MTBE gas phase diffusion in subsurface soil: influence of soil composition and water content

S.B. Ghavami, L.Y. Li, S. Elyasi

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: M2C - GeoEnvironmental I

ABSTRACT: : Volatile organic compounds (VOCs) are of global concern due to their adverse effects on human health after short- and long-term exposure. Accurate prediction of VOC migration is needed in site investigation, risk assessment, contaminated site investigation and remediation. The focus of this study was to determine gas-phase diffusion of MTBE (Methyl Tertiary-Butyl Ether) in soil and the effects of soil water and clay content. A novel diffusion cell was designed and built to overcome the limitations of conventional reservoir-based soil columns in determining VOC phase diffusion in soil. MTBE, a carcinogen and common VOC detected in groundwater near landfills and hazardous waste dumps, was selected for this study. Soil samples were at 0 to 80% saturation, and contained 0 to 15% clay content (Kaolinite). Effective es ranged from 0.0004 to 0.003cm2/s. The results demonstrated that higher soil water content resulted in lower effective diffusivity. Increasing clay content of soil resulted in longer time to reach equilibrium and lower diffusivity values.

RÉSUMÉ: Les composés organiques volatiles (COVs) ont des effets négatifs sur la santé humaine à court et long terme, provoquant allergies et asthme chez les adultes, ainsi que des problèmes respiratoires et des troubles du système immunitaire chez les enfants. MTBE (Méthyl Tert-Butyl Ether), un COV répandu, détecté dans les eaux souterraines à proximité de décharges et de dépôtoirs de déchets dangereux, et cancérigène Auparavant, des colonnes de sol sorbentes et à la base de réservoir furent utilisées pour déterminer la diffusion de COV gazeux dans le sol. Dans cette étude, nous avons conçu et construit un nouveau dispositif technique pouvant dépasser les limites des designs conventionnels. Le degré de saturation des échantillons de sol étaient de 0 à 80% avec une teneur en argile de 0 à 15% (Kaolinite). Les diffusivités effectives ont été calculées en utilisant la première loi de Fick. Les diffusivités effectives globales de MTBE varient de 0,0004 à 0,003 (cm2/s). Les résultats ont démontré que des teneurs en eau du sol plus importantes entraînent des diffusivités effectives plus faibles. L'augmentation de la teneur en argile du sol entraîne un temps d'équilibre plus long et des valeurs de diffusivité plus faibles.

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Cite this article:
S.B. Ghavami; L.Y. Li; S. Elyasi (2012) MTBE gas phase diffusion in subsurface soil: influence of soil composition and water content in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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