کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5763853 1625612 2017 37 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Identifying the influential aquifer heterogeneity factor on nitrate reduction processes by numerical simulation
ترجمه فارسی عنوان
شناسایی فاکتور ناهمگونی فاکتور تاثیر گذار بر فاکتورهای کاهش نیترات با شبیه سازی عددی
ترجمه چکیده
واکنش های کاهش نیترات در سیستم های آب زیرزمینی به شدت تحت تاثیر عوامل مختلف ناهمگونی آبخوان است که بر حمل و نقل گونه های شیمیایی، توزیع فضایی مواد واکنش دهنده بازدارنده و همچنین به عنوان یک نتیجه کلی راندمان کاهش نیترات تاثیر می گذارد. در این مطالعه، ما بررسی اثر ناهمگنی آبیاری فیزیکی و شیمیایی با تمرکز بر فرآیندهای انتقال نیترات و تغییر شکل رادیواکتیو را مورد بررسی قرار دادیم. یک مطالعه مدلسازی عددی برای شبیه سازی ناهمگنی آبخوان هیدرولوژیکی-ژئوشیمیایی همراه به منظور بهبود درک ما از نفوذ ناهمگنی آبخوان در واکنشهای کاهش نیترات و شناسایی عوامل ناهمگونی تاثیر گذارترین آبخوان در طول شبیه سازی انجام شد. نتایج نشان می دهد که عوامل تاثیرگذار در ناهمگونی آب آبی، با گذشت زمان می توانند تغییر کنند. با وجود حضور فراوان اهداکنندگان الکترون در مناطق پر نفوذ بالا (مرحله اولیه)، ناهمگنی فضای آبیاری فیزیکی به طور قابل توجهی بر کاهش نیترات تأثیر می گذارد، زیرا حمل و نقل ترجیحی نیترات را به این مناطق ترغیب می کند و اختلاط شرکای واکنشی را افزایش می دهد. ناهمگنی آبخوان شیمیایی یک نقش نسبتا جزئی دارد. افزایش تغییرات فضایی هدایت هیدرولیکی باعث افزایش کارایی سیستم حذف نیترات می شود. با این وجود، نادیده گرفتن ناهمگونی آبخوان شیمیائی می تواند منجر به کاهش میزان نیترات در رفتار طولانی مدت شود. با افزایش تنوع فضایی اهدا کننده الکترون، یعنی ناهمگونی شیمیایی، تعداد نقطه های گرم به عنوان مثال مناطق با واکنش پذیری نسبتا بالاتر باید افزایش یابد. از این رو، راندمان حذف نیترات نیز به صورت فضایی متغیر خواهد بود، اما اگر بازه زمانی طولانی تر در نظر گرفته شود و راندمان نیترات به این مناطق واکنش پذیری بالا برسد، راندمان کلی حذف خواهد شد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات فرآیندهای سطح زمین
پیش نمایش مقاله
شناسایی فاکتور ناهمگونی فاکتور تاثیر گذار بر فاکتورهای کاهش نیترات با شبیه سازی عددی
چکیده انگلیسی
Nitrate reduction reactions in groundwater systems are strongly influenced by various aquifer heterogeneity factors that affect the transport of chemical species, spatial distribution of redox reactive substances and, as a result, the overall nitrate reduction efficiency. In this study, we investigated the influence of physical and chemical aquifer heterogeneity, with a focus on nitrate transport and redox transformation processes. A numerical modeling study for simulating coupled hydrological-geochemical aquifer heterogeneity was conducted in order to improve our understanding of the influence of the aquifer heterogeneity on the nitrate reduction reactions and to identify the most influential aquifer heterogeneity factors throughout the simulation. Results show that the most influential aquifer heterogeneity factors could change over time. With abundant presence of electron donors in the high permeable zones (initial stage), physical aquifer heterogeneity significantly influences the nitrate reduction since it enables the preferential transport of nitrate to these zones and enhances mixing of reactive partners. Chemical aquifer heterogeneity plays a comparatively minor role. Increasing the spatial variability of the hydraulic conductivity also increases the nitrate removal efficiency of the system. However, ignoring chemical aquifer heterogeneity can lead to an underestimation of nitrate removals in long-term behavior. With the increase of the spatial variability of the electron donor, i.e. chemical heterogeneity, the number of the “hot spots” i.e. zones with comparably higher reactivity, should also increase. Hence, nitrate removal efficiencies will also be spatially variable but overall removal efficiency will be sustained if longer time scales are considered and nitrate fronts reach these high reactivity zones.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Advances in Water Resources - Volume 99, January 2017, Pages 38-52
نویسندگان
, , , , , , , ,