Jaké různé faktory ovlivňují dopravu podzemní vody?
Doprava podzemní vody je pohyb látek, zejména kontaminantů, v podzemních vodách. Zóna podzemní vody, ve které jsou koncentrovány kontaminanty, se nazývá oblak podzemní vody. Oblouky mají různé tvary, velikosti a přepravní rychlosti. Mezi různé faktory, které ovlivňují přepravu podzemních vod, patří geologie a hydrologie vodních toků, jakož i fyzikální, chemické, biologické a radiologické vlastnosti kontaminantů v podzemních vodách.
Vodonosné vrstvy jsou podzemní skalní a půdní útvary nasycené vodou. Podzemní voda se pohybuje póry mezi částicemi půdy a hornin a prasklinami, štěrbinami a zlomeninami v tvrdém podloží. Kontaminující pohyb je značně ovlivněn přítomnými typy hornin a půd. Mezi důležité geologické faktory patří struktura a velikost částic a fyzikální vlastnosti pórů a dalších prostor, kterými prochází podzemní voda.
Propustnost nebo hydraulická vodivost je snadnost, s jakou se podzemní voda pohybuje podzemními útvary. Velké, volně balené částice, jako jsou štěrky a těžce zlomené podloží, jsou propustnější než jíly, pevně zabalené částice bahna a pevná hornina. Velikost, distribuce a vzájemná propojenost otevřených prostorů do značné míry určují, jak snadno může podzemní voda a jakékoli kontaminanty, které obsahuje, migrovat z místa na místo.
Chemické vlastnosti jsou také důležitými faktory v dopravě podzemních vod. Některé kontaminanty se rozpustí ve vodě, zatímco jiné jsou nerozpustné. Rozpuštěné látky se skutečně stávají součástí podzemních vod a nejsou od nich snadno oddělitelné. Nerozpustné látky se chovají mnohem nezávisleji. Mohou být velmi husté a snadno nesitelné. Mohou se také usazovat v pórech nebo se zachytit na okrajích zubatých částic. Chemická povaha znečišťujících látek a teplota a pH podzemní vody do značné míry určují, které látky jsou ve vodě rozpustné nebo nerozpustné.
Rozpuštěné znečišťující látky nebo rozpuštěné látky jsou přenášeny spolu s podzemní vodou, jak protéká. Tento transportní proces se nazývá poradenství. Kontaminanty se v zásadě pohybují stejným průtokem a ve stejném směru jako podzemní voda. Prospektivní podzemní doprava je nejčastější u vysoce propustných kolektorů s velkými sítěmi vzájemně propojených pórů nebo prostorů.
Rozpouštění se rozptýlí v podzemních vodách díky mechanickému míchání a molekulární difúzi. Mechanické míchání nastává jako přirozený důsledek pohybu přes a kolem částic půdy a horniny. Molekulární difúze je míchání, ke kterému dochází na molekulární úrovni mezi některými sloučeninami a vodou. Disperze postupně zředí koncentrace kontaminantů a vytvoří elipticky tvarovaný chochol, ve kterém jsou kontaminanty vysoce koncentrovány poblíž zadní hrany chocholů a zředěny směrem k přední hraně.
Některé kontaminanty, například ropné produkty, se v podzemních vodách snadno nerozpouštějí. Místo toho se vznášejí na hladině vodní hladiny nebo klesají na dno aquifer, v závislosti na jejich hustotě. Mohou se podrobit nějaké disperzi, ale jejich oblaky se pohybují mnohem pomaleji než oblaky solutů a kontaminantů, které se snadno rozptýlí podzemní vodou.
Účinky, které zpomalují transport podzemní vody, se nazývají retardační faktory. Hlavním retardačním faktorem je adsorpce. K tomu dochází, když se kontaminanty zneutralizují nebo přilnou k částicím půdy nebo horniny v důsledku elektrostaticky přitažlivých sil. Sloučeniny, které nejsou snadno rozpuštěny nebo dispergovány v podzemních vodách, snadno podléhají adsorpci. Mezi další faktory zpomalení patří tření pórů a filtrační účinek, ke kterému dochází, když se pevné, nerozpustné kontaminanty přestanou pohybovat, protože se usazují uvnitř pórů nebo se zachytí zubatými nečistotami nebo částicemi hornin.
Konečně mohou kontaminanty podléhat fyzikálním, chemickým, biologickým nebo radiologickým změnám, které mění jejich rychlost transportu podzemní vody. Kontaminant může měnit fáze, například z kapaliny na plyn. Chemické reakce mezi kontaminanty a přírodními biologickými a radiologickými procesy mohou také převést jednu sloučeninu na druhou. Nově vytvořené sloučeniny se mohou pohybovat rychleji nebo pomaleji než předchozí sloučeniny.