Hydrogeological Control on Fate and Processes of Heavy Metal and Organic Chemical Contaminants from Landfill, Case Study: Piyungan Landfill, Yogyakarta Special Province, Indonesia

Keophousone Phonhalath, Prof. Dr. Dwikorita Karnawati

2012 | Disertasi | S3 Teknik Geologi

Penelitian ini berfokus pada faktor-faktor hidrogeologi mengendalikan gerakan tanah kontaminan dari lokasi penimbunan limbah. Hasilnya adalah peningkatan pemahaman, faktor hidrologi geologi dan hidrogeologi yang mengontrol proses atenuasi kontaminan. Tujuan penelitian ini adalah untuk memberikan pemahaman tentang kondisi hidrogeologi setempat yang mempengaruhi untuk mengangkut kontaminan. Di sisi lain, memberikan pemahaman tentang geokimia, proses biogeokimia harus analisis yang mengontrol konsentrasi konsentrasi kontaminan. Penelitian ini diterapkan model metode analisis untuk satu-dimensi transportasi zat terlarut, dua dimensi transportasi zat terlarut Model numerik. Metode beda hingga digunakan untuk memecahkan persamaan diferensial sebagian dari aliran dan transportasi. Metode karakteristik (MOC) diaplikasikan untuk memecahkan bagian dari persamaan adveksi transportasi zat terlarut. Pertumbuhan bakteri heterotrofik pada kondisi aerobik dan anaerobik dianggap dalam model dua dimediasi bakteri reduksi dimensi yang bagian adveksi dari transportasi zat terlarut dipecahkan dengan metode karakteristik (MOC) sedangkan sisanya dari proses termasuk istilah reaksi diselesaikan dengan metode beda hingga. Kedua dimensi tanah simulasi aliran vertikal adalah untuk menunjukkan pergerakan sistem aliran air tanah. Nilai yang berbeda dari dua nilai permeabilitas menunjukkan bahwa kecepatan aliran (kecepatan Darcy) adalah tergantung pada permeabilitas dari litologi dan gradient hidrolik. K1 lebih tinggi dari K2, sehingga kecepatan dalam zona K2 lebih rendah dari zona K1. Dan mengalir dari K1; K2 bergerak perlahan oleh arah sudut. Langkah ini diterapkan model dua-dimensi aliran vertikal numerik. Pada langkah kedua, penelusuran transportasi zat terlarut adalah untuk menunjukkan membanggakan transportasi zat terlarut adalah analisis. Bulu-bulu itu dipengaruhi oleh pergerakan air mengalir di bawah permukaan. Adveksi dan dispersi yang cukup lambat dan mekanisme adsorpsi, yang cukup kuat yang menyebabkan tidak bermigrasi ke air tanah. Hasil dari model keterbelakangan menemukan bahwa kecenderungan untuk membentuk endapan sedikit larut, dan tidak kapasitas sorptive, mungkin faktor yang paling penting mengontrol migrasi memimpin di bawah permukaan. Memimpin diperkenalkan ke dalam tanah dekat TPA Piyungan di kolam lindi limbah dengan cepat dan benar-benar dilemahkan. Pertumbuhan bakteri heterotrofik pada kondisi aerobik dan anaerobik dianggap dalam model dua dimensi pengurangan dimediasi bakteri yang dikembangkan dalam penelitian ini. Pertumbuhan bakteri dirumuskan oleh persamaan kinetik ganda Monod. Fungsi switching dan koefisien hambatan digunakan untuk mengontrol urutan reaksi reduksi. Tiga bakteri (X1, X2, dan X3) kelompok didefinisikan dalam model redoks. Parameter model yang diterapkan dalam simulasi diperoleh dari observasi lapangan, kajian literatur dan tuning dengan metode trial and error. Menurut hasil numerik, hasil dari Fe 2+ dan Mn 2+ berbeda dari skenario I. Karena, dalam skenario saya, konsentrasi Fe 2+ dan Mn 2+ sumber adalah 0.0 mg/ . Pembentukan Fe 2+ dan Mn 2+ , dapat dilihat pada lingkungan dikurangi antara 0-0.7 m. Oksigen (O2) pada permukaan dapat berpindah ke bawah oleh air menyusup sebagai 8 mg/L dan CH2O dari fase gerak yang mendukung X1 bakteri akan tumbuh dalam air tanah yang digunakan sebagai CH2O dianggap sebagai donor elektron untuk semua bakteri dimediasi reaksi reduksi. X1 bakteri dapat tumbuh dari permukaan ke kedalaman yang memenuhi atas membanggakan dan setelah tengah sampai zona aerobik membanggakan. Zona aerobik terletak di akhir membanggakan zat terlarut. Konsumsi MnO2 dalam lapisan CH2O membentuk wilayah MnO2, maka pertumbuhan bakteri X2 di daerah ini. Bakteri X2 mengurangi MnO2 untuk Mn 2+ dalam kondisi anaerobik. Bakteri X2 menggunakan MnO2 tersedia di wilayah karbon organik. Ketersediaan CH2O dan MnO2 bawah kondisi anaerobik menguntungkan bagi pertumbuhan bakteri X2. Penurunan pertumbuhan bakteri X3 dalam lapisan CH2O semi-konstan karena konsumsi Fe(OH)3 di dasar akuifer. Pengendapan Fe 2+ terbentuk terjadi di daerah zona pencampuran, di mana O2 tersedia. Pengurangan Fe(OH)3 terjadi di bagian bawah zona pencampuran dan wilayah sumber anaerobik akuifer pada tingkat yang berbeda sesuai dengan ketersediaan CH2O dan Fe(OH)3. Hasil dari langkah ini adalah meningkatkan profil dari aliran dua-dimensi vertikal, transportasi zat terlarut, keterbelakangan dan model redoks. Mereka menunjukkan profil memberikan pemahaman tentang faktor hidrogeologi yang mengontrol pada proses geokimia dan biogeokimia dalam akuifer air tanah. Mereka memberikan informasi yang berguna yang penting dalam pengelolaan air tanah dan analisis tanah kualitas akuifer.

This research focuses on hydrogeological factors controlling groundwater contaminant movement from the landfill site. The objectives of this study were to provide an understanding of the local hydrogeological conditions which influence to contaminant transport. In other hand, the providing of understanding on geochemical, biogeochemical processes must be analyzed which control the concentration of contaminants concentration. This research was applied an analytical method model for one-dimensional solute transport, a two dimensional solute transport numerical model. Finite difference method was used to solve the partial differential equations of flow and transport. Method of characteristic (MOC) was applied to solve the advection part of the solute transport equation. On other hand, the growth of heterotrophic bacteria under aerobic and anaerobic conditions was considered in the two dimensional bacteria mediated reduction model in which the advection part of the solute transport was solved by method of characteristics (MOC) while the rest of processes including reaction terms were solved by finite difference method. Switching function and inhibition coefficients were used to control the sequence of reduction reactions. The bacterial growth was formulated by the double Monod kinetic equation. Three bacteria (X1, X2, and X3) groups were defined in the redox model. The two dimensional vertical groundwater flow simulation is to show the movement of the groundwater flow system. The two permeability values show that flow velocity (Darcy’s velocity) depends on permeability of lithology and hydraulic gradient. K1 is higher than K2, thus the flow velocity in K2 zone is lower than K1 zone. And the flows from K1 to K2 slowly which move angled direction, this step applied a two-dimensional vertical flow numerical model. At the second step, the solute transport model is to show the analysis of plume of solute transport. The plume was influenced by water flow movement in subsurface. Advection and dispersion are sufficiently slow and mechanisms for adsorption are sufficiently effect lead migration to groundwater. Lead introduced into the groundwater near Piyungan landfill rapidly and completely attenuated. In the last step of this research the growth of heterotrophic bacteria under aerobic and anaerobic conditions was considered in the two dimensional bacteria mediated reduction model which was applied in the present study. The model parameters applied in the simulation were obtained from field observations, literature review and tuning by trial and error method. seen on the reduced environment between 0-0.7 m. The oxygen (O2) on surface can move downward by infiltrated water as 8 mg/L, and CH2O from mobile phase which supports bacteria X1 to grow in freshwater CH2O was considered as the electron

Kata Kunci : faktor hidrogeologi, transportasi zat terlarut, model keterbelakangan, model redoks.