بررسي تاثير جذب يوني بر انتقال جرم در محيط هاي متخلخل اشباع

Effect of Ion Adsorption on Solute Transport in Saturated Porous Media

استفاده از مدل هاي رياضي به عنوان ابزاري كارآمد در مطالعات و مديريت انتقال جرم در محيط هاي متخلخل رايج مي باشد. مدل حاضر با بهره گيري از رابطه ي حاكم بر انتقال دو بعدي جرم در محيط متخلخل، تاثير جذب يوني را بر انتقال و توزيع دوبعدي جرم در يك محيط متخلخل اشباع و نيمه نامتناهي بيان مي كند. اين مدل با دو نوع شرط مرزي نوع اول (شرط ديريكله) و نوع سوم (شرط كوشي) بصورت تحليلي حل شده است. درانتقال جرم به صورت انتشار، شرط مرزي نوع سوم غلظت جرم را در مرز يا سطح خاك بيشتر از شرط مرزي نوع اول نشان مي دهد و در انتقال جرم به صورت انتقال توده اي – پخش، منحني هاي توزيع غلظت جرم حاصل از شرايط مرزي نوع اول و نوع سوم به دليل غالب بودن انتـقال توده اي تقريباً يكسان مي باشد. تاثير جذب يوني بر روي ذرات جامد محيط به وسيلهيعامل تاخير در مدل ارزيابي شده است. عـامل تاخير بزرگتر از واحد، باعث تاخير در انتقال، توزيع و پخش جرم در محيط متخلخل مي شود . تاثير جذب يوني بر توزيع غلظت جرم مستقل از نوع شرط مرزي و وابسته به حالت هـاي انتقال و پخش جرم در محيـط متخلخل مي باشد به طوري كه ميزان اين تاثير در انتقال جرم بصورت انتقال توده اي – پخش در مقايسه با حالت انتشار به مراتب بيشتر مي باشد.

Use of mathematical models as efficient tools in solute transport studies and management in porous media is usual. The present model by making use of the governing equation for two - dimensional solute transport in a porous medium expresses the ion adsorption effect on solute transport in a saturated semi infinite porous medium.This model has been solved analyticaly under the first type (Dirichlet condition) and the third type (Cauchy condition) boundary conditions. In solute transport by diffusion, the third type boundary condition shows the solute concentration at the boundary or on the soil surface more than that of the first boundary condition. In advection - dispersion solute transport, the solute concentration distribution curves resulting from the first and third boundary conditions because of advection predomination are approximately identical. The effect of ion adsorption on the medium s solid matrix is evaluated by retardation factor in the model. The retardation factor greater than one causes retardation in solute transport, distribution and dispersion in the medium. The effect of ion adsorption on solute concentration distribution is independent of the selected boundary condition and depends on the modes of solute transport and dispersion in the medium, so as the rate of this effect in advection - dispersion solute transport is more than in diffusion transport.