Credito:Kaixuan Zheng et al.
Una barriera reattiva permeabile, o "PRB", è un muro costruito sotto terra per ripulire le acque sotterranee contaminate. Il muro è "permeabile", il che significa che le acque sotterranee contaminate possono fluire attraverso il PRB per essere trattate. I materiali reattivi che compongono il muro intrappolano i contaminanti dannosi o li rendono meno dannosi. Le acque sotterranee trattate defluiscono dall'altro lato del muro. PRB è emersa come una promettente e sostenibile tecnologia di bonifica delle acque sotterranee in situ, che presenta i vantaggi di bassi costi di manutenzione, longevità del servizio e trattamento in situ di una varietà di inquinanti delle acque sotterranee (ad es. Metalli pesanti, inquinanti organici e inorganici).
Una configurazione PRB appropriata è fondamentale per il progetto ingegneristico del PRB, che dovrebbe essere selezionato considerando le condizioni idrogeologiche specifiche del sito e le caratteristiche del pennacchio di contaminanti. La configurazione PRB più comune è la barriera reattiva permeabile continua (C-PRB). Questa configurazione ha una struttura semplice, un'installazione conveniente, meno disturbi al campo di flusso naturale delle acque sotterranee e una bassa sensibilità alla complessità del campo di flusso delle acque sotterranee. Tuttavia, per i siti con profondità delle acque sotterranee profonde e pennacchi di grandi dimensioni, l'applicazione di C-PRB è limitata a causa del suo elevato costo di costruzione e dei materiali.
Per superare le carenze del C-PRB, il Prof. Hongtao Wang dell'Università Tsinghua, il Dr. Tan Chen dell'Università Minzu della Cina e i membri del loro team hanno proposto una configurazione PRB innovativa e sostenibile, ovvero la barriera reattiva permeabile alla convergenza passiva (PC-PRB). Il PC-PRB è progettato per far convergere il pennacchio verso il PRB a causa dell'effetto di decompressione idraulica passiva-flusso convergente. Il corrispondente sistema di convergenza passiva delle acque sotterranee (PC) è installato a monte del sistema PRB, che consiste in pozzi passivi, tubi dell'acqua e uno strato tampone. Questo studio intitolato "Passive convergence-permeable reactive barrier (PC-PRB):an actual configuration to enhanced hydraulic performance" è pubblicato online in Frontiers of Environmental Science &Engineering .
In questo studio, il team di ricerca ha sviluppato un codice idrodinamico alle differenze finite bidimensionale (2D), intitolato PRB-Flow, per esaminare i parametri delle prestazioni idrauliche (cioè la larghezza di cattura (W ) e tempo di residenza (t ) di PC-PRB. Il team di ricerca ha trovato la larghezza di acquisizione 2D orizzontale (W h ) e profondità di acquisizione 2D verticale (W v ) del PC-PRB aumenta notevolmente rispetto a quello della barriera reattiva continua (C-PRB). I suddetti valori di crescita relativa nell'ordine sono maggiori del 50% e del 25% in questo caso di studio. Pertanto, le dimensioni geometriche del PRB e il costo dei materiali richiesti per lo stesso trattamento del pennacchio diminuisce. L'analisi di sensibilità rivela che i fattori dominanti che influenzano le prestazioni idrauliche del PC-PRB sono la lunghezza del tubo dell'acqua (L p ), lunghezza PRB (L PRB ), altezza del pozzo passivo (H con ) e altezza PRB (H PRB ). La discrepanza tra W h di PC-PRB e quella di C-PRB (cioè, ΔW h ) ha una bassa correlazione con i parametri PRB e dipende principalmente da L p , che potrebbe semplificare notevolmente la procedura di progettazione PC-PRB. In generale, il PC-PRB proposto mostra un'efficace configurazione PRB per migliorare le prestazioni idrauliche. + Esplora ulteriormente
