Τρισδιάστατη μεταφορά και συμμεταφορά ρύπων σε πορώδη μέσα

Abstract

In the current thesis the transport of pollutants in underground aquifers was studied. Processes such as advection, dispersion, decay and attachment took place. Subsequently, the mathematical model was extended to take into account the simultaneous transport of particles, thus simulating the phenomenon of cotransport. In addition, the effects of a possible geochemical heterogeneity of the porous media, on the transport phenomenon were investigated. While the last chapter dealt with of nanoparticle transport and aggregation. The results of this research effort show the need to use appropriate models to correctly describe the transport under different conditions. The simultaneous transport of interacting substances should not be ignored, nor should the gravitational forces assumed to be negligible when there are particles of significant mass and density. It is necessary to study the porous media in which the transport is carried out because the existence of heterogeneity can significantly affect the whole phenomenon. Finally, migrating particles that simultaneously are subject to aggregation need specialized treatment as there is a significant alteration of their transport characteristics.

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η μεταφορά ρύπων σε υπόγειους υδροφορείς. Κατά την διάρκεια αυτής διεργασίες όπως η μεταγωγή, η διασπορά, η αποδόμηση και η προσκόλληση πήραν μέρος. Στην συνέχεια έγινε επέκταση του μαθηματικού μοντέλου ώστε να λάβει υπόψη του την μεταφορά ταυτοχρόνως αλληλοεπιδρόντων ρύπων, προσομοιώνοντας έτσι το φαινόμενο της συμμεταφοράς. Επιπλέον διερευνήθηκαν οι επιπτώσεις μιας πιθανής γεωχημικής ετερογένειας του πορώδους στο φαινόμενο της μεταφοράς. Ενώ το τελευταίο κεφάλαιο ασχολήθηκε με την συσσωμάτωση και με την μεταφορά νανοσωματιδίων. Τα αποτελέσματα της ερευνητικής προσπάθειας αυτής δείχνουν την ανάγκη χρήσης κατάλληλων μοντέλων για την σωστή περιγραφή της μεταφοράς υπό διαφορετικές συνθήκες. Δεν πρέπει να αγνοείται η ταυτόχρονη μεταφορά αλληλοεπιδρόντων ουσιών ούτε πρέπει να θεωρείται ως αμελητέα η επίδραση της βαρύτητας όταν υπάρχουν σωματίδια με σημαντική μάζα και πυκνότητα. Είναι δε απαραίτητη η μελέτη του πορώδους στο οποίο εκτελείται η μεταφορά γιατί η ύπαρξη ετερογένειας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά το όλο φαινόμενο. Τέλος σωματίδια τα οποία εκτελούν μεταφορά αλλά υπόκεινται ταυτόχρονα σε συσσωμάτωση χρειάζονται εξειδικευμένη αντιμετώπιση καθώς υπάρχει σημαντική αλλοίωση του μέσου μεγέθους των, αλλά και των λοιπών χαρακτηριστικών μεταφοράς