Forecast of groundwater pollution in the Dubna landfill area by groundwater flow and transport modelling

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Within the framework of the task of assessing the landfill impact on groundwater pollution using numerical modelling of groundwater flow and transport, the forecast of groundwater pollution by chloride ion was performed in the area adjacent to the landfill in Dubna after its reclamation. Different variants of modelling hydrogeological setting and contaminant transport simulations and their influence on the forecast results were considered. Visual Modflow software package was used for modelling, which included the module for groundwater flow simulation MODFLOW 2000 and MT3DMS for pollutant transport calculation. To realize the boundary conditions on the upper model’s boundary under the landfill body, the results were used obtained earlier in the analysis of water and mass balance in the landfill. The leakage rate and chloride ion concentration in the leachate entering the groundwater during the landfill operation and after its reclamation were set.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. A. Pozdnyakova

Sergeev Institute of Environmental Geoscience of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: irina_pozd58@mail.ru
Russian Federation, Bldg. 2, 13, Ulansky All., Moscow, 101000

I. A. Kostikova

Sergeev Institute of Environmental Geoscience of the Russian Academy of Sciences

Email: kostiran@yandex.ru
Russian Federation, Bldg. 2, 13, Ulansky All., Moscow, 101000

References

  1. Al-Suraifi A. A. Simulation of contaminants transport and groundwater flow for Basrah landfill site. Engineering and Technology Journal, 2017, vol. 35, part A., no. 6, pp. 560–570. https://doi.org/10.30684/etj.35.6A.2
  2. An D. Analysis for remedial alternatives of unregulated municipal solid waste landfills leachate-contaminated groundwater. Frontiers of Earth Science, 2013, vol. 7, no. 3, pp. 310–319. https://doi.org/10.1007/s11707–013–0374-y
  3. Ciula J. Modelling the migration of antropogenetic pollution from active municipal landfill in groundwater. Architecture civil engineering environment, 2021, vol. 14, no. 2, pp. 81–90. https://doi.org/10.21307/acee-2021–017
  4. Dawoud W., Negm A., Bady M. Environmental impact assessment of abundant landfill on groundwater and soil quality. International Water Technology Journal, 2014, vol. 4, no. 2, pp. 142–151. https://www.researchgate.net/publication/282325631_Environmental_impact_assessment_of_abundant_lead_landfill_on_groundwater_and_soil_quality
  5. Foose G.J. Predicting leakage through composite landfill liners. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 2001, vol. 127, no. 6, pp. 510–520. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090–0241(2001)127:6(510)
  6. Han D. Evaluation of the impact of an uncontrolled landfill on surrounding groundwater quality, Zhoukou, China. Journal of Geochemical Exploration, 2014, vol. 136, pp. 24–39. http://dx.doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.09.008
  7. Huo C., Guo L., Wu W., Yang R. Groundwater risk assessment of a rock cave type landfill with nontraditional solid waste. Hindawi Advances in Civil Engineering, 2022, 10 p. https://doi.org/10.1155/2022/3675169
  8. Jin X. Effect of chemical corrosion on the permeability of rocks below landfills and on the migration of pollutants. Applied ecology and environmental research, 2019, vol. 17, no. 6, pp. 13015–13033. http://dx.doi.org/10.15666/aeer/1706_1301513033
  9. Ling S.R.A. Assessing the effectiveness of landfill restoration and remediation at a closed landfill site, 2007, PhD Thesis, Cardiff University. 399 p. https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/54748/
  10. Mishra S., Tiwarya D., Ohrib A. Impact of municipal solid waste landfill leachate on groundwater quality in Varanasi, India. Groundwater for Sustainable Development, 2019, vol. 9, 100230, 11 p. https://doi.org/10.1016/j.gsd.2019.100230
  11. Pietrzak D. Modeling migration of organic pollutants in groundwater – Review of available software. Environmental Modelling and Software, 2021, vol. 144, 105145. 14 p. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2021.105145
  12. Rad P.R., Fazlali A. Optimization of permeable reactive barrier dimensions and location in groundwater remediation contaminated by landfill pollution. Journal of Water Process Engineering, 2020, vol. 35, 101196. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101196
  13. Saghravani S R., Ehsan S. Prediction of contamination migration in an unconfined aquifer with Visual MODFLOW: A case study. World Applied Sciences Journal, 2011, vol. 14, no. 7, pp. 1102–1106. http://www.idosi.org/…/22.pdf
  14. Shao S., Yang X. Combining multi-source data to evaluate the leakage pollution and remediation effects of landfill. Journal of Hydrology, 2022, vol. 610, 17 p., id. 127889. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127889
  15. Stefania G.A., Rotiroti M. Identification of groundwater pollution sources in a landfill site using artificial sweeteners, multivariate analysis and transport modeling. Waste management, 2019, vol. 95, pp. 116–128. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.06.010
  16. Sun X., Jiang Y. Modelling Groundwater Flow and Contaminant Migration in Heterogeneous Fractured Media at a Municipal Solid Waste Landfill in Nanjing Lishui, China. Hindawi Geofluids, 2022, vol. 2022, id 8391260, 15 p. https://doi.org/10.1155/2022/8391260
  17. Tizro A.T. MODFLOW/MT3DMS based modeling leachate pollution transfer in solid waste disposal of Bahar plain deep aquifer. Iranian Journal of Health Sciences, 2018, vol. 6, no. 2, pp. 11–30. http://dx.doi.org/10.18502/jhs.v6i2.46
  18. Tsanis I. K. Modeling leachate contamination and remediation of groundwater at a landfill site. Water Resources Management, 2006, vol. 20: pp. 109–132. https://doi.org/10.1007/s11269–006–4634–4. https://www.waterloohydrogeologic.com

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Situation plan: a - scheme; b - satellite.

Download (330KB)
3. Fig. 2. Hydrogeological section with vertical filtration pattern elements.

Download (900KB)
4. Fig. 3. Calculation area of the model: 1 - landfill; 2 - watercourses; boundaries: 3 - southern; 4 - northern.

Download (544KB)
5. Fig. 4. Infiltration feeding zones (mm/year): 1 - 390; 2 - 100; 3 - 60, 4 - well and its number.

Download (243KB)
6. Fig. 5. Calculated lines of equal groundwater head in the first reservoir, m.

Download (342KB)
7. Fig. 6. Direction of groundwater movement in the calculation area.

Download (213KB)
8. Fig. 7. Contaminant trajectories from the landfill boundaries.

Download (117KB)
9. Fig. 8. Groundwater flow paths to the observation wells and the well.

Download (113KB)
10. Fig. 9. Isolines of chloride ion concentration in the first reservoir at the end of the 30-year period, mg/L.

Download (126KB)
11. Fig. 10. Isolines of chloride ion concentration in the first layer 10 years after landfill body remediation, mg/l.

Download (108KB)
12. Fig. 11. Catchment areas of the Volga-Dubna-Sestrinsk interfluve and modelling area: 1 - landfill; 2 - boundaries of local catchments; 3 - modelling area.

Download (240KB)
13. Fig. 12. Local model: calculation area boundaries and obtained groundwater head distribution: calculation blocks with boundary condition: 1 - ‘River’, 2 - ‘Drain’; 3 - isolines of equal head, m.

Download (376KB)
14. Fig. 13. Isolines of chloride ion concentration (mg/l) in the reservoir after landfill body remediation after: a - 10 years, b - 50 years.

Download (284KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».