非Fickian运输过程加速了PFOS在不和介质中的移动:一个实验和建模研究
John F Stults1, Christopher P Higgins2, Tissa H Illangasekare2
1Department of Civil and Environmental Engineering, Colorado School of Mines, Golden, CO 80401, United States of America; CDM Smith, 14432 SE Eastgate Way Suite 100, Bellevue, WA 98007, United States.
非Fickian运输显著加快了在土壤中的和多基物质 (PFAS) 的移动. 这项研究表明,明显的空气-水分区减少,导致PFAS突破速度比平衡模型预测的要快.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 土壤科学 土壤科学
- 地质化学 地质化学
背景情况:
- 在不和土壤中对和多醇基物质 (PFASs) 的运输了解甚少.
- 现有的关于PFAS分离到空气-水接口的研究显示,不同实验方法之间的结果是相互矛盾的.
- 在测量到的空气-水界面分区系数 (Kia) 中存在差异,这取决于实验方法.
研究的目的:
- 调查非Fickian运输条件对不和土壤中PFAS分区和运输的影响.
- 测试假设,在基于排水的柱体测试中,非Fickian条件会降低明显的空气-水界面分区系数 (Kia,app).
- 开发和应用一种新的移动-不移动模型 (MIM) 来解释异常的PFAS运输数据.
主要方法:
- 实施了基于排水的柱子方法,在沙柱中使用PFOS.
- 将结果与准和列方法的数据进行比较.
- 开发并使用修改后的HYDRUS-1D软件,采用了一种新的移动-不移动模型 (MIM).
主要成果:
- 在非Fickian条件下,PFOS的明显Kia被减少了3到123倍.
- PFOS的突破速度高达平衡吸附模型预测的123倍.
- 异常的空气-水界面吸附和流通路径通道被确定为加速PFOS运输的合理机制.
结论:
- 非Fickian运输机制可以显著加快PFOS在vadose区的运输.
- 对空气-水接口的平衡吸附假设可能不有效,即使在受控的实验室环境中也是如此.
- 弗洛伊德利希等温被支持用于描述PFOS吸附,而异常的吸附/流道道解释了加速运输.
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