Adsorption capacity of chosen sandy ground with respect to contaminants relocating with groundwater

• Autorzy: Aniszewski A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/aep-2017-0008

Warianty tytułu

PL

Zdolność adsorpcyjna wybranego piaszczystego gruntu względem zanieczyszczeń przemieszczających się z wodą gruntową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most important problems concerning contaminant transport in the ground is the problem related to the definition of parameters characterizing the adsorption capacity of ground for the chosen contaminants relocating with groundwater. In this paper, for chloride and sulfate indicators relocating in sandy ground, the numerical values of retardation factors (R_a) (treated as average values) and pore groundwater velocities with adsorption (u_x/R_a) (in micro-pore ground spaces) are taken into consideration. Based on 2D transport equation the maximal dimensionless concentration values (C*_{max c}) in the chosen ground cross-sections were calculated. All the presented numerical calculations are related to the unpublished measurement series which was marked in this paper as: October 1982. For this measurement series the calculated concentration values are compared to the measured concentration ones (C*_{max m}) given recently to the author of this paper. In final part of this paper the parameters characterizing adsorption capacity (R_a, u_x/R_a) are also compared to the same parameters calculated for the two earlier measurement series. Such comparison also allowed for the estimation of a gradual in time depletion of adsorption capacity for the chosen sandy ground.

PL

Jednym z najważniejszych problemów dotyczących przepływu zanieczyszczeń w wodzie gruntowej jest problem związany z określeniem parametrów charakteryzujących zdolność adsorpcyjną gruntu dla wybranych zanieczyszczeń przemieszczających się z wodą gruntową. W tym artykule, dla chlorowych i siarczanowych wskaźników przemieszczających się w piaszczystym gruncie, wzięto pod uwagę liczbowe wartości współczynników retardacji (R_a) (traktowanych jako wartości średnie) oraz porowych prędkości wody gruntowej z adsorpcją (u_x/R_a ) (w przestrzeniach makro-porowych gruntu). W oparciu o 2D równanie transportu obliczono maksymalne bezwymiarowe wartości stężeń (C*_{max c}) w wybranych przekrojach gruntowych. Wszystkie prezentowane obliczenia numeryczne odniesiono do niepublikowanej serii pomiarowej oznaczonej w pracy jako: Październik 1982. Dla tej serii pomiarowej obliczone numerycznie wartości stężeń porównano z pomierzonymi wartościami stężeń (C*_{max m}), które udostępniono ostatnio autorowi pracy. W końcowej części pracy parametry charakteryzujące zdolność adsorpcyjną (R_a, u_x/R_a) porównano również z takimi samymi parametrami obliczonymi dla dwóch wcześniejszych serii pomiarowych. Takie porównanie pozwoliło również oszacować stopniowe w czasie wyczerpywanie się zdolności adsorpcyjnej dla wybranego gruntu piaszczystego.

Słowa kluczowe

EN

advection; dispersion; non-linear Freundlich adsorption isotherm; adsorption parameters; groundwater; transport model

PL

adsorpcja; zdolność adsorpcyjna; dyspersja; nieliniowa izoterma adsorpcji Freundlich; parametry adsorpcji; przepływ zanieczyszczeń; woda gruntowa; model transportu

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 43, no. 1
• Strony: 27--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Aniszewski A.

• West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Civil Engineering and Architecture Faculty

Bibliografia

• [1]. Aniszewski, A. (2009). Mathematical modeling and practical verification of groundwater and contaminant transport in a chosen natural aquifer, Acta Geophysica, 57, pp. 435–453, DOI: 10.2478/s11600-008-4.
• [2]. Aniszewski, A. (2013). Description and verification of the contaminat transport models in groundwater (theory and practice), Archives of Environmental Protection, 39, pp. 3–21, DOI: 10.2478/aep-2013-0021.
• [3]. Bailey, R.W., Morway, E.D., Niswonger, R.CH., & Timothy, T.K. (2013). Modeling variably saturated multispecies reactive ground water solute transport with MODFLOW-UZF and T3D, Ground Water, 51, pp. 752–761, DOI: 10.1111/j.1745-6584.2012.01009.x.
• [4]. Chiang, W.-H. (2005). 3D-Groundwater Modeling with PMWIN: A Simulation System for Modeling Groundwater Flow and Trans port Processes, Springer, Verlag, Berlin–Heidelberg–New York 2005.
• [5]. Fang, Y., Wilkins, M.J., Yabusaki, S.B., Lipton, M.S. & Long, P.H.E. (2012). Evaluation of a genome-scale in silico metabolic model for Geobacter metallireducens by using proteomic data from a field biostimulation experiment, Applied and Environmental Microbiology, 78, pp. 8735–8742, DOI:10.1128/AEM.01795-12.
• [6]. Johnson, G.R., Gupta, K., Putz, D.K., Hu, Q., & Brusseau, M.L. (2003). The effects local-scale physical heterogeneity and nonlinear rate-limited sorption-desorption on contaminant transport in porous media, Journal of Contaminant Hydrology, 64, pp. 35–58, DOI: 10.1016/S0169-7722(02)00103-1.
• [7]. Mayer, K.U., Frind, E.O., & Blowes, D.W. (2002). Multicomponent reactive transport modeling in variably saturated porous media using a generalized formulation for kinetically controlled reactions, Water Resources Research, 38, pp. 13-1–13-21, DOI: 10.1029/2001WR000862.
• [8]. Morway, E.D., Niswonger, R.CH., Langevin, CH.D., Bailey, R.W. & Healy, R.W. (2013). Modeling variably saturated multispecies reactive groundwater solute transport with MODFLOW-UZF and RT3D, Ground Water, 51, pp. 237–251, DOI: 10.1111/j.1745-6584.2012.00971.x.
• [9]. Seidel-Morgenstern, A. (2004). Experimental determination of single solute and competitive adsorption isotherms. Journal of Chromatography A, 1037 (1–2), pp. 255–272, DOI: 10.1016/j.chroma.2003.11.108.
• [10]. Szymański, K. & Janowska, B. (2016). Migration of pollutants in porous soil environment, Archives of Environmental Protection, 42, (3), pp. 87–95, DOI: 10.1515/aep-2016-0026.
• [11]. Szymkiewicz, R. (2010). Numerical modelling in open channel hydraulics, Water Science & Technology Library, 83, Springer, Dordrecht, DOI: 10.1007/978-90-481-3674-2.
• [12]. Taniguchi, M. & Holman, I.M. (2010). Groundwater response to changing climate, CRC Press, DOI: 10.1201/b10530-18.
• [13]. Yabusaki, S.B., Fang, Y., Williams, K.H., Murray, C.J., Ward, A.L., Dawault, R.D., Waichler, S.R., Necomer, D.R., Spane, F.A. & Long, P.E. (2011). Variably saturated flow and multicomponent biogeochemical reactive transport modeling of uranium bioremedation field experiment, Journal of Contaminant Hydrology, 126, pp. 271–290, DOI: 10.1016/j.jconhyd.2011.09.002.
• [14]. Zheng, CH. & Wang, P.P. (1996). MT3DMS: A modular transport three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion, and chemical reactions of contaminants in groundwater systems; Documentation and user’s guide, Dept. of Geol. Sci., University of Alabama, Tuscaloosa, AL 35487, Contract Reports SERDP-99-1.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).