भूजल में संदूषक परिवहन

संदूषक परिवहन बताता है कि घुलित और अमिश्रणीय प्रदूषक भूजल में संवहन, फैलाव और रासायनिक तथा जैविक प्रक्रियाओं के माध्यम से कैसे चलते और फैलते हैं।

Definition

भूजल में संदूषक परिवहन उपसतह में घुलित या अमिश्रणीय प्रदूषकों की गति और नियति है, जो प्रवाहित जल के साथ संवहन, हाइड्रोडायनामिक फैलाव, और रासायनिक तथा जैविक प्रतिक्रियाओं द्वारा नियंत्रित होता है जो उन्हें मंदित या रूपांतरित करते हैं।

Scope

यह विषय संवहन और फैलाव द्वारा विलेय के भौतिक परिवहन, अधिशोषण और प्रतिक्रिया द्वारा संदूषकों के मंदन और क्षरण, गैर-जलीय चरण तरल पदार्थों के व्यवहार, और प्लम तथा उपचार की भविष्यवाणी के आधार को शामिल करता है। यह घुलित और अमिश्रणीय संदूषकों की गति पर भूजल प्रवाह को लागू करता है।

Core questions

• संवहन और फैलाव एक संदूषक प्लम की गति को कैसे नियंत्रित करते हैं?
• अधिशोषण और क्षरण संदूषकों को कैसे मंदित और क्षीण करते हैं?
• गैर-जलीय चरण तरल पदार्थ घुलित विलेय से अलग व्यवहार कैसे करते हैं?
• प्लूम्स की भविष्यवाणी कैसे की जाती है और जलभृतों का उपचार कैसे किया जाता है?

Key concepts

• संवहन और रिसाव वेग
• हाइड्रोडायनामिक फैलाव और विसरण
• संवहन-फैलाव समीकरण
• अधिशोषण और मंदन कारक
• जैव-अवक्रमण और प्राकृतिक क्षीणन
• गैर-जलीय चरण तरल पदार्थ (NAPLs)

Key theories

संवहन-फैलाव समीकरण

विलेय परिवहन को औसत भूजल वेग पर संवहन को हाइड्रोडायनामिक फैलाव और विसरण के साथ जोड़कर मॉडल किया जाता है, जिससे संवहन-फैलाव समीकरण प्राप्त होता है जो भविष्यवाणी करता है कि प्लम समय के साथ कैसे फैलते हैं।

मंदन और क्षीणन

जलभृत ठोस पदार्थों पर अधिशोषण प्रतिक्रियाशील संदूषकों को पानी के सापेक्ष मंदित करता है, जबकि जैव-अवक्रमण और अन्य प्रतिक्रियाएं उन्हें क्षीण करती हैं, जो प्लम की लंबाई की भविष्यवाणी और प्राकृतिक तथा इंजीनियर उपचार के लिए केंद्रीय प्रक्रियाएं हैं।

Mechanisms

एक घुलित संदूषक औसत भूजल प्रवाह (संवहन) द्वारा आगे बढ़ता है, जबकि यांत्रिक फैलाव द्वारा फैलता है, क्योंकि प्रवाह पथ छिद्र नेटवर्क के माध्यम से भिन्न होते हैं, और आणविक विसरण होता है। प्रतिक्रियाशील संदूषक अधिशोषण द्वारा जलभृत ठोस पदार्थों पर विभाजित होते हैं, जो उन्हें पानी के सापेक्ष धीमा कर देता है (मंदन), और रासायनिक या सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रतिक्रियाओं द्वारा रूपांतरित हो सकते हैं; अमिश्रणीय तरल पदार्थ अलग-अलग चरण बनाते हैं जो दीर्घकालिक स्रोतों के रूप में कार्य करते हैं।

Clinical relevance

संदूषक परिवहन को समझना पेयजल आपूर्ति के जोखिमों का आकलन करने, रिसाव, लैंडफिल और कृषि से प्रदूषण प्लम का सीमांकन और भविष्यवाणी करने, निगरानी नेटवर्क और उपचार प्रणालियों को डिजाइन करने, और एक सफाई रणनीति के रूप में प्राकृतिक क्षीणन का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक है।

History

संदूषक परिवहन सिद्धांत ने 1970 के दशक में बेयर और अन्य द्वारा औपचारिक रूप दिए गए संवहन-फैलाव ढांचे पर आधारित था; 1970 के दशक से भूजल प्रदूषण के बारे में बढ़ती चिंता ने संदूषक जलभूविज्ञान को एक प्रमुख क्षेत्र बना दिया, जिसमें अधिशोषण, जैव-अवक्रमण, और घने तथा हल्के गैर-जलीय चरण तरल पदार्थों के कठिन व्यवहार तक विस्तार किया गया।

Debates

फैलाव की पैमाने पर निर्भरता

क्षेत्र-मापा फैलाव जलभृत विषमता के कारण अवलोकन के पैमाने के साथ बढ़ने की प्रवृत्ति रखता है, जिससे इस बात पर बहस छिड़ जाती है कि क्या स्थिर फैलाव के साथ शास्त्रीय संवहन-फैलाव समीकरण क्षेत्र पैमाने पर परिवहन का पर्याप्त रूप से प्रतिनिधित्व करता है।

Key figures

• Jacob Bear
• John A. Cherry
• C. W. Fetter

Seminal works

• freeze1979
• bear1979
• fetter1999

Frequently asked questions

एक संदूषक प्लम चलते समय क्यों फैलता है?

औसत प्रवाह द्वारा ले जाने के अलावा, संदूषक फैलता है क्योंकि पानी छिद्रों के माध्यम से विभिन्न गति से कई घुमावदार रास्तों का अनुसरण करता है (यांत्रिक फैलाव) और आणविक विसरण के कारण, इसलिए प्लम का विस्तार बढ़ता है और इसकी सांद्रता अनुप्रवाह में कम हो जाती है।

NAPL क्या है?

एक गैर-जलीय चरण तरल पदार्थ तेल या एक क्लोरीनयुक्त विलायक जैसा एक संदूषक है जो पानी के साथ आसानी से नहीं मिलता है; NAPL एक अलग चरण के रूप में चलते हैं और दशकों तक बने रह सकते हैं, धीरे-धीरे घुलते हुए और भूजल संदूषण के दीर्घकालिक स्रोतों के रूप में कार्य करते हैं।