بررسی تاثیر پارامترهای مهم در مدل عددی یک بعدی انتقال آلاینده در حضور کلوئید در محیط متخلخل اشباع

انتقال آلودگی به آب های زیرزمینی که با توجه به مصرف بیش از حد و افت سطح آن در طول سال های اخیر آسیب پذیری زیادی دارند، از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از پارامترهای مهم انتقال آلاینده به آبهای زیرزمینی، حضور ذرات کلوییدی است. این ذرات اغلب باعث تسهیل انتقال آلاینده ها به عمق های پایین تر خاک در شرایط اشباع می شوند، ولی در شرایط خاصی، تاخیر در انتقال آلاینده نیز ایجاد می کنند. بنابراین بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر انتقال آلاینده در حضور کلویید امری ضروری است. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف و همچنین تاثیر حضور کلویید بر انتقال آلاینده، ابتدا یک آزمایش انتقال کروم شش ظرفیتی در حضور ذرات کلوییدی بنتونیت در یک ستون با محیط متخلخل اشباع انجام شد. سپس مدل عددی یک بعدی بر مبنای معادلات و اندرکنش های سه فاز خاک، ذرات کلویید و آلاینده در محیط متخلخل اشباع توسعه داده شد. معادلات استفاده شده در این پژوهش که بر اساس مطالعات گذشته بوده است، شامل 6 معادله دیفرانسیلی به همراه 6 مجهول بود که از طریق روش عددی تفاضل محدود با استفاده از دو نقطه تقریبی بازگشتی برای مشتق زمان و تفاضل مرکزی برای مکان حل شد. مدل عددی این پژوهش با مقدار ضریب تعیین 98/0 با نتایج آزمایشگاهی واسنجی شد و ضرایب ثابت معادلات بهینه شدند. بررسی پارامترهای مهم نشان داد که با افزایش نرخ رسوب ذرات کلوییدی بر روی ماتریس جامد، مقدار آلاینده کمتری انتقال پیدا می کند که اثباتی بر تاثیر ذرات کلوییدی بر انتقال آلاینده است. همچنین افزایش نرخ جذب ذرات آلاینده توسط ذرات کلوییدی و سرعت جریان، باعث افزایش انتقال آلاینده می شود. بررسی نتایج نشان داد که 2 برابر کردن ضریب پخش هیدرودینامیکی ذرات آلاینده و کلوییدی باعث افزایش بیش از 100 برابری در ابتدای آزمایش و افزایش تقریبا 15 درصدی در انتهای آزمایش می شود. در نهایت، افزایش تخلخل نیز باعث بیشتر شدن فضای خالی میان ذرات و انتقال بیشتر کروم می شود. نتایج این پژوهش حاکی از تاثیر بسزای ذرات کلوییدی بنتونیت در تسهیل و افزایش انتقال کروم در محیط متخلخل اشباع است. همچنین ضریب پخش بیشترین تاثیر را در انتقال کروم در حضور ذرات کلوییدی در محیط متخلخل اشباع دارد. در نتیجه در محیط های مستعد آلودگی آب های زیرزمینی باید حضور ذرات کلوییدی بررسی شود و با انجام مدل سازی، تاثیر پارامترها در آن محیط مشخص شود تا تدابیر لازم برای کنترل آن انجام شود.