תכונות פיזיות ופגיעותיהם לזיהום

תכונות טופוגרפיים ותפקידם בתשומת לב

התצורה הפיזית של נופים שולטים ישירות כיצד עוברים מנחת ומים, התיישבו, והמשמדה.טופוגרפיה יוצרת אזורי של קיפאון שבו מזהמים מתרכזים ואזורים של שטף שבו הם מתפזרים.

עמקים ואגן פגיעים במיוחד להצטברות זיהום אוויר קר גורם אוויר צפופה, קריר יותר להתיישב באזורים נמוכים, יצירת תנאים אטמוספריים יציבים כי מלכודות מזהמים ליד הקרקע. תופעה זו, המכונה שטף טמפרטורה, מתרחשת כאשר שכבת אוויר חם מעל פני אוויר חם מעל פני השטח, דיכוי של פליטות תעשייתיות, פליטות, ממצה ועשן מפני שריפות פרועות עלולות להגיע לריכוזים מסוכנים באזור לוס אנג'לס לספק זיהומים אגן העליון.

שטח מאויש כגון גבעות, רכסים ומישורים בדרך כלל לחוות פיזור מזוהיר טוב יותר. Windמהירויות להגדיל את רכסים חשופים, קידום שילוב מהיר ופיזור של contaminants. עם זאת, מדרונות leeward יכול ליצור eddies כי reirculateants, המוביל לאזורים הצטברות מקומיים.

קניוןים וגורשים מייצגים אתגרים ייחודיים. רוח ערוץ עמק נארו ויכולים להאיץ את זרימת האוויר באמצעות אפקטים ונוטוריים, אשר בתחילה נראה מועיל לפיזור.עם זאת, תכונות אלה יכולות למלכוד מזהמים במהלך תקופות רגועות וליצור שכבות קבועות של אוויר מזוהם ליד רצפת הקניון.

הטופוגרפיה הקרנית, המאופיינת על ידי היווצרות סלע כהלול כמו אבן גיר ו דוומיט, מציגה פרצות זיהום נפרדות. Sinkholes ו conduits תת קרקעיים מאפשרות תחבורה מהירה של מאחזים משטח לתוך מערכות מים קרקעיים.מזהמים שבדרך כלל יהיו מסוננים על ידי שכבות אדמה במקום לנוע ללא הגבלה דרך מסלולים אלה, מאיים על צריכת מים.

ווטרס (Poution Sinks and Transport Pathways)

תכונות מים משטח להשתנות נרחב ביכולת שלהם לצבור, לדלל או להעביר מזהמים.המאפיינים הפיזיים של גוף מים - העומק, שטח הפנים, זמן מגורים ומשטר זרימה - לקבוע את הפגיעות שלו לזיהום ותפקידו בתחבורה זיהום במורד הזרם.

Lakes and Reservoirs

Lakes לפעול כאגן סימנטציה טבעי. חלקיקים נכנסים המבוצעים על ידי tributaries לאבד מהירות על כניסה למים עדיין, גרימת מוצקים מושעה להתיישב על קרקעית האגם.תהליך התיישבות זה מסיר כמה contaminants מן עמוד המים אבל יוצר מורשת של משווקים מצטברים במשקעים. ד"ר מחקרים לעתים קרובות לחשוף שכבות של חומרים אורגניים מתמשכים, חומרים מזינים כבדים, אשר נבנות מעל עשרות שנים.

סטרטג באגמים עמוקים מסובייק את הבעיה במהלך הקיץ, שכבת תרמי מונעת ערבוב אנכי, בידוד מים מתחתיים מן פני השטח. מחיקת חמצן ב hypolimnion משנה תנאים כימיים, פוטנציאל לשחרר מזהמים קשורים קודמים ממשקעים.אירועים מחזוריים עונתי יכול לאחר מכן להפיץ מחדש את המדבקות האלה לאורך עמודת המים, מה שגורם לספיקים תקופתיים ברמות זיהום.

החלטות ניהול Reservoir להשפיע על דינמיקת זיהום.למשוך פעולות כי רמות מים נמוכות לחשוף את המשקעים לאוויר, גורם לתגובות כימיות שיכולות לגייס מתכות ושחרור גזי חממה.

הנהרות המשתנים והאסטיונריים

נהרות נמוכים עם שערי זרימה של sluggish מתנהגים יותר כמו אגמים מאשר זרמים מהירים הסרת. Deposition שולט על שחיקה ב אלה מגיע, המוביל הצטברות מזוהמת במשקעים ערוץ ושיטפונות. אזורים חקלאיים עם רשתות ניקוז איטיות הנעות לעתים קרובות להראות רמות תזונתיות גבוהות וחומרי הדברה בזרעים מפלט.

אסטארו, שבו מים טריים פוגשים מים מלוחים, הם בין הסביבות האקופטיות הפרודוקטיביות ביותר והזווגות ביותר. תערובת של מים מתוקים וסאלין יוצרת ⁇ צפיפות שמלכודת חלקיקים באזור המרבי של ההפרעות – אזור של ריכוז גבוה של ריכוז סימדומים ליד הגבלת מים המלח. זיהום מודעות חלקיקים מרוכזים חלקיקים באזור זה, חשיפת סינון מזון לאורגניזמים ביולוגיים גבוהים.

מים ושפע

זיהום מים קרקעי שונה באופן יסודי מזיהום מים על פני השטח בגלל התנועה האיטית והעומס המוגבל שאפיין סביבות תת-קרקעיות. Aquifer פגיעות תלוי בעומק שולחן המים, את היכולת של חומרים מבולעים יתר, ואת האופי של האקפר עצמו - הודה או לא בטוח.

דיקור, ללא ספק, מקבל תשלום ישיר ממשקעים ומחסימת מים.מערכות אלה הן רגישות גבוהה מאוד לזיהום מכימיקלים חקלאיים, דליפות מיכלי אחסון תת-קרקעיים, ומערכת septic effluent. סנדי וקרקעות חמורות מציעים הגנה מינימלית, המאפשרת למזהמים להגיע לשולחן המים במהירות.

אקטריפרים הקרסט מייצגים מקרה קיצוני של פגיעות.פירוק אבן גיר יוצר conduits שמעביר מים במהירות את שערי זרימת פני השטח המתקרבים. Contaminants מוזרקות או זרמים לאבד יכול להופיע באביבים במרחק קילומטרים בתוך שעות, ללא כל עלייה טבעית.מחקרי טרמפ באזורים הקרסט מפגינים באופן שגרתי תחבורה מהירה של מפגעים חיידקיים וכימיקליים, המדגישים את הצורך בקרוזמים קרקעיים.

גידול כמסנן כפול-Edged

גידול אינטראקציה עםמזהמים באמצעות מנגנונים מרובים: יירוט של חלקיקים באוויר, ספיגה של contaminants גזי, עלייה של מתפזרים מזוהמים מן הקרקע והמים, ושינוי של microclimates המשפיעים על תחבורה מזוועת.היעילות של תהליכים אלה תלויה בסוג צמחייה, צפיפות, מעמד עונתי, וסידור מרחבי.

אפשרות של זיהום אווירי

יערות יכולים לפעול כפילטרים פיזיים, לתפוס חומר חלקיקים מהאטמוספירה. Leaves, מחטים, ו- bark לספק שטח פני השטח של השפעה ומשקעים של חלקיקים. יערות תת-קרקעיים עם אינדיקציות על שטח גבוה משטחים ברקליים הם יעילים במיוחד במלכודת חומר חלקיקי דק. מחקרים באזורים עירוניים מראים כי חגורות עץ מונחות אסטרטגית יכולות להפחית את רמות הריכוז עד 20 אחוזים ל -40 אחוזים.

החלקיקים שנתפסו מגיעים בסופו של דבר לרצפה היער דרך הנפילה (רטוף מן הקפיפון) והפטפטפטה (התערות של העלים וה מחטים) זה מעביר את המזונאים האטמוספריים אל הקרקע, שם הם עשויים להיות מחוסנים, משתנים או נלקחים על ידי שורשים. מזהמים אורגניים עקביים ומתכות כבדות מצטברות חומר אורגני לאורך זמן, יצירת מאגר שניתן לאושש על ידי אש, או חומצת, או חומצה.

יערות מתדרים מראים הבדלים עונתיים חזקים ביכולת ההסתננות.עלון באביב מגביר באופן דרמטי את יעילות לכידת החלקיקים, בעוד שההגנה בחורף מפחיתה את תפקוד ההגנה של הקנופי.המינים של אוורג'י שומרים על סינון עגול שנתי אבל במחירים המשתנים עם תנאים מטאורולוגיים.ערפל וכיסוי ענן נמוך משפרים את הפחתת החבטות על פני משטחים והגדלת הדבקה חלקיקים.

אפשרויות לPhytoremediation פוטנציאליות ומגבלות

(ב) מינים מסוימים של צמחיים מסלקים באופן פעיל את המזהמים מהקרקע ומים באמצעות מערכות השורש שלהם.המכונים Hyperaccumulators, צמחים אלה מתרכזים מתכות ברקמות העילוניות שלהם ברמות שיהיו רעילות לרוב האורגניזמים.הפנית האלפים (FLT:0ThlaspierulescenscenscenscensFLT:1) מצטברת אבץ וגזריום, בעוד שפלמה סיני (F2ttaerttaerta) מציעים מהירויות ביולוגיות, אם כיפות, אם כימות (מחץ) מהירויות איטיות, אם כימותיות.

ווילומים ופופולריות משמשים נרחב בפרויקטים של phytoremediation בגלל הצמיחה המהירה שלהם, עלייה במים גבוהים וסובלנות של תנאים מזוהמים.עצים אלה לקחת contaminants אורגניים ומטבוליט אותם דרך מסלולים אנזים, תהליך הנקרא phytodegradation.הם גם transpire גדול של מים, המכילה זרמי קרקע ומונעים הגירה של conmintants, עם זאת, בתנאי אקלים מחוספס, הוא מוגבל.

גידול אזורי Buffer ו-Green Infrastructure

רצועות חיץ ריפטריאני - פסים של צמחייה לאורך נתיבי מים - מפלט וסיר את המזונאים לפני שהם מגיעים למים משטח. Grasses, shrubs, ועצים במלכודת ה Buffers האלה, לקחת חומרים מזינים, להקל על ההשפלה מיקרוביאלית של contaminants אורגני. Buffer וצמחייה לקבוע יעילות של הסרת חומרים עם צמחייה מגוונת בדרך כלל ביצועים טובים יותר מאשר גורמים ספציפיים של קרקע, אם כי הם גם חומרים כגון מפולנים.

תשתיות ירוקות עירוניות מרחיבות את הרעיון המבולבל על מנת לבנות סביבות ירוקות, גינות גשם, וביוסקופים משתמשים בצמחייה ובתערובת הקרקע המונדסה כדי לנהל את מי הסערה תוך הסרת חומרים.מערכות אלה מסננות חומר, לקדם חדירה, ולתמוך בהשפלה של זיהום ביולוגי.הביצועים של תשתיות ירוקות משתנות עם שיטות תחזוקה, בחירת צמחים, ועוצמת האירועים הסערה.

Soil Properties and Eutant Retention Mechanisms

Soil מתפקד כמו גם כטבעה ומקור עבור אבקות סביבתיים.היכולת של אדמה לשמור או לשחרר contaminants תלויה במבנה הפיזי שלה, הרכב הכימי ופעילות ביולוגית.הבנת גורמים אלה היא קריטית לחיזוי גורל מזוההההההההה ועיצוב אסטרטגיות גומלין יעילות.

תוצאות טקסט ואפקטים פורוסיות על ניידות מודעת

מרקם סויל - היחס היחסי של חול, סילק וחימר - קובע את חלוקת הגודל ואת מוליכות הידראולית. קרקעות סנדי עם פצעי ענק מאפשרים תנועת מים מהירה, קידום התחבורה האנכית של מפולים מתמוססים לעבר מי הקרקע.הפסדים ליהגרד גבוהים באדמה חולית, צמצום הצטברות פני השטח אבל הצבת סיכונים לתחתית של קוויפר.

קרקעות קלייות יש חללים קטנים המגבילים את תנועת המים ולהגדיל את זמן המגע בין חלקיקים לבין חלקיקים קרקעיים.זה משפר מודעות ומספק הזדמנויות לשינוי כימי וביולוגי.עם זאת, קרקעות חימר יכולות לפתח נתיבי זרימה מועדפים דרך סדקים וערוצי שורש, ומאפשר זרימה מהירה של עקפה אשר מעבירה את המדבקות לעומק למרות ההסתברות הנמוכה הכוללת.

חומר אורגני וכושר החישה

חומר אורגני Soil מפעילה השפעה דומיננטית על שמירת אבקנים אורגניים ומתכות כבדות. חומצות הימאיות וfulvic מכיל קבוצות פונקציונליות שקושרות cations, ויצרו קומפלקסים יציבים אשר מפחיתים את הניידות.עבור תרכובות אורגניות, חלוקת חומר אורגני עקב יחסים צפויים המבוססים על קומפלקס octanol-water מחיצת מים אורגניים.

שינויים בשימוש בקרקע רמות החומר האורגני משפיעות על יכולת שימור מזוהמת.הסתערות לחקלאות בדרך כלל מפחיתה חומר אורגני הקרקע באמצעות חמצון מושרה עד גיל המעבר ושחיקה, מקטין את יכולת הקרקע לשמור על contaminants.converse, נהלים המגדילים את החומר האורגני - יבול, מופחת עד כה, יישום כפיל -enanceמזהמים ולהפחית סיכונים ללח.

חומרים כימיים: pH, Redox ו- Ion Exchange

Soil pH שולט בסולילות ובספקולציות של רבים מהמזהמים הלא אורגניים. מתכות כבדות כגון מוביל, קדמיום, אבץ הם יותר מלוטשים ונייד בתנאים חומציים, בעוד שהסולילות שלהם יורדת כמו pH עולה. קרקע חומציות לימינג להפחית את זמינות המתכת וצמח, אבל מתכות לא מובות נשאר באדמה וניתן להחזיר אותם אם pH שוב.

תנאי רדוקס - בין אם סביבת הקרקע מחמצן או מקטין - לקבוע את הצורה הכימית ואת הניידות של אלמנטים כמו ברזל, מגניסטן, ארסן, וכרום. אדמה ווטרופול הופכת לצמצום, המרת ברזל ferric insoluble to soluble ferrere ברזל מפרוז ושחרור מתכות קשורות.

יכולת החלפת Cation מודדת את יכולת הקרקע לשמור על ions טעון חיובי. ⁇ חומר אורגני לשאת האשמות על פני השטח שלילי כי למשוך להחזיק cations, כולל סטיות תזונתיות ומתכות מזוהות. Soils עם יכולת החלפת קיבולת גבוהה יכול לטבול נגד זיהום מתכת על ידי שמירה על זיהום מתכת בצורת חליפין, אבל היכולת היא סופית ויכול להיות רווי על ידי יישומים חוזרים של פסולת המכילה מתכת.

אינטראקציה בין תכונות פיזיות וזיהום דינאמי

תכונות פיזיקליות אינן פועלות בבידוד.המשחק בין טופוגרפיה, גופי מים, צמחייה וקרקע יוצר תרחישים מורכבים של זיהום הדורשים גישות הערכה משולבות.

מיקום נוף ו Cascades

זיהום עובר על פני נופים דרך נתיבי תחבורה מציפים. a contaminant ששוחרר על מדרון יבשתי יכול להתבצע על ידי ריצה לתחתית עמק, שהופקד בשיטפון, נלקח על ידי צמחייה קרוע, ולאחר מכן מועבר לזרם במהלך שחיקה בנקאית.כל צעד בשקדה זו מושפעת מהתכונות הפיזיות שנפגשו לאורך הדרך.

הידרולוגיה הילסלופית קובעת כמה מהר וכמה מזהות רחוק לנסוע מנקודת השחרור שלהם. Steep מדרונות לייצר משטח מהיר לרוץ עם חדירה מוגבלת, קידום תחבורה במורד ההר תוך צמצום החזקת הקרקע. מורדות קונקוב מתרכזים זרימה, יצירת אזורי של משלוח מזוהההה משופרת לזרמים. Convex מתפזרת, להפיץ מזהמים יותר רחב מעבר לנוף.

אוויר קר פולינג ו Inversion Dynamics

הבריכות אוויר קר המושרה למעלה יוצר שכבות יציבות מתמשכת כי מלכודות אבקות ליד הקרקע.תופעה זו בולטת ביותר בחורף כאשר לילות ארוכים ושמים ברורים לקדם קירור קורנטיבי.המשטח וכתוצאה מכך הסטיות עלולות להימשך ימים, ומאפשר ריכוזים מזוהמים לבנות לרמות לא בריאות.

מערכות רוח הרים-valley לספק הקלה מסוימת בשעות היום.רוחות Up-valley להתפתח כמו מדרונות עמק חימום השמש, יצירת מחזור מונע תרמי כי פלושבים מפלה מחוץ לעמק.עם זאת, הרוחות האלה יכולות להעביר אבקנים מן העמק לגבהים גבוהים יותר, המשפיעים על מערכות אקולוגיות מרוחקות וקהילות. תחבורה לטווח ארוך של כימיקלים חקלאיים ופליטות תעשייתיות ממקורות עמק אל מערכות אקולוגיות כבר תועדו ברחבי העולם.

השפעה ימית וחוף

טופוגרפיה החוף אינטראקציה עם הים מבשלת על מנת ליצור דפוסי זיהום ייחודיים.חזית הים, שבו אוויר ימי קריר פוגש אוויר חם יותר בארץ, יכול להתרכז מזהמים לאורך להקה צרה.חזית זו פועלת כמחסום נעים המצובר פליטות מאזורים עירוניים החוף, דוחף אותם באדמה במהלך היום וחזרתם אל החוף בלילה.

יישומים מעשיים עבור הערכת זיהום וניהול

ידע כיצד תכונות פיזיות משפיעות על הצטברות זיהום מדריכי החלטות מעשיות ניטור סביבתי, תכנון לשימוש בקרקע, ושיקום.

עיצוב רשת

רשתות ניטור יעילות אחראיות על איכות המרחבית המוצגת על ידי תכונות פיזיות.מיקומים סמפלינג צריכים ללכוד הן אזורי השגה גבוהים (תחתיות valley, אזורים פיקדונות באגמים, מדרונות קונקב) ומיקומים ההתייחסות עם פיזור טוב יותר.עיצובים מדגימים סטרטנטים המייצגים עמדות טופוגרפיים שונות, סוגי הקרקע, וכיסוי צמחייה מספקים הערכות אמינות יותר של זיהום מאשר גישות אקראיות או מבוססות רשת.

טכנולוגיות חישה מרחוק מגבירות את היכולת למפות תכונות פיזיות רלוונטיות לדינמיקה של זיהום. מודלים לגבהים דיגיטליים לידרדרטיביים לחשוף תכונות טופוגרפיים בקנה מידה גדול המשפיעות על תחבורה מזוהמת.תמונות לוויין עוקבות אחר מצב צמחייה וכיסוי הקרקע שינויים המשפיעים על שימור מזוהיר.

תכנון קרקע-שימושי ושב תעשייתי

המיקום של מתקנים תעשייתיים חדשים, מתקני טיפול פסולת, ופעולות חקלאיות צריך לשקול את התכונות הפיזיות השולטות גורל מזוהיר. יישב תעשיות באזורים מאוגדים היטב עם פיזור אטמוספירי טוב מפחית השפעות זיהום אוויר מקומי.הימנעות משטח קרסט, מצפות, וטעינה אזורי טעינה עבור אקוויפרים רגישים מגן על משאבי מים מפני זיהום אוויר.

בחירת אסטרטגיה

תכונות פיזיקליות השפעה אשר גישות תיווך הן ניתנות ויעילות.התלכדו בזרעים הנעשים איטיים ואגמים עשויים לדרוש קטיפה או דמעה, בעוד ביו-remediation אירובי עשוי להצליח באדמה המושרעת היטב עם אספקת חמצן נאותה. pytoremediation מתאים לזיהום רדוד באזורים שבהם צמחים עמוקים יכולים להקים, אבל לא היכן נמצא משטח סלע או מעומק.

מחסומים תגובתיים בולטים המותקנים בנתיבי זרימת מים קרקעיים ליירט contaminants מומסים, אך המיקום שלהם חייב לקחת בחשבון את ההטרוגניות subsurface ונתיבי זרימה מועדפים. במערכות קראסט, הסרת מקור ובקרת גישה לאתר לעתים קרובות לקחת precedence over in situ טיפול בשל התחבורה המהירה והבלתי צפויה של contaminants באמצעות conduits.

מסקנה

התכונות הפיזיות של הסביבה מפעילים שליטה חזקה על הצטברות, תחבורה, והתעקשות שלמזהמים.טופוגרפיה יוצרת אזורי של קיפאון ופיזור. גופי מים לתפקד כטבעות או מתכנסים בהתאם למאפיינים של זרימה שלהם. פילטרים של זיהום אוויר ומים, אך גם יכול לרכז אותם באדמה.

ניהול סביבתי יעיל דורש הכרה בגמישות מרחבית זו וסיבותיה הבסיסיות.לעקוב אחר תוכניות, החלטות לשימוש בקרקע, ואסטרטגיות תיווך חייבות להיות מותאמות להקשר הפיזי של כל אתר.כפי שאתגרי זיהום מעצימים עם אורבניזציה והתרחבות תעשייתית, היכולת לחזות ולנהל התנהגות מזוהמת המבוססת על תכונות פיזיות הופכת ליותר ויותר חשובה.

(בקריאה נוספת על היבטים ספציפיים של דינמיקת זיהום, ראה את ההנחיות של EPA על איכות האוויר ניהול איכות האוויר ניהול איכות אוויר 1 ו-FLT:2USGS איכות ניטור תוכניות ניטור איכות המים של מים ULLT 3: The FLT:4FAO של פורטל Soils Soils Soils Soils Soils PLT: 5 מספק מידע מקיף על תכונות אדמה ואינטראקציות מזוהות.