地下水の輸送に影響する要因は何ですか？

地下水輸送は、地下水中の物質、特に汚染物質の移動です。 汚染物質が集中している地下水のゾーンは、地下水プルームと呼ばれます。 プルームにはさまざまな形状、サイズ、および輸送速度があります。 地下水の輸送に影響するさまざまな要因には、地下水の汚染物質の物理的、化学的、生物学的、放射線学的特性だけでなく、帯水層の地質学と水文学が含まれます。

帯水層は、水で飽和された地下の岩と土層です。 地下水は、土壌と岩石粒子の間の孔、および硬い岩盤の割れ目、割れ目、割れ目を通って移動します。 汚染物質の動きは、存在する岩や土壌の種類に大きく影響されます。 重要な地質学的要因には、粒子のテクスチャーとサイズ、および地下水が移動する細孔およびその他の空間の物理的特性が含まれます。

透過性、または透水係数は、地下水が地下の地層を容易に移動することです。 砂利やひどく割れた岩盤などの大きくて緩く詰まった粒子は、粘土、固く詰まったシルト粒子、固体の岩よりも浸透性が高くなります。 オープンスペースのサイズ、分布、および相互接続性は、地下水とそこに含まれる汚染物質が場所から場所へとどれだけ簡単に移動できるかを大きく左右します。

化学的性質も地下水の輸送における重要な要素です。 いくつかの汚染物質は水に溶けますが、他の汚染物質は不溶性です。 溶けた物質は実際には地下水の一部になり、地下水から容易に分離されません。 不溶性物質はより独立して振る舞います。 それらは非常に密度が高く、簡単に持ち運ぶことはできません。 また、毛穴内に留まったり、ギザギザの粒子の縁に引っかかったりすることもあります。 汚染物質の化学的性質、および地下水の温度とpHによって、どの物質が水に溶けるかまたは溶けないかが大きく決まります。

溶けた汚染物質または溶質は、地下水が流れるときに運ばれます。 この輸送プロセスは移流と呼ばれます。 汚染物質は基本的に、地下水と同じ流量で同じ方向に移動します。 移流地下水輸送は、相互接続された細孔または空間の大規模なネットワークを備えた高透過性帯水層で最も一般的です。

溶質は、機械的な混合と分子拡散により、地下水全体に分散します。 機械的混合は、土壌および岩石の粒子を通過する動きの自然な結果として発生します。 分子拡散は、一部の化合物と水の間で分子レベルで発生する混合です。 分散は汚染物質の濃度を徐々に希釈し、楕円形のプルームを作成します。このプルームでは、プルームの後縁近くに汚染物質が非常に濃縮され、前縁に向かって希釈されます。

石油製品などの一部の汚染物質は、地下水に容易に溶解しません。 代わりに、密度に応じて、地下水面の上に浮かぶか、帯水層の底に沈みます。 それらはある程度分散する可能性がありますが、それらのプルームは、地下水を通じて容易に分散する溶質や汚染物質のプルームよりもはるかにゆっくりと動きます。

地下水の輸送を遅くする効果は遅延因子と呼ばれます。 主要な遅延因子は吸着です。 これは、静電引力により汚染物質が土壌または岩石粒子に付着または付着した場合に発生します。 地下水に容易に溶解または分散しない化合物は、容易に吸着されます。 その他の遅延要因には、細孔摩擦や、固体の不溶性汚染物質が細孔内に留まったり、ギザギザの土や岩の粒子に引っかかったりして移動を停止したときに発生するフィルター効果があります。

最後に、汚染物質は物理的、化学的、生物学的、または放射線学的変換を受けて、地下水の輸送速度を変化させる可能性があります。 汚染物質は、例えば液体から気体へと相を変化させます。 汚染物質と自然の生物学的および放射線学的プロセスとの間の化学反応も、ある化合物を別の化合物に変換します。 新しく作成された化合物は、以前の化合物よりも速くまたは遅く移動する場合があります。