Quais fatores diferentes afetam o transporte de águas subterrâneas?
O transporte de águas subterrâneas é o movimento de substâncias, particularmente contaminantes, nas águas subterrâneas. A zona de águas subterrâneas na qual os contaminantes estão concentrados é chamada de pluma de águas subterrâneas. As plumas têm várias formas, tamanhos e taxas de transporte. Os diferentes fatores que afetam o transporte de águas subterrâneas incluem a geologia e hidrologia do aqüífero, bem como as propriedades físicas, químicas, biológicas e radiológicas dos contaminantes nas águas subterrâneas.
Os aqüíferos são formações rochosas subterrâneas e do solo que estão saturadas com água. A água subterrânea se move através dos poros entre o solo e as partículas rochosas e através de fendas, fendas e fraturas no leito rochoso. O movimento de contaminantes é bastante afetado pelos tipos de rochas e solos presentes. Fatores geológicos importantes incluem a textura e o tamanho das partículas e as características físicas dos poros e outros espaços pelos quais a água subterrânea viaja.
Permeabilidade, ou condutividade hidráulica, é a facilidade com que a água subterrânea se move através de formações subterrâneas. Partículas grandes e pouco compactadas, como cascalho e rocha fortemente fraturada, são mais permeáveis que argilas, partículas de lodo compactadas e rochas sólidas. O tamanho, a distribuição e a interconexão dos espaços abertos determinam em grande parte a facilidade com que a água subterrânea e os contaminantes que ela contém podem migrar de um lugar para outro.
As propriedades químicas também são fatores importantes no transporte de águas subterrâneas. Alguns contaminantes se dissolvem na água, enquanto outros são insolúveis. As substâncias dissolvidas tornam-se parte da água subterrânea e não são facilmente separadas dela. Substâncias insolúveis se comportam de maneira muito mais independente. Eles podem ser muito densos e não são facilmente transportados. Eles também podem ficar alojados nos poros ou presos nas bordas das partículas irregulares. A natureza química dos contaminantes e a temperatura e pH das águas subterrâneas determinam amplamente quais substâncias são solúveis ou insolúveis na água.
Contaminantes dissolvidos, ou solutos, são transportados junto com a água subterrânea à medida que ela flui. Esse processo de transporte é chamado de advecção. Os contaminantes se movem basicamente na mesma vazão e na mesma direção das águas subterrâneas. O transporte de águas subterrâneas de proteção é mais comum em aqüíferos altamente permeáveis, com grandes redes de poros ou espaços interconectados.
Os solutos se dispersam pelas águas subterrâneas devido à mistura mecânica e difusão molecular. A mistura mecânica ocorre como uma conseqüência natural do movimento através e ao redor das partículas do solo e das rochas. Difusão molecular é a mistura que ocorre no nível molecular entre alguns compostos e a água. A dispersão dilui gradualmente as concentrações de contaminantes e cria uma pluma de formato elíptico, na qual os contaminantes são altamente concentrados perto da borda posterior da pluma e diluídos em direção à borda principal.
Alguns contaminantes, como produtos de petróleo, não se dissolvem facilmente nas águas subterrâneas. Em vez disso, flutuam sobre o lençol freático ou afundam no fundo do aqüífero, dependendo da densidade. Eles podem sofrer alguma dispersão, mas suas plumas se movem muito mais lentamente do que as plumas de solutos e contaminantes que facilmente se dispersam pelas águas subterrâneas.
Os efeitos que retardam o transporte de águas subterrâneas são chamados fatores de retardo. Um importante fator de retardo é a adsorção. Isso ocorre quando contaminantes ficam presos ou presos ao solo ou a partículas de rocha devido a forças de atração eletrostática. Os compostos que não são facilmente dissolvidos ou dispersos nas águas subterrâneas sofrem rapidamente adsorção. Outros fatores de retardamento incluem a fricção dos poros e o efeito de filtragem que ocorre quando contaminantes sólidos e insolúveis deixam de se mover porque ficam alojados nos poros ou presos por partículas irregulares de solo ou rocha.
Finalmente, os contaminantes podem sofrer transformações físicas, químicas, biológicas ou radiológicas que alteram suas taxas de transporte de águas subterrâneas. Um contaminante pode mudar de fase, por exemplo, de um líquido para um gás. Reações químicas entre contaminantes e processos biológicos e radiológicos naturais também podem converter um composto em outro. Os compostos recém-criados podem se mover mais rápido ou mais lentamente que os compostos anteriores.