地下水汚染からの蒸気侵入を評価するための建屋圧力サイクル法の数値的検討

Numerical study of the building pressure cycling method for evaluating vapor intrusion from groundwater contamination.

• Yanqiu Liu
• Jun Man
• Yue Wang
• Yuting Xiao
• Wei Tang
• Qiang Chen
• Yijun Yao

抄録

蒸気侵入（VI）リスク評価では、地下水を摂取しない場合の地下水の浄化レベルを決定する。近年のVI調査では、リスク評価に重要な室内空気サンプルの時間的変動に起因する曖昧さを最小化し、結果として地下水の浄化レベルを正確に決定するために、建屋圧力循環法（BPC法）が適用されている。本研究では、3次元数値モデルを用いて、BPC適用後の地下水からのVOCsの動態移行を検討した。本研究では、3次元数値モデルを用いて、BPC適用後の地下水からのVOCの動態的な移行を検討した。次に、検証したモデルを用いて、BPCの運転性能を決定する上でのサイト固有の特徴の影響を検討した。最後に、過去のBPCの現場適用事例をまとめ、シミュレーション結果を検証した。本研究では、地下水汚染のほとんどのケースで、BPCによる室内の減圧により、最初の2～3時間で建物の負荷率が上昇し、その後、自然条件の2～3倍にまで低下することが示された。また、毛細管縁より上の水蒸気源や地下水位より上の砂質土壌を含む地下水源など、強力な水源を含む場合には、最初の2-3時間後には建物への負荷率は低下することなく、4-9倍の高さを維持することが可能である。

Vapor intrusion (VI) risk assessments determine the cleanup level of groundwater in the absence of ingestion. In recent VI investigations, the building pressure cycling (BPC) method has been applied to help minimize ambiguity caused by temporal variability of indoor air samples that are important to risk assessments, and, consequently, determine groundwater cleanup level accurately. In this study, we use a three-dimensional numerical model to examine the dynamic migration of VOCs from groundwater after the application of BPC. First, we validated the numerical model with field measurements. Then, the verified model is used to investigate the effects of site-specific features in determining the performance of BPC operation. At last, we summarize past field applications of BPC to examine the simulated results. Our study indicates that the BPC-induced indoor depressurization can increase the building loading rate in the first 2-3 h, which would then drop to 2-3 times of that with natural conditions in most cases of groundwater contamination. In some cases involving a strong source, e.g., a vapor source above the capillary fringe or a groundwater source with sandy soil above the groundwater level, the normalized building loading rates can be maintained as high as 4-9 without decrease after the first 2-3 h. Significantly higher increase in building loading rate may indicate a potential presence of a preferential pathway between the groundwater contamination and concerned building.