The Groundwater Project

地下水中的胶体(纳米和微粒子)传输和表面相互作用

出版年份: 2023
页数: 161

978-1-77470-070-9
https://doi.org/10.21083/978-1-77470-070-9

Citation: Johnson, W. P., & Pazmiño, E. F. (2022). Colloid (nano‑ and micro‑particle) transport and surface interaction in groundwater. The Groundwater Project. https://doi.org/10.21083/978-1-77470-070-9.

作者:

William P. Johnson美国
犹他大学
Eddy F. Pazmiño厄瓜多尔国立政治学院

描述

胶体大小的颗粒(例如病原体、粘土、纳米材料、纳米塑料、微塑料)通过地下水移动到更深的地层和更远的距离的方式是一个重要的研究领域。 地下水中胶体的场尺度传输和空间分布取决于与颗粒表面的纳米级相互作用以及孔隙尺度力,例如流体阻力、扩散和重力。

本文提供了有关这些相互作用和力的基本和高级信息。作者研究了如何使用纳米到场尺度的模拟来理解胶体运动。利用数值建模免费软件的练习被纳入文本中,以允许新入门和高级研究人员探索作者提出的概念。这本书是对地下水中胶体运移日益增长的文献的重要补充。

作者访谈

注册我们的邮件列表

随时了解新书发布、活动以及参与地下水项目的方式。

Invalid email address
当您注册我们的电子邮件列表时,它可以帮助我们建立一个全球地下水社区。

内容

1 本书的范围

1.1 需要多个尺度

1.2 知识与误解

1.3 我们的方法

1.4 本书的目标

2 地下水胶体简介

2.1 胶体定义(内容)

2.2 胶体意义(原因和位置)

2.3 胶体运输(如何…以及本书的其余部分)

3 种大小、比例、力和能量

3.1 大小和比例

3.2 力和能量

4 纳米级相互作用

4.1 纳米尺度:溶质与胶体的相互作用

4.2 纳米级胶体与表面的相互作用

4.2.1 有利条件下的纳米级胶体-表面相互作用
4.2.2 不利条件下的纳米级胶体-表面相互作用
4.2.3 胶体-表面相互作用区 (ZOI)
4.2.4 DLVO 和 xDLVO 交互详解

5 个孔隙氧化皮胶体转运过程

5.1 实验观察到的孔隙尺度运输过程

5.1.1 孔隙尺度实验中近表面流体域中的胶体运动
5.1.2 孔隙规模实验中的收集器效率
5.1.3 孔隙尺度实验中的分离
5.1.4 孔隙尺度实验中的粗糙度影响

5.2 模拟孔隙尺度胶体转运

5.2.1 通过机械力和扭矩平衡模拟孔隙尺度胶体到表面的输送
5.2.2 通过接触扭矩平衡模拟孔隙刻度胶体附着(止动)
5.2.3 模拟孔隙尺度胶体分离
5.2.4 模拟不利条件下的孔隙尺度胶体传输
5.2.5 胶体形状(和类型)的影响

5.3 孔隙尺度胶体传输模拟的捷径

5.3.1 相关方程是集电极效率的捷径 (η)
5.3.2 完美的 Sink 边界条件作为接触扭矩平衡的捷径
5.3.3 捕捉和动员能量作为机理孔隙尺度模拟捷径的比较
5.3.4 次最小值的保留和再夹带
5.3.5 过滤作为胶体保留的捷径孔隙刻度机制
5.3.6 附着效率 (α) 是导致收集器效率不佳的捷径

5.4 孔隙尺度上的溶质与胶体传输

6 连续体规模(孔隙网络)胶体转运

6.1 实验观察到的连续尺度胶体转运

6.1.1 推断操作机制
6.1.2 宏观物理和化学异质性
6.1.3 连续体尺度上有利条件与不利条件的实验观察影响
6.1.4 连续体尺度实验观测的实际意义

6.2 模拟连续体尺度胶体运输

6.2.1 模拟连续体尺度的水动力过程
6.2.2 使用速率系数的模拟连续体尺度反应传输
6.2.3 速率系数与孔隙和纳米过程的机理联系:速率系数的揭秘

7 结束语

8 练习

9 参考资料

10 盒

方框 1 – 流体动力学延迟因子表达式的开发

方框 2 – 响应制动和移动扭矩的表面滚动推导胶体平移速度

11 锻炼解决方案

12 乐谱表

13 关于作者

注册我们的邮件列表

随时了解新书发布、活动以及参与地下水项目的方式。

Invalid email address
当您注册我们的电子邮件列表时,它可以帮助我们建立一个全球地下水社区。