Identyfikacja parametrów sorpcji związków azotu w środowisku gruntowo-wodnym metodą eksperymentu kolumnowego

Identyfikacja parametrów sorpcji zanieczyszczeń w środowisku gruntowo-wodnym jest niezbędnym elementem oceny szybkości ich migracji do wód podziemnych. W artykule omówiono wykorzystanie metody przepływowych badań kolumnowych do określenia parametrów sorpcji azotu amonowego i azotanów w gruncie piaszczystym. Badania kolumnowe wykonano w aparacie Trautwein z zachowaniem stałego gradientu, wykorzystując dwa roztwory modelowe stanowiące znaczniki – konserwatywny (chlorki) oraz reagujący (saletra amonowa). W szczególności wyznaczono wartości współczynnika opóźnienia oraz dynamicznej pojemności sorpcyjnej. Na podstawie krzywych przejścia, obrazujących zależność stężenia danego zanieczyszczenia w funkcji czasu, określono, ilokrotnie prędkość migracji zanieczyszczenia ulegającego procesowi sorpcji w gruncie (NH4+ i NO3–) była mniejsza od prędkości przepływu wody podziemnej i zanieczyszczeń konserwatywnych (Cl–). Na podstawie otrzymanych krzywych przejścia wyznaczono wartości pojemności sorpcyjnej badanych gruntów (pył piaszczysty i piasek średni) w punkcie przejścia (C=0,05Co) oraz w punkcie wyczerpania pojemności sorpcyjnej (C=0,95Co).

Identification of contaminant sorption parameters in a soil-water environment is crucial to assessment of their migration velocity to groundwater. In the studies, flow-through column tests were applied in order to determine sorption parameters of ammonium and nitrates in loam and sandy soils. The column testing was conducted in a Trautwein apparatus at a constant head with the use of two tracer solutions: conservative (chlorides) and reactive (ammonium nitrate). In particular, the retardation factor (parameter R) and dynamic sorption capacity were determined. On the basis of breakthrough curves, illustrating correlation between contaminant concentration and time, velocity of a solution undergoing sorption in soil (NH4+ and NO3–) and velocity of groundwater or conservative tracers (Cl–) were compared and retardation factors calculated. In addition, values of dynamic sorption capacity of the tested soils (loam and medium sand) at the breakthrough (C=0.05Co) and exhaustion (C=0.95Co) points were determined.