不與包氣帶及潛水面以下的水發生混合的液體，這種液體通常稱為非水相液體(nonaqueous phase liquids，NAPLs)。其中密度比水小的叫做輕非水相液體（light non-aqueous phase liquids）。
基本介紹
- 中文名：輕非水相液體
- 外文名：Light non-aqueous phaseliquids
- 縮寫：LNAPLs
- 包括：汽油和柴油
- 領域：地下水有機污染
- 位置：富集於地下水的表層
簡介,特點,LNAPLs的遷移,地下水LNAPL污染的治理,
簡介
有機污染質，如碳氫化合物、氯化有機溶劑等，進入地下以後通常以非水相液體(NAPL)形式污染地下水，其中以比重小於水的輕非水相液體(LNAPL)的污染較為普遍。
LNAPL為水的非混溶污染質。一般而言，絕大部分的LNAPL浮在地下水面以上，在地下構成了汽—LNAPL—水三相體系。因此，地下水中LNAPL污染的研究具有其獨有的特點，而不能完全借用與水混溶的無機污染質的研究方法。
特點
LNAPL污染質具有比重小、非混溶於水的特點，而且往往具有揮發性。LNAPL在地下環境中以非水相液體和汽體的多相流形式運移。LNAPL的特性，如比重、粘度等影響了它在地下水中的運移。非混溶流體在地下環境中運移的一個重要驅動力就是不同液體界面存在著的毛細壓Pc。
Pc=Pnw-Pw
其中Pnw和Pw分別為非濕潤流體和濕潤流體的壓力。濕潤流體容易被介質顆粒吸附，可驅替非濕潤流體(Corey，1986)。一般來說，毛細壓力Pc與流體在地下介質中的飽和度S具有函式關係。隨著地下深度的增加，流體的飽和程度在增加，毛細壓力也在變化。當存在LNAPL污染源時，在污染的開始，LNAPL在重力作用下向下移動，同時在毛細壓力的影響下，部分LNAPL將在非飽和帶中側向運移。如果LNAPL滲漏量很少時，那么污染質將不會運移到地下水面，而在非飽和帶中呈殘餘飽和狀態。但是如果滲漏量很大，LNAPL將一直垂向運移直到水面，然後進行側向運移。
含水層中LNAPL的運移受其動力場和其在含水層中的滲透性能所控制。但水動力場的變化可以導致浮在水面上的LNAPL動力場的改變，從而決定著LNAPL的運移。在固定的水動力場條件下，LNAPL將按其動力場進行側向運移，直到沒有動力梯度的存在，或者在所有點都達到殘餘飽和狀態。當地下水位上升時，水可以驅替吸附在介質顆粒上的LNAPL，當這種作用使足夠的LNAPL聚集，就可在新的水動力場條件下形成LNAPL污染暈，並有可能使污染面積增大。當水位下降時，LNAPL污染質可以以殘餘飽和的形式殘留在包氣帶中，從而使地下水面上飽和狀態的LNAPL減少。此外，其它因素也可以影響LNAPL在地下的運移，如地層滲透性、吸附能力、溫度和揮發作用等等。
LNAPLs的遷移
輕非水相流體的密度比水小，當它滲漏在地表時，在包氣帶重力及毛細力作用下，跟水一樣作垂直遷移。除非包氣帶特別乾燥，否則它將被水濕潤，LNAPLs為非濕潤相。
圖中顯示了水在包氣帶的分布(Abdul，1988)。包氣帶頂端的水處於束縛水飽和度，稱作懸著水。在它下方含水量高於束縛水飽和度，有時稱為毛細管水。當水的飽和度接近100%，我們能夠找到毛管邊緣。包氣帶中空氣—水之間的關係就像兩相不相融的流體，所以在毛細管區有殘餘的空氣飽和度(圖5．13)，但是在以後的分析中我們將忽略殘餘的空氣飽和度，因為它的值很小。毛管邊緣不是像潛水面一樣的常規表面。垂直方向上每一系列連通孔隙的毛細上升高度是不一樣的，根據這些孔隙的平均孔徑來確定，因此毛管邊緣有一個不規則的上表面。但是為了簡化毛管邊緣的不規則性，我們將把它當成水平表面，可以用毛管模型來估計毛管邊緣的平均高度。在已知平均孔徑r的基礎上給出了毛管壓力Pt，這與毛管中水的重量相等，為管中水的高度hc和水的比重ϒ之積。
Pt= -ϒhc
LNAPL在包氣帶做垂直運動。當它的量足夠多且超過LNAPL的殘餘飽和度時，它最終將到達毛細水帶的頂部，然而許多可能保留在包氣帶中。在向下運動的過程中，LNAPL可能取代包氣帶中的毛細水，導致毛細水超過前進的LNAPL鋒面。一旦到達毛細水帶，LNAPL將開始積聚。開始時LNAPL和包氣帶中的水一樣受張力作用，當更多的LNAPL在毛細水帶上方積聚時，“油表面”開始發展，一些LNAPL產生正孔隙壓力。毛細水帶將會變得更窄，更易於移動，或者說“自由”，LNAPL將積聚。最後毛細水帶將整體消失，油表面將直接靜止於潛水面之上。在移動的LNAPL一個較厚部分的核心，LNAPL的重量可能把潛水面壓得凹陷。
地下水LNAPL污染的治理
由於LNAPL污染質具有非混溶、比重小於水的特點，所以，確定污染質運移的動力場分布對於地下水污染的治理具有特別重要的意義。對於已污染的含水層，首先要儘可能多地抽取飽和LNAPL污染質，然後對於殘留狀態的污染質進行充氣氧化或微生物化學處理。飽和LNAPL污染質抽取的關鍵在於對污染源以及區域動力場分布的確定。在布置抽取井孔時，要進行詳細、認真的資料分析和水位修正，否則達不到預期的目的。
在適當的條件下，大多數碳氫化合物容易被微生物降解，這些微生物把碳氫化合物作為它們生存、繁殖的營養來源。目前在已開發國家，對於地下水污染的微生物處理技術研究非常重視，特別是對於已污染含水層的現場微生物處理研究，是環境科學和水文地質學研究的熱點和前沿。這方面的研究主要可以概括為兩個大的方向：一是利用環境中原有的微生物進行污染質處理；另外是採用在含水層中注入馴化微生物來進行處理。尺管這方面的研究目前還不成熟，但其套用前景無疑是十分廣闊的。
