水文地質学の研究における定量的トレーサー試験のための制御され,拡張可能な貴重ガス注入方法

科学分野:

• 環境科学 環境科学
• 地質学 地質学 地質学
• 水文学 水文学とは

背景:

• 溶解した貴気体は,その惰性性により,理想的な人工水文地質学的トレーサーです.
• 制限された採用は,注射,サンプリング,分析の課題によるものでした.
• 測定技術の最近の進歩は,水文地質学のためのガストレーサーに対する新たな関心を呼び起こしました.

研究 の 目的:

• 制御された溶解ガス濃度で濃縮されたトレーサー溶液を調製および注入するためのシンプルで効率的な方法論を提示する.
• トレーサー注射中の脱溶と脱ガスの課題に対処するために.
• 大規模な水文地質学的調査における貴重ガストレーサーの有用性を実証する.

主な方法:

• noble gas トレーサーの現場での準備と注入のための新しい方法論を開発し,適用しました.
• ヘリウム-4 (4He),ネオン-20 (20Ne),クリプトン-84 (84Kr) を使って,不限水層でウェル・トゥ・ウェル・トレーサー試験を実施しました.
• 携帯用質量スペクトロメーターを使用してトレーサーの突破を監視し,結果を光染料トレーサーと比較しました.

主要な成果:

• 新しい方法論により,高濃度のトレーサー溶液を制御されたガス濃度で効率的に注入することが可能になった.
• 4Heと84Krの突破曲線は,光染料トレーサと好意的に比較されました.
• 地下水の流動速度,移動時間,トレーサー回収の信頼性の高い推定が達成されました.

結論:

• 高貴ガストレーサー,特に4Heと84Krは,水文地質学の研究において,従来の人工トレーサーを効果的に置き換えるか,補完することができます.
• 開発された方法論は,以前の制限を克服し,ガストレーサーの適用を日常的な調査のためにより実現可能にします.
• このアプローチは,他のガスにも適用され,水文地質学の研究のために利用可能な人工トレーサーの範囲を広げることができます.