Yeraltı suyu taşımacılığını etkileyen farklı faktörler nelerdir?

Yeraltı suyu nakliyesi, maddelerin, özellikle kirleticilerin yeraltı suyundaki hareketidir. Kirleticilerin yoğunlaştığı yer altı suyu bölgesine bir yer altı suyu tüyü denir. Erikler çeşitli şekillerde, boyutlarda ve taşıma oranlarına sahiptir. Yeraltı suyu taşımacılığını etkileyen farklı faktörler arasında akifer jeolojisi ve hidrolojisi, ayrıca kirleticilerin yeraltı suyundaki fiziksel, kimyasal, biyolojik ve radyolojik özellikleri bulunmaktadır.

Akiferler yeraltındaki kaya ve suyla doyurulmuş toprak oluşumlarıdır. Yeraltı suyu, toprak ve kaya parçacıkları arasındaki gözeneklerden ve sert ana kayadaki çatlaklardan, yarıklardan ve kırıklardan geçer. Kirletici madde hareketi, mevcut kaya ve toprak türlerinden büyük ölçüde etkilenir. Önemli jeolojik faktörler arasında partiküllerin dokusu ve boyutu ile gözeneklerin ve yeraltı suyunun geçtiği diğer alanların fiziksel özellikleri bulunur.

Geçirgenlik veya hidrolik iletkenlik, yeraltı suyunun yeraltı oluşumlarına girme kolaylığıdır. Çakıllar ve ağır parçalanmış ana kaya gibi büyük, gevşek biçimde paketlenmiş parçacıklar killerden, sıkıca paketlenmiş silt parçacıklarından ve sert kayalardan daha geçirgendir. Açık alanların büyüklüğü, dağılımı ve birbirine bağlılığı, büyük ölçüde yeraltı suyunun ve içerdiği kirleticilerin bir yerden bir yere ne kadar kolay göç edebileceğini belirler.

Kimyasal özellikler de yeraltı suyu taşınımında önemli faktörlerdir. Bazı kirletici maddeler suda çözülürken, diğerleri çözünmez. Çözünen maddeler aslında yeraltı suyunun bir parçası haline gelir ve ondan kolayca ayrılmaz. Çözünmeyen maddeler daha bağımsız davranır. Çok yoğun olabilirler ve kolayca taşınamazlar. Ayrıca gözenekler içine yerleştirilebilirler veya pürüzlü parçacık kenarlarına takılabilirler. Kirleticilerin kimyasal yapısı ve yeraltı suyunun sıcaklığı ve pH değeri, suda hangi maddelerin çözünür veya çözünmez olduğunu büyük ölçüde belirler.

Çözünmüş kirleticiler veya çözünen maddeler, akarken yer altı suyu ile birlikte taşınır. Bu taşıma işlemine tavsiye denir. Kirletici maddeler temelde aynı akış hızında ve yeraltı suyuyla aynı yönde hareket eder. Adversal yeraltı suyu taşımacılığı, birbirine bağlı büyük gözenekler veya boşluk ağları olan yüksek geçirgen akiferlerde yaygındır.

Çözücüler, mekanik karıştırma ve moleküler difüzyon nedeniyle yeraltı suyu boyunca dağılırlar. Mekanik karıştırma, toprak ve kaya parçacıklarının içindeki ve etrafındaki hareketin doğal bir sonucu olarak ortaya çıkar. Moleküler difüzyon, bazı bileşikler ve su arasında moleküler düzeyde gerçekleşen karışımdır. Dispersiyon, kirletici konsantrasyonlarını kademeli olarak sulandırır ve kirleticilerin arka kenarına yakın yüksek oranda yoğunlaştığı ve ön kenara doğru seyreltildiği eliptik şekilli bir tüy oluşturur.

Petrol ürünleri gibi bazı kirleticiler, yeraltı sularında kolayca çözünmezler. Bunun yerine, su tablasının üzerinde yüzüyorlar veya yoğunluğuna bağlı olarak akiferin dibine batıyorlar. Bir miktar dağılma geçirebilirler, ancak tüyleri, yeraltı suyunda kolayca dağılan çözünen ve kirletici maddelerden çok daha yavaş hareket eder.

Yeraltı suyu taşımacılığını yavaşlatan etkilere geciktirme faktörleri denir. Başlıca bir geciktirme faktörü adsorpsiyondur. Bu, elektrostatik çekici kuvvetler nedeniyle kirletici maddeler toprağa veya kaya parçacıklarına yapışmış veya sıkışmışsa meydana gelir. Yeraltı sularında kolayca çözünmeyen veya dağılmayan bileşikler kolayca adsorpsiyona uğrar. Diğer geciktirme faktörleri arasında gözenek sürtünmesi ve katı, çözünmeyen kirletici maddeler gözenekleri içine yerleştirildiği ya da pürüzlü toprak veya kaya parçacıkları tarafından tıkandığı için hareket etmeyi bıraktıklarında meydana gelen filtreleme etkisini içerir.

Son olarak, kirletici maddeler yeraltı suyu taşıma oranlarını değiştiren fiziksel, kimyasal, biyolojik veya radyolojik dönüşümlere uğrayabilirler. Bir kirletici madde, örneğin bir sıvıdan gaza olan fazları değiştirebilir. Kirletici maddeler ile doğal biyolojik ve radyolojik işlemler arasındaki kimyasal reaksiyonlar bir bileşiği diğerine de dönüştürebilir. Yeni oluşturulan bileşikler önceki bileşiklerden daha hızlı veya daha yavaş hareket edebilir.