3.2.1 Advección
Proceso por el que los solutos son transportados por el movimiento de la masa de agua
Ley de Darcy
dldhKv
dldhK
AQ
dldhAKQ D =⇒=⇒=
Q caudalA secciónK permeabilidaddh/dl gradiente hidráulico
3.2. Transporte de contaminantes en el agua subterránea
dldh
mK
mvv
ee
Da ==
vD Velocidad de Darcyva Velocidad real del aguame porosidad eficaz
SECCIÓN DE LA COLUMNA
Sin embargo el caudal no pasa a través de toda la sección, sino por los poros
Difusión molecular
Debido a diferencias de concentración
Se produce incluso en ausencia de movimiento
Primera Ley de Fick
F = -Dm (∂C/∂x) Dm Coef. de difusión en líquidos
D* = ω DmD* Coef. de difusión aparente en
medios porososW: factor entre 0,01 y 0,5
2
2*
xCD
tC
∂∂
=∂∂
Segunda Ley de Fick
Dl = D* + D
Dispersión y difusión se pueden agrupar en un único parámetro
Dl Coef. de dispersión hidrodinámica
Si el movimiento del agua es rápido Dl ≈ D
Si el movimiento del agua es muy lento Dl ≈ D*
El coeficiente de dispersión hidrodinámica es un parámetro muy difícil de medir. Factor de Escala
Otro factor muy importante es la heterogeneidad
Los acuíferos raramente son homogéneos
El contaminante se transporta a través de las zonas más permeables
3.2.3. Transporte de sustancias reactivas
Efecto de retardo en el avance del contaminante
db
c
af K
mvv
Rρ
+== 1Rf factor de retardova velocidad aguavc velocidad de contaminanteρb densidad aparentem porosidad
Con m entre 0,20 y 0,40 y ρb entre 1,6 y 2,1:
Rf varía entre 1+ 4Kd y 1 + 10Kd
Kd = 1 Rf = entre 5 y 11
Kd = 100 Rf = entre 400 y 1000
En el caso de que sean varios los contaminantes con distintos Kdpueden viajar a distintas velocidades.
Reacciones reversibles, si fluye agua limpia por el acuífero el terrenopuede ‘devolver’ el contaminante al agua
3.2.4. Transporte de sustancias degradables
⇒ Retardo en el avance del contaminante
RESUMEN
PROCESOS
3.2.5. Ecuación general de transporte de masas (en una dimensión)
mr
xCv
xCD
tC
xx ±∂∂
−∂∂
=∂∂
2
2
Modelos matemáticos para su resolución
3.3.2. Transporte de fluidos inmiscibles en el agua
NAPLs (Non Aqueous Phase Liquids)
LNAPLs
DNAPLs (Dense)
LNAPLs (Light)
CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
- Introducción
- Contaminación de origen urbano
- Contaminación de origen agrícola
- Contaminación de origen industrial
Contaminación de origen urbano
Residuos sólidos urbanos:
M.O., condiciones reductoras, metalesmicroorganismos patógenos.
Contaminación de origen agrícola
Contaminación difusa o extensa
Fertilizantes
• Compuestos de N, P y K• P y K son poco móviles, la forma de N más estable en el suelo son
los NO3- muy móviles
• Principal causa de la contaminación de las aguas subterráneas• Estratificación vertical de las concentraciones• Variaciones estacionales en los contenidos de nitratos
Aguas residuales urbanas:
Sales minerales, M.O., microorganismos patógenos,NH4
+, NO2-...
Pesticidas
• Amplia gama de compuestos, plaguicidas, herbicidas, fungicidas, etc• Importancia del Kd, contenido en M.O. del medio, persistencia,
toxicidad, etc.
Aumento de la salinidad:
• Sulfatos, cloruros, sodio, etc.• Problemas en el suelo o en el acuífero
Contaminación ganadera• Purines• Altos contenidos en M.O., coliformes, nitritos, etc.
Contaminación de origen industrial
• Fugas en conductos, accidentes, almacenamientos de materias primas,eliminación de residuos sólidos y líquidos, etc.
• Fuentes puntuales• Gran variabilidad
DESCONTAMINACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Medidas muy costosas, lentas y complejas
Tres posibilidades:
Medidas de contención y aislamiento del contaminante
Métodos de extracción del contaminante
Métodos de destrucción in situ del contaminante
MEDIDAS DE CONTENCIÓN Y AISLAMIENTO
• Muros impermeables (cementos, bentonitas)
• Sellado y drenajes superficiales
• Controles hidrodinámicos (barrera de bombeo o inyección)
• Estabilización y solidificación
METODOS DE EXTRACCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
• Excavación y tratamiento ex situ
• Bombeo y tratamiento
METODOS DE DESTRUCCIÓN IN SITU DE LA CONTAMINACIÓN
Se basan en favorecer la degradación de los contaminantes:
• Bioventing
Diferencias entre bioventing y soil venting
Factores más importantes: Tª, pH, nutrientes
• Biodegradación intrínseca
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