شبیه‌سازی حرکت کادمیم در خاک با استفاده از معادله توده‌ای- پراکنشی

چکیده
    به منظور حفاظت از آبهای زیرزمینی و همچنین برای پاکسازی مکان‌های آلوده به فلزات سنگین باید بتوان حرکت آنها را در خاک پیش‌بینی کرد. در این تحقیق برای پیش‌بینی حرکت کادمیم در خاک یک مدل دو مکانی سینتیکی ـ تعادلی جذب به معادله توده‌ای ـ پراکنشی برای املاح واکنش‌پذیر تحت شرایط جریان ماندگار آب در خاک و برای خاک‌های یکنواخت ملحق شد. همچنین جذب برگشت‌ناپذیر کادمیم در خاک بعنوان یک فرایند سینتیکی مرتبه اول توصیف شد. معادلات دیفرانسیلی حاصله با استفاده از شرایط اولیه و حدی به روش‌های عددی حل شدند. برای بررسی حرکت کادمیم در خاک، پنج نمونه خاک با ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و تاکسونومیکی متفاوت به آزمایشگاه آورده شد. آزمایش‌های جابجایی اختلاط‌پذیر با استفاده از ستون‌های خاک دست خورده در آزمایشگاه انجام گرفت. پارامترهای مدل با برازش آن به داده‌های آزمایشی که خود از آزمایش‌های جابجایی اختلاط‌پذیر حاصل می‌شدند، بدست آمد. این مدل به خوبی توانست منحنی‌های رخنه‌ی کادمیم را برای خاک‌های مختلف که دارای ویژگی‌های متنوعی بودند پیش‌بینی کند. با قرار دادن این پارامترها در مدل، غلظت و جذب کادمیم با زمان و عمق برای خاک‌های مختلف محاسبه شدند.