隨流輸移

隨流輸移是一種溶質遷移方式，是指由於時均流速的存在使污染物質發生的輸移。流體中含有物質及流體本身流動屬性的轉移和變化對工程實際具有重要意義，特別在環境工程和化學工程中。常常需要知道在一定邊界條件與初始條件下某種流場中含有物質的數量隨時間和空間變化的規律和促進或延緩減少這種變化的措施。

溶質遷移指的是溶解於土壤水中的物質在土壤孔隙中運移的過程。土壤中的溶質遷移主要由三部分組成：對流、機械彌散、分子擴散，除此之外還有溶質遷移過程中的物理、化學反應。機械彌散和分子擴散又稱水動力彌散。溶質遷移常常伴隨著土壤中水分運動而發生。因此研究溶質遷移的同時有必要研究土壤中水分運動規律。自20世紀50年代起，大量研究學者們就開始進行系列的一維水動力彌散試驗來研究彌散係數與其它因素之間的關係。通過對水鹽機理的進一步研究，通過使用數學模型對溶質運移、轉化過程展開研究逐步趨於可能，並在精度上有著明顯突破。水體中的溶質主要通過以下幾種方式發生位置的遷移：

分子擴散是指由於物質分子的Brown運動而引發的物質遷移，當水體內含有的物質存在濃度梯度時，這些物質會從濃度高的地方向濃度低的地方遷移。分子擴散是不可逆的，而且分子在擴散過程中同時會受到阻力(來自分子之間、分子與固壁之間的碰撞)。除了分子擴散之外，還有熱擴散、壓力擴散等，都具有相同或者相似的擴散過程。對研究大水體的水環境問題分子擴散可以不考慮，因為其量級遠小於其他因素引起的物質遷移的量級。由紊流脈動流速的作用使污染物質發生輸移的現象稱為紊動擴散。紊動擴散作用的強弱與水流漩渦運動有關。時均流速在過水斷面上分佈不均勻，從而存在流速梯度和剪切力的流動，稱為剪切流動。由於剪切流動時流速分佈不均勻而引起的隨流擴散稱為分散，也稱為離散或彌散。這裡的離散是處理方法帶來的，即離散的產生是由於將流場作空間平面處理而引起的，若不採用空問平均的簡化過程，則就不需要計入離散作用。對流擴散是指由於溫度差或密度分層不穩定而引起的，鉛垂方向對流運動伴隨著物質的遷移。

地下水系統中，膠體的存在較為廣泛，可分為天然無機膠體和天然有機膠體兩大類型。針對膠體對地下水溶質遷移的影響研究，有關研究學者修正了傳統的兩相系統模型，將膠體相這一新的相態引入到了系統中。使常規的固—液兩相的地下水系統變為了一種包括液-固-膠體相的三相系統。膠體的形成，對地下水中的污染物、特別是低溶解度污染物遷移的促進作用在很多研究方面得到了證實。周皓等 在研究膠體對放射性核素的遷移影響中指出：若地下水系統中存在有利於膠體形成的物理、化學條件，則形成的膠體會對污染物的遷移產生正面或負面的影響，使地下水中污染物的遷移速度受到顯著影響。相反，若地下水系統中的物理、化學條件不允許，則地下水中將很難形成膠體，這時地下水中污染物的遷移與膠體無關。

吸附作用是地下水溶質遷移過程中自然衰減的主要作用之一，吸附作用影響著污染物在地下水中的流動性和滯留性。生物降解作用也是特徵污染物在地下水遷移過程中主要的自然衰減作用之一。國內外對吸附和微生物降解作用的研究越來越多。

利用微生物從水溶劑中富集、分離特殊離子的方法稱為生物吸附法，最早是由Ruchhoft提出，Ruchhoft利用活性污泥為吸附劑成功去除了239廢水中的Pu。在此之後，國內外諸多研究學者圍繞生物吸附劑進行了廣泛而深入的研究。最初的吸附劑以微生物為主，主要是原核微生物中的細菌、放線菌，真核微生物中的酵母菌、黴菌等。生物吸附劑已不僅限於微生物的範圍，吸附劑可以是無生命特性的動植物碎片，也可以是有生命特性植物系統。例如有機物類吸附劑有纖維素、澱粉、殼聚糖等；細菌類吸附劑有枯草桿菌、地衣型芽孢桿菌、氰基菌等；動植物碎片類吸附劑有螃蟹殼、金鐘柏、稻殼、花生殼粉、紅樹葉碎屑等；植物系統類吸附劑有大麥、香蒲、鳳眼蓮、紅樹、加拿大楊等。總之，吸附劑的種類繁多，吸附功能和效果也各有不同，在進行吸附劑的選用過程中，應根據吸附目的的不同按照相應要求適當選取。