Transportul poluantilor in sol

Mediul permeabil este definit ca un corp solid care contine spatii libere "pori" de dimensiuni variabile, dispuse intr-o forma indefinita, prin care poate circula fluidul. Hidrodinamica curgerii prin medii permeabile este influentata substantial de proprietatile geometrice ale matricei solide, intre care cele mai importante sunt: porozitatea efectiva, suprafata specifica, marimea porilor, tortuozitatea.

Circuitul apei in natura

Apa subterana este una din formele in care se gaseste apa pe parcursul ciclului ei in natura. Cea mai mare parte din apa care circula sub pamant provine din apa care se afla la suprafata pamantului si se infiltreaza prin pori si crapaturi ale pamantului. Apa subterana ocupa sau se misca in golurile care exista intre particulele pamantului. La acest fenomen participa un complex in doua faze: faza solida, pamantul si faza lichida, apa. In zonele de suprafata se adauga, de cele mai multe ori, ca a treia faza, aerul. 

Miscarea apei subterane depinde de natura rocii si gradul sau de tectonizare. Se deosebesc doua tipuri:

- miscarea printr-un sistem reticular de canale, format din falii, fisuri sau chiar galerii subterane (pesteri), in care apele pot forma mici cursuri de apa.

- miscarea prin golurile dintre granule, goluri care comunica intre ele, formand un sistem complex de canalicule, de diametre variabile, insa foarte mici (miscarea printr-un mediu poros). 

Cunoasterea conditiilor in care se gaseste si se deplaseaza apa in pamanturi si alte medii permeabile se bazeaza pe cunoasterea parametrilor hidraulici care caracterizeaza aceste medii. 

Parametrii hidraulici care caracterizeaza mediile permeabile sunt:

- porozitatea respectiv porozitatea efectiva (eficace).

- coeficientul de conductivitate hidraulica.

- transmisivitatea.

- coeficientul de inmagazinare.

- drenanta. 

Porozitatea eficace este dependenta de marimea moleculelor ce sunt transportate comparativ cu marimea cailor de legatura dintre pori. La argile porozitatea eficace este semnificativ mai mica decat porozitatea totala, in timp ce la nisipuri cele doua valori sunt compatibile. 

Coeficientul de conductivitate hidraulica (coeficientul de permeabilitate) se defineste prin volumul de apa libera care strabate in unitatea de timp o unitate de suprafata a unei sectiuni din mediul permeabil sub un gradient hidraulic unitar.

Coeficientul de permeabilitate are dimensiunile unei viteze si se exprima in mod curent in cm/zi sau m/zi.  Factorii care influenteaza coeficientul de permeabilitate sunt:

- proprietatile mediului poros.

- proprietatile lichidului (coeficientul variaza cu temperatura, rezultand deci dependenta de vascozitate si de greutate specifica). 

Pentru a caracteriza capacitatea unui strat permeabil de a elibera sau de a inmagazina apa, a fost introdus un parametru denumit coeficient de inmagazinare. Coeficientul de inmagazinare reprezinta volumul de apa (dw) care poate fi eliberat de o prisma verticala de material permeabil avand sectiunea egala cu unitatea, pentru o scadere a nivelului piezometric egala cu unitatea (dh). Drenanta caracterizeaza legatura unui acvifer denumit acvifer principal cu alte acvifere situate deasupra sau dedesubt, denumite acvifere subordonate, cele doua tipuri de acvifere fiind separate de un strat slab permeabil. 

Convectia (advectia) reprezinta transportul substantelor dizolvate de catre curentul de apa subterana, la viteza medie a acestuia. Prin transport convectiv intr-o miscare uniforma, volumul ocupat de poluant nu se modifica. In cazul unei miscari generale, volumul de poluant poate suferi modificari datorita proceselor de transfer de masa, dar fara amestec. Dispersia este rezultatul actiunii simultane a unui fenomen pur mecanic si a unui fenomen fizico-chimic.

Dispersia mecanica - deoarece porii terenului au marimi, forme si aranjamente diferite, apa subterana se deplaseaza cu viteze variabile, diferite de viteza medie. Poluantii miscibili cu apa se vor deplasa cu fluidul suport, producandu-se amestecul atat in sensul liniilor de curent (longitudinal), cat si perpendicular pe acestea (transversal).

Dispersia moleculara - difuzia se produce ca urmare a diferentelor de concentratii ale poluantilor, evident de la concentratii mai mari catre concentratii mai mici.