Vilka olika faktorer påverkar transport av grundvatten?

Grundvattentransport är förflyttning av ämnen, särskilt föroreningar, i underjordiskt vatten. Den zon av grundvatten där föroreningar är koncentrerade kallas en grundvattenplym. Plymer har olika former, storlekar och transporthastigheter. De olika faktorer som påverkar grundvattentransporten inkluderar akvifergeologin och hydrologin samt de fysikaliska, kemiska, biologiska och radiologiska egenskaperna hos föroreningarna i grundvattnet.

Akviferer är underjordiska berg- och jordformationer som är mättade med vatten. Grundvatten rör sig genom porerna mellan jord- och bergpartiklar och genom sprickor, sprickor och sprickor i hård berggrund. Föroreningars rörelse påverkas i hög grad av de typer av stenar och jordar som finns. Viktiga geologiska faktorer inkluderar partiklarnas textur och storlek och de fysiska egenskaperna hos porerna och andra utrymmen genom vilka grundvattnet färdas.

Permeabilitet, eller hydraulisk konduktivitet, är den lätthet med vilken grundvatten rör sig genom underjordiska formationer. Stora, löst packade partiklar, såsom grus och kraftigt sprucken berggrund, är mer genomsläppliga än leror, tätt packade siltpartiklar och fast berg. Storleken, fördelningen och sammankopplingen av de öppna ytorna avgör till stor del hur lätt grundvatten och eventuella föroreningar det innehåller kan migrera från plats till plats.

Kemiska egenskaper är också viktiga faktorer vid grundvattentransport. Vissa föroreningar löser sig i vatten, medan andra är olösliga. Upplösta ämnen blir faktiskt en del av grundvattnet och är inte lätt att separera från det. Olösliga ämnen beter sig mycket mer självständigt. De kan vara mycket täta och inte lätt att bära med sig. De kan också fastna i porerna eller fastna på taggiga partikelkanter. Föroreningarnas kemiska natur och grundvattnets temperatur och pH avgör till stor del vilka ämnen som är lösliga eller olösliga i vattnet.

Upplösta föroreningar, eller lösta ämnen, förs med grundvattnet när det strömmar. Denna transportprocess kallas advektion. Föroreningarna rör sig i princip med samma flödeshastighet och i samma riktning som grundvattnet. Advektionell grundvattentransport är vanligast i mycket permeabla akviferer med stora nätverk av sammankopplade porer eller utrymmen.

Lösta ämnen blir dispergerade i grundvattnet på grund av mekanisk blandning och molekylär diffusion. Mekanisk blandning sker som en naturlig följd av rörelsen genom och runt jord- och bergpartiklar. Molekylär diffusion är blandning som sker på molekylär nivå mellan vissa föreningar och vatten. Dispersion späder gradvis ut föroreningskoncentrationer och skapar en elliptiskt formad plym där föroreningar är högt koncentrerade nära plymens bakkant och späds ut mot framkanten.
Vissa föroreningar, såsom petroleumprodukter, löser sig inte lätt i grundvattnet. Istället flyter de ovanpå vattenytan eller sjunker till botten av akvifären, beroende på deras densitet. De kan genomgå viss spridning, men deras plymer rör sig mycket långsammare än plymer av lösta ämnen och föroreningar som lätt sprids genom grundvattnet.

Effekter som bromsar grundvattentransporten kallas retardationsfaktorer. En stor retardationsfaktor är adsorption. Detta inträffar när föroreningar fäster eller fastnar på jord- eller stenpartiklar på grund av elektrostatiska attraktionskrafter. Föreningar som inte lätt löses eller dispergeras i grundvattnet genomgår lätt adsorption. Andra retardationsfaktorer inkluderar porfriktion och filtreringseffekten som uppstår när fasta, olösliga föroreningar slutar röra sig eftersom de fastnar i porerna eller fastnar av taggiga jord- eller stenpartiklar.
Slutligen kan föroreningar genomgå fysiska, kemiska, biologiska eller radiologiska omvandlingar som förändrar deras transporthastigheter för grundvatten. En förorening kan ändra faser, till exempel från en vätska till en gas. Kemiska reaktioner mellan föroreningar och naturliga biologiska och radiologiska processer kan också omvandla en förening till en annan. De nyskapade föreningarna kan röra sig snabbare eller långsammare än de tidigare föreningarna.