Transporte de colóides (nano e micropartículas) e interação superficial em águas subterrâneas

1 Escopo deste livro

1.1 A necessidade de múltiplas escalas

1.2 Conhecimento e percepções errôneas

1.3 Nossa abordagem

1.4 Nossos objetivos para este livro

2 Introdução aos colóides de águas subterrâneas

2.1 Colóides definidos (o quê)

2.2 Significado coloidal (o porquê e onde)

2.3 Transporte Coloidal (O Como… e o resto deste livro)

3 Tamanhos, Escalas, Forças e Energias

3.1 Tamanhos e escalas

3.2 Forças e Energias

4 Interações em nanoescala

4.1 Nanoescala: Interação de Soluto com Colóides

4.2 Interações coloidais em nanoescala com superfícies

4.2.1 Interação colóide-superfície em nanoescala sob condições favoráveis

4.2.2 Interação colóide-superfície em nanoescala sob condições desfavoráveis

4.2.3 Zona de interação colóide-superfície (ZOI)

4.2.4 Interações DLVO e xDLVO em detalhes

5 Processos de transporte de colóides de escala de poros

5.1 Processos de transporte em escala de poros observados experimentalmente

5.1.1 Movimento coloidal no domínio do fluido próximo à superfície em experimentos de escala de poros

5.1.2 Eficiências do coletor em experimentos de escala de poros

5.1.3 Descolamento em experimentos com escamas de poros

5.1.4 Impactos de rugosidade em experimentos de escala de poros

5.2 Simulando o transporte de colóides de escala de poros

5.2.1 Simulando a entrega de colóides de escala de poros a superfícies por meio de força mecanicista e equilíbrio de torque

5.2.2 Simulando a fixação do colóide da escala de poros (parada) por meio do equilíbrio de torque em contato

5.2.3 Simulando o descolamento coloidal da escala de poros

5.2.4 Simulando o transporte de colóides de escamas de poros em condições desfavoráveis

5.2.5 Impactos da forma (e tipo) coloidal

5.3 Atalhos para a simulação de transporte coloidal em escala de poros

5.3.1 Equações de correlação como um atalho para a eficiência do coletor (η)

5.3.2 Condição de limite de afundamento perfeito como um atalho para o equilíbrio de torque em contato

5.3.3 Comparação de Energias de Detenção e Mobilização como um Atalho para Simulações Mecanicistas de Escala de Poros

5.3.4 Retenção e reentrada de mínimos secundários

5.3.5 Esforço como um mecanismo de escala de poros de atalho para retenção de colóides

5.3.6 Eficiência do anexo (α) como um atalho para eficiências desfavoráveis do coletor

5.4 Transporte de soluto versus colóide na escala de poros

6 Transporte de colóides em escala contínua (rede de poros)

6.1 Transporte coloidal em escala contínua observado experimentalmente

6.1.1 Inferindo Mecanismos Operacionais

6.1.2 Heterogeneidade física e química em macroescala

6.1.3 Impactos Observados Experimentalmente de Condições Favoráveis versus Desfavoráveis na Escala Contínua

6.1.4 Implicações Práticas das Observações Experimentais em Escala Contínua

6.2 Simulando o transporte coloidal em escala contínua

6.2.1 Processos hidrodinâmicos simulados em escala contínua

6.2.2 Transporte reativo simulado em escala contínua usando coeficientes de taxa

6.2.3 Ligação Mecanicista de Coeficientes de Taxa a Processos de Poros e Nanoescala: Ficando sob o Capô dos Coeficientes de Taxa

7 Embrulhar

8 Exercícios

9 Referências

10 Caixas

Quadro 1 – Desenvolvimento de Expressões para Fatores de Retardo Hidrodinâmico

Caixa 2 – Derivação da velocidade de translação coloidal do rolamento na superfície em resposta a torques de parada e mobilização

11 Soluções de exercícios

12 Lista de notação

13 Sobre os autores