Vilka olika faktorer påverkar grundvattentrafiken?
Grundvattentransport är förflyttning av ämnen, särskilt föroreningar, i underjordiskt vatten. Grundvattenszonen där föroreningar är koncentrerade kallas en grundvattenrör. Plommor har olika former, storlekar och transporthastigheter. De olika faktorerna som påverkar grundvattentransport inkluderar akvifergeologin och hydrologin samt de fysiska, kemiska, biologiska och radiologiska egenskaperna hos föroreningarna i grundvattnet.
Aquifers är underjordiska berg- och jordformationer som är mättade med vatten. Grundvatten rör sig genom porerna mellan jord- och bergpartiklar och genom sprickor, sprickor och sprickor i hård berggrund. Föroreningarnas rörelse påverkas starkt av de typer av stenar och jordar som finns. Viktiga geologiska faktorer inkluderar partiklarnas struktur och storlek och de fysiska egenskaperna hos porerna och andra utrymmen genom vilka grundvattnet rör sig.
Permeabilitet, eller hydraulisk konduktivitet, är den enkla grundvattnet rör sig genom underjordiska formationer. Stora, löst packade partiklar, som grusar och kraftigt sprickad berggrund, är mer genomträngliga än leror, tätt packade siltpartiklar och fast berg. Storleken, fördelningen och sammankopplingen av de öppna ytorna bestämmer till stor del hur lätt grundvattnet och eventuella föroreningar det innehåller kan migrera från plats till plats.
Kemiska egenskaper är också viktiga faktorer vid grundvattentransport. Vissa föroreningar löses i vatten, medan andra är olösliga. Lösta ämnen blir faktiskt en del av grundvattnet och separeras inte lätt från det. Olösliga ämnen uppför sig mycket mer oberoende. De kan vara väldigt täta och inte lätt bära med sig. De kan också komma in i porerna eller snagga på skuggade partikelkanter. Föroreningarnas kemiska beskaffenhet och grundvattnets temperatur och pH avgör till stor del vilka ämnen som är lösliga eller olösliga i vattnet.
Upplösta föroreningar eller lösta ämnen transporteras tillsammans med grundvattnet när det rinner. Denna transportprocess kallas advection. Föroreningarna rör sig i princip med samma flödeshastighet och i samma riktning som grundvattnet. Självgående transport av grundvatten är vanligast i mycket permeabla akviferer med stora nätverk av sammankopplade porer eller utrymmen.
Lösta ämnen sprids i grundvattnet på grund av mekanisk blandning och molekylär diffusion. Mekanisk blandning sker som en naturlig följd av rörelsen genom och runt jord- och bergpartiklar. Molekylär diffusion blandas som sker på molekylnivå mellan vissa föreningar och vatten. Dispersion utspäddar gradvis koncentrationer av föroreningar och skapar en elliptiskt formad plomme där föroreningar är mycket koncentrerade nära bakkanten på plommen och späds ut mot framkanten.
Vissa föroreningar, till exempel petroleumprodukter, löses inte upp i grundvatten. Istället flyter de ovanpå vattenbordet eller sjunker till botten av akvifern, beroende på deras täthet. De kan genomgå en viss spridning, men deras plommor rör sig mycket långsammare än plöterna av lösta ämnen och föroreningar som lätt sprids genom grundvattnet.
Effekter som bromsar transporten av grundvatten kallas fördröjningsfaktorer. En viktig retardationsfaktor är adsorption. Detta inträffar när föroreningar fastnar eller fastnar i jord- eller bergpartiklar på grund av elektrostatiska attraktiva krafter. Föreningar som inte lätt upplöses eller dispergeras i grundvatten genomgår lätt adsorption. Andra retardationsfaktorer inkluderar porfriktion och filtreringseffekten som uppstår när fasta, olösliga föroreningar slutar röra sig på grund av att de placeras i porerna eller hängs fast av skuggat jord- eller bergpartiklar.
Slutligen kan föroreningar genomgå fysiska, kemiska, biologiska eller radiologiska transformationer som ändrar deras grundvattentransporthastigheter. En förorenare kan ändra faser, till exempel, från en vätska till en gas. Kemiska reaktioner mellan föroreningar och naturliga biologiska och radiologiska processer kan också omvandla en förening till en annan. De nyligen skapade föreningarna kan röra sig snabbare eller långsammare än de tidigare föreningarna.