高密度非水相液体

高密度非水相液体またはDNAPLは、水よりも密度が高いNAPL、つまり水よりも密度が高く、水に混ざらない、または水に溶解しない液体です。 ^[1]

DNAPL という用語は、主に環境技術者や水文地質学者が地下水、表層水、堆積物に含まれる汚染物質を説明するために使用します。DNAPL は大量に流出すると地下水面下に沈み、不浸透性の岩盤に到達して初めて止まる傾向があります。帯水層に浸透すると、その位置を特定して修復することが困難になります。

流出すると DNAPL となる物質の例には、次のものがあります。

• トリクロロエチレン、テトラクロロエテン、1,1,1-トリクロロエタン、四塩化炭素などの塩素系溶剤
• コールタール
• クレオソート
• ポリ塩化ビフェニル（PCB）
• 水銀
• API比重が10未満の超重質原油
• 特定のパーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物（PFAS）

環境に流出した塩素系溶剤は、DNAPL として存在することが多く、DNAPL は溶解した地下水プルームに対する塩素系溶剤の二次的な長期的供給源となり得ます。塩素系溶剤は一般に水に混ざらず、定義上水への溶解度は低いものの、飲料水保護法で許容される濃度を超える溶解度を有しています。そのため、塩素系溶剤である DNAPL は、成分が地下水に溶解する継続的な経路として機能する可能性があります。製造工程における塩素系溶剤の一般的な使用は第二次世界大戦中に始まり、ほとんどの溶剤の使用率は 1970 年代にかけて増加しました。1980 年代初頭までには、地下水が塩素系溶剤で広範囲に汚染されていることを示す化学分析が利用可能になりました。^{[2]それ以来、塩素系溶剤として存在する DNAPL の位置を特定[3] [4]}し、修復^[5]する能力を向上させるために、多大な努力が払われてきました。

粘性のない DNAPL（塩素系溶剤など）は、地下水面下の帯水層物質に沈む傾向があり、自然土壌に流出すると地下水面に浮く傾向がある水より軽い非水相液体（ LNAPL ）よりも、発見と修復がはるかに困難になります。米国環境保護庁（USEPA）は、費用がかかる可能性がある DNAPL の修復にかなりの注意を払っています。DNAPL を除去または現場で破壊すると、環境中の化合物への潜在的な曝露がなくなり、修復に効果的な方法になります。ただし、一部の DNAPL サイトでは DNAPL の修復が実行不可能な場合があり、封じ込めが唯一の実行可能な修復措置となる場合があります。^{[6] [7] USEPAは、}資源保全回収法に基づくCERCLAの下で、DNAPL除去が実行不可能な場所に対処するプログラムを実施している。^[8] 高密度非水相液体（DNAPL）は溶解性が低く、粘度が水よりも著しく低く、密度が高い（アスファルト、重油、潤滑油、塩素化溶剤など）ため、帯水層の全深度に浸透し、その底に蓄積する。^[9]「DNAPLの動きは、帯水層の下にある不浸透性地層の傾斜に沿っており、地下水勾配と反対方向に移動する可能性がある。」^[10]

地下水浄化技術は、いくつかの状況で DNAPL に対処できるものが開発されています。DNAPL の深さ、残留 DNAPL の分散性、掘削中に生じる移動性、および近くの構造物の複雑さにより、掘削が常に実行可能であるとは限りません。処理のために出現している技術には、次のものがあります。

• インサイチュー化学酸化（ISCO）^{[11] [12]}
  • 過マンガン酸カリウム
  • 過酸化水素（鉄触媒の有無にかかわらず）
  • オゾン散布
  • 過硫酸塩
• 原位置強化還元脱塩素化^{[12] [13]}
• 界面活性剤の現場洗浄^{[11] [12]}
• エアスパージング^{[11] [12]}
• 暖房^[11]

ほとんどの DNAPL は、環境に放出された後も水よりも密度が高いままです (たとえば、流出したトリクロロエチレンは水より軽くならず、水よりも密度が高いままです)。ただし、DNAPL がより複雑な混合物である場合、混合物が自然環境と相互作用するにつれて、混合物の密度は時間とともに変化する可能性があります。たとえば、トリクロロエチレンと切削油の混合物が放出され、もともと水よりも密度が高い DNAPL である場合があります。トリクロロエチレンと油の混合物が地下水によって浸出すると、トリクロロエチレンが油から優先的に浸出する可能性があり、混合物は水よりも密度が低くなり、浮力を持つようになります (たとえば、液体が LNAPL になることがあります)。同様の変化は、一部の石炭ガス化プラントまたは製造ガスプラントで見られます。これらのプラントでは、タール混合物が水よりも密度が高くなったり、中性浮力になったり、水よりも密度が低くなったりし、密度が時間とともに変化する可能性があります。^[7]

• ナップエル
• LNAPL (軽質非水相液体) - 水よりも軽い、水と混ざらない液体。

• USEPA の DNAPL に関する Web ページ: http://cluin.org/contaminantfocus/default.focus/sec/Dense_Nonaqueous_Phase_Liquids_(DNAPLs)/cat/Overview/
• DNAPL に関する州際技術規制協議会 (ITRC) のページ: http://www.itrcweb.org/guidancedocument.asp?TID=8
• ITRC 統合 DNAPL サイト戦略技術/規制ガイダンス: http://www.itrcweb.org/documents/IntegratedDNAPLStrategy_IDSSDoc/IDSS-1.pdf