سائل كثيف غير مائي

السائل ذو الطور غير المائي الكثيف أو DNAPL هو سائل ذو طور غير مائي كثيف أكثر كثافة من الماء ، أي أنه سائل أكثر كثافة من الماء ولا يمتزج بالماء أو لا يذوب فيه. ^[1]

يستخدم مهندسو البيئة وعلماء المياه الجوفية مصطلح DNAPL في المقام الأول لوصف الملوثات الموجودة في المياه الجوفية والمياه السطحية والرواسب. تميل DNAPLs إلى الغرق تحت منسوب المياه عندما تنسكب بكميات كبيرة ولا تتوقف إلا عندما تصل إلى قاع صخري غير منفذ. يجعل اختراقها لطبقة المياه الجوفية من الصعب تحديد موقعها ومعالجتها.

تشمل أمثلة المواد التي تعتبر DNAPLs عند انسكابها ما يلي:

• المذيبات المكلورة ، مثل ثلاثي كلورو الإيثيلين ، ورباعي كلورو الإيثيلين ، و1،1،1-ثلاثي كلورو الإيثان ، ورباعي كلوريد الكربون
• قطران الفحم
• كريوزوت
• ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs)
• الزئبق
• النفط الخام الثقيل للغاية ، ذو كثافة API أقل من 10
• بعض مواد البيرفلورو ألكيل والبولي فلورو ألكيل (PFAS)

عند انسكابها في البيئة، غالبًا ما تكون المذيبات المكلورة موجودة على شكل DNAPL ويمكن أن توفر DNAPL مصدرًا ثانويًا طويل الأمد للمذيب المكلور لأعمدة المياه الجوفية المذابة. عادةً ما تكون المذيبات المكلورة غير قابلة للامتزاج في الماء، ولها قابلية ذوبان منخفضة في الماء بحكم التعريف، ومع ذلك لا تزال تتمتع بقابلية ذوبان أعلى من التركيزات المسموح بها من خلال حماية مياه الشرب. لذلك، يمكن أن يعمل DNAPL وهو مذيب مكلور كمسار مستمر للمكونات للذوبان في المياه الجوفية. بدأ الاستخدام الشائع للمذيبات المكلورة في عمليات التصنيع أثناء الحرب العالمية الثانية ، مع زيادة معدل الاستخدام لمعظم المذيبات في السبعينيات. بحلول أوائل الثمانينيات، أصبحت التحليلات الكيميائية متاحة والتي وثقت التلوث الواسع النطاق للمياه الجوفية بالمذيبات المكلورة. ^[2] ومنذ ذلك الوقت، تم بذل جهد كبير لتحسين قدرتنا على تحديد ^{[3] [4]} وإصلاح ^[5] DNAPL الموجودة كمذيبات مكلورة.

تميل DNAPLs التي ليست لزجة، مثل المذيبات المكلورة، إلى الغرق في مواد طبقة المياه الجوفية أسفل منسوب المياه وتصبح أكثر صعوبة في تحديد موقعها وإصلاحها من السوائل غير المائية الأخف من الماء ( LNAPLs ) والتي تميل إلى الطفو على منسوب المياه عندما تنسكب في التربة الطبيعية. ركزت وكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) اهتمامًا كبيرًا على إصلاح DNAPL والذي يمكن أن يكون مكلفًا. إن إزالة DNAPLs أو تدميرها في الموقع يزيل التعرض المحتمل للمركبات في البيئة ويمكن أن يكون طريقة فعالة للإصلاح؛ ومع ذلك، في بعض مواقع DNAPL قد لا يكون إصلاح DNAPL عمليًا، وقد يكون الاحتواء هو الإجراء الإصلاحي الوحيد القابل للتطبيق. ^{[6] [7]} لدى وكالة حماية البيئة الأمريكية برنامج لمعالجة المواقع التي لا يكون فيها إزالة DNAPL عمليًا لمشاريع المعالجة بموجب CERCLA بموجب قانون الحفاظ على الموارد والاسترداد ^[8] السوائل الطورية غير المائية الكثيفة (DNAPLs)، لها قابلية ذوبان منخفضة ولزوجتها أقل بشكل ملحوظ وكثافتها أعلى من الماء - الأسفلت والزيوت الثقيلة ومواد التشحيم والمذيبات المكلورة أيضًا - تخترق العمق الكامل للخزان الجوفي وتتراكم في قاعه. ^[9] "تتبع حركة DNAPL منحدر الطبقات غير المنفذة التي تقع أسفل الخزان الجوفي ويمكن أن تتحرك في الاتجاه المعاكس لمنحدر المياه الجوفية." ^[10]

تم تطوير تقنيات معالجة المياه الجوفية التي يمكنها معالجة DNAPL في بعض البيئات. لا يكون الحفر عمليًا دائمًا بسبب أعماق DNAPL، والطبيعة المشتتة لـ DNAPL المتبقية، والتنقل الناتج أثناء الحفر، والتعقيدات مع الهياكل القريبة. تشمل التقنيات الناشئة للعلاج ما يلي

• الأكسدة الكيميائية في الموقع (ISCO) ^{[11] [12]}
  • برمنجنات البوتاسيوم
  • بيروكسيد الهيدروجين (مع أو بدون محفز الحديد)
  • رش الأوزون
  • فوق كبريتات
• إزالة الكلور الاختزالي المعزز في الموقع ^{[12] [13]}
• التنظيف السطحي في الموقع ^{[11] [12]}
• رش الهواء ^{[11] [12]}
• التدفئة ^[11]

تظل معظم DNAPLs أكثر كثافة من الماء بعد إطلاقها في البيئة (على سبيل المثال، لا يصبح ثلاثي كلورو الإيثيلين المنسكب أخف من الماء، بل يظل أكثر كثافة من الماء). ومع ذلك، عندما يكون DNAPL عبارة عن مزيج أكثر تعقيدًا، يمكن أن تتغير كثافة الخليط بمرور الوقت مع تفاعل الخليط مع البيئة الطبيعية. على سبيل المثال، قد يتم إطلاق مزيج من ثلاثي كلورو الإيثيلين وزيت القطع ويكون في الأصل أكثر كثافة من الماء - DNAPL. مع تسرب خليط ثلاثي كلورو الإيثيلين والنفط بواسطة المياه الجوفية، قد يتسرب ثلاثي كلورو الإيثيلين بشكل تفضيلي من الزيت وقد يصبح الخليط أقل كثافة من الماء ويصبح عائمًا (على سبيل المثال، قد يصبح السائل LNAPL). وبالمثل، يمكن رؤية التغييرات في بعض مصانع تحويل الفحم إلى غاز أو مصانع الغاز المصنعة حيث يمكن أن تكون مخاليط القطران أكثر كثافة من الماء، أو تكون عائمة بشكل محايد أو تكون أقل كثافة من الماء ويمكن أن تتغير الكثافات بمرور الوقت. ^[7]

• المكتبة الوطنية الأمريكية
• LNAPLs ( السوائل الخفيفة غير المائية ) - سوائل غير قابلة للامتزاج مع الماء وأخف من الماء.

• صفحة وكالة حماية البيئة الأمريكية على شبكة الإنترنت حول DNAPL: http://cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nonaqueous_Phase_Liquids_(DNAPLs)/cat/Overview/
• صفحة مجلس التكنولوجيا والتنظيم بين الولايات (ITRC) على DNAPL: http://www.itrcweb.org/guidancedocument.asp?TID=8
• إرشادات تقنية/تنظيمية حول استراتيجية موقع DNAPL المتكاملة من ITRC: http://www.itrcweb.org/documents/IntegratedDNAPLStrategy_IDSSDoc/IDSS-1.pdf