.

http://geosciences.pnnl.gov/encap/monitored.asphttp://amiadini.com/newsletters/envEnl-187.html

�� (A5).indd 20 8/7/58 BE 5:16 PM

Documents

cover .pdf 1 8/7/58 BE 11:08 AM - หน้าหลัก ... บทน า สารอ นตรายกล มสารอ นทร ย ระเหยท ม กพบปนเป