Retardasyon Reaktif Taşınım Taşınım Süreçleri 2001-2002
Advektif+Dispersif +Reaktif Taşınım Tutulma - Sorpsiyon Volatilizasyon Redox Çökelme Radyoaktif Bozunma Biodegradasyon Birim zamanda birim akifer hacminde üretilen/tüketilen kütle miktarı (M/L3T)
Radyoaktif Bozunma (1. Derece Bozunma)
Retardasyon Taşınan maddenin tutulma ve/veya diğer süreçler nedeniyle yavaşlaması
Sıvı fazdan katı faza geçiş Tutulma - Sorpsiyon Sıvı fazdan katı faza geçiş Adsorpsiyon : Katı yüzey üzerinde tutulma Absorpsiyon : Katı yüzey içerisine nüfuz ederek tutulma Kimyasal tutulma Katyon alışverişi
Tutulma (Sorpsiyon) Modelleri Denge izotermleri : C*=f(C) Kinetik izotermler
Start of Party: Disequilibrium Dining Room Bathroom Kitchen Bedroom Living Room Siegel, 2000 –Syracuse U.
After some time: Equilibrium !! Kitchen Dining Room Bathroom Bedroom Living Room Siegel, 2000
Food: Disequilibrium !! Kitchen Dining Room Bathroom Local Equilibrium Bedroom Living Room Siegel, 2000
Denge İzotermi Freundlich İzotermi C* : Katı Faz konsantrasyon C : Sıvı Faz konsantrasyon Kd : Dağılım katsayısı m : Ampirik katsayı
Denge İzotermi C* m>1 m=1 m<1 C
Denge İzotermi Doğrusal İzoterm C* : Katı Faz konsantrasyon C : Sıvı Faz konsantrasyon Kd : Dağılım katsayısı
Denge İzotermi Langmuir İzotermi C* a C
Sorpsiyon – Retardasyon Faktörü Akiferi oluşturan katı malzeme üzerinde (Hacim: DxDyDz) toplanan kütle miktarı rb : Akifer malzemezinin yoğunluğu : katı kütlesi/toplam hacim
Doğrusal İzoterm Katı malzemenin yoğunluğu (katı kütlesi/katı hacmi) 2.65 g/cm3
Kütlenin Korunumu r
Kütlenin Korunumu
Retardasyon Faktörü Doğrusal İzoterm
Taşınan maddenin hızı
1D-Taşınım Denklemi vc
Konsantrasyon-Zaman C/C0 1 Rf=1 Rf>1 t
Konsantrasyon - Yol Herhangi bir t anı Co Konsantrasyon L Yol, x
Retardasyon Faktörü Doğrusal İzoterm
Freundlich Retardasyon Faktörü
Langmuir Retardasyon Faktörü
Rf 1 0.5 t0 tc t*c İzleyici Enj. 1 to Tutulan izleyici C/Co Sürekli Enjeksiyon 1 to 1 0.5 t0 tc t*c Tutulan izleyici Tutulmayan İzleyici
Problem Bir akifere aynı anda aynı noktadan Cl ve Cd enjekte edilmiştir. Belli bir süre sonra Cl 1000 m, Cd ise 100 m yol kat etmiştir. Akiferin porozitesi 0.2, rs=2.65 gr/cm3 ve RCl=1 ise Cd’un dağılım katsayısını (Kd) hesaplayınız
Kd: Paylaşım Katsayısı Bir deney tüpünde konsantrasyonu belirli çözelti hazırlanır. Kütlesi bilinen sediman tüpe eklenir. İyice sallanarak denge haline gelmesi sağlanır. Denge durumundaki konsantrasyon ölçülür. Çözeltiden azalan (katı yüzeyinde tutulan) kütle miktarı belirlenir ([Başlangıç Konsantrasyonu] – [Denge Konsantrasyonu]). Tutulan kütle miktarı 1 kg katı yüzeyinde tutulan kütle (mg) olarak dönüştürülür. Denge konsantrasyonu (mg/l) – tutulan kütle (mg/kg) grafiği çizilir ve uygun izoterm modeli uydurulur.
Örnek 1 lt’lik 6 adet çözelti içerisine 200 gr toprak
Doğrusal İzoterm Kd = 1.3561 l/kg
Freundlich Isoterm Langmuir Isoterm LogC* 1/b LogK 1/ab LogC C C/C* C* = KCn logC* = logK + n logC
Organik Bileşenler Akiferi oluşturan katı iskelet bünyesinde foc> % 1 organik karbon bulunması durumunda adsorpsiyon birincil olarak organik materyalde gerçekleşir.
İyon Takası Katyon Takas Kapasitesi (meq/M) Seçilme önceliği (selectivity) katsayısı Katyon Takas Kapasitesi (meq/M) Çözeltideki toplam katyon konsantrasyonu (meq/M)
Problem Rf=?
meq/gr meq/ml
1D-Yarı Sonlu Sınır Koşulu-Sürekli Enjeksiyon 1. Tip Sınır Koşulu
1D-Yarı Sonlu Sınır Koşulu-Sürekli Enjeksiyon 1. Tip Sınır Koşulu
Ogata-Banks - 1961
Radyoaktif-Bio-Çürüme
Dispersiyon Katsayısının Belirlenmesi 1D : Lab Deneyleri 2D : Arazi – Grafik / Analitik 3D : Arazi – Alansal Momentler
1D-Lab Deneyleri U : Akışkan gözenek hacmi sayısı (Number of pore volume of fluid) Bir Gözenek Hacmi : A L n
1D-Lab Normal Dağılım Kağıdı J0.84 J0.16 0.16 0.84
Tek Kuyu Enjeksiyon – Çekim Testi UP=Kümülatif çekim miktarı (zamana göre) UI=Enjekte edilen toplam su hacmi R=Enjekte edilen suyun enjeksiyon sonundaki advektif lokasyonu Q=Enjeksiyon debisi t: Enjeksiyon süresi b: Akifer kalınlığı
3D: Momentler Yöntemi Toplam Kütle
Bulutun ağırlık merkezinin koordinatları
Varyans
Dispersivite