Modele predykcyjne zanieczyszczenia wód gruntowych
Losy substancji zanieczyszczających pod powierzchnią ziemi determinowane są przez skomplikowany układ podziemnych cieków wodnych. Powodem jest istnienie heterogenicznych struktur geologicznych o różnej skali, takich jak pęknięcia i cieki preferencyjne. Uwzględnienie tych właściwości ma szczególnie duże znaczenie dla prognozowania transportu substancji zanieczyszczających pod powierzchnią ziemi. Celem uczestników finansowanego przez UE projektu REACTIVEFLOWS było opracowanie metod charakteryzowania i przewidywania transportu substancji zanieczyszczających w warstwach wodonośnych. W projekcie REACTIVEFLOWS chodziło o opracowanie metod odwrotnego obrazowania przepływu w nośnikach naturalnych na podstawie danych geofizycznych, pomiarów przepływu oraz wskaźników. Równolegle celem było opracowanie reaktywnych teorii transportu, które można by przetestować w terenie. Opracowano nowe metodologie pozyskiwania szczegółowych charakterystyk organizacji cieków w nośnikach heterogenicznych. W ramach projektu wykazano w szczególności możliwość interpretacji profilów temperaturowych w celu uzyskania precyzyjnych profilów przepływu. Opracowano również metodę opartą na radarowym obrazowaniu wskaźnika zasolenia, która umożliwia pozyskiwanie obrazów dystrybucji stężeń pod powierzchnią ziemi. Uczestnicy projektu REACTIVEFLOWS przeprowadzili szereg innowacyjnych doświadczeń ze wskaźnikami, zarówno niereakcyjnymi, jak i reakcyjnymi. Przeprowadzono około 15 testów wskaźników na spękanych skałach na obiekcie doświadczalnym w Ploemeur, we Francji. Na podstawie danych z tych testów, uzyskanych dla różnych konfiguracji przepływu, utworzono bazę danych umożliwiającą testowanie modeli dyspersji i mieszania. Równolegle przeprowadzono doświadczenia reaktywne dotyczące transportu w celu dokonania oceny kinetyki i denitryfikacji (tj. redukcji azotanów poprzez zastosowanie drobnoustrojów) in situ. Uczestnicy projektu poczynili postępy w zakresie opracowania metodologii terenowych, realistycznych modeli predykcyjnych transportu oraz skutecznej kinetyki reakcji. Te modele dyspersji, reakcji i specjacji substancji zanieczyszczających odegrają główną rolę w ocenie i kwantyfikacji wpływów antropogenicznych na systemy wód gruntowych w ramach zrównoważonej eksploatacji.
