Controlled deposition of particles in porous media for effective aquifer nanoremediation = Deposición controlada de partículas en medio poroso para una nanorremediación
de acuíderos más efectiva
Abstract:
In this study, a model assisted strategy is developed to control the distribution of colloids in porous media in the framework of nanoremediation, an innovative environmental nanotechnology aimed at reclaiming contaminated aquifers. This approach is exemplified by the delivery of humic acid-stabilized iron oxide nanoparticles (FeOx), a typical reagent for in situ immobilization of heavy metals. By tuned sequential injections of FeOx suspensions and of solutions containing a destabilizing agent (i.e. calcium or magnesium), the two fronts, which advance at different rates, overlap at the target location (i.e., the central portion) of the porous systems. Here, the particles deposit and accumulate irreversibly, creating a reactive zone. An analytical expression predicting the position of the clustering zone in 1D systems is derived from first principles of advective-dispersive transport. Through this equation, the sequence and duration of the injection of the different solutions in the medium is assessed. The model robustness is demonstrated by
its successful application to various systems, comprising the use of different sands or immobilizing cations, both in 1D and 2D geometries. The method represents an
advancement in the control of nanomaterial fate in the environment, and could enhance nanoremediation making it an effective alternative to more conventional techniques.
Resumen:
En este estudio, una estrategia modelística es desarrollada con el fin de controlar la distribución de coloides en medios porosos en el marco de la nanorremediación, una
nanotecnología ambiental enfocada a la recuperación de acuíferos contaminados. En el presente análisis, se usan de nanopartículas de óxido de hierro estabilizadas con ácido húmico (FeOx), un reactivo típico para la inmovilización in situ de metales pesados. Mediante aplicaciones secuenciales controladas de suspensiones de FeOx y soluciones que contienen un agente desestabilizador (calcio o magnesio), los dos frentes, que avanzan a diferentes velocidades, se superponen en la ubicación deseada (en este caso en el centro) del medio porosos. Aquí, las partículas se depositan y acumulan de forma irreversible, creando una zona reactiva. Una expresión analítica que predice la posición de la zona de deposición en sistemas unidimensionales (1D) se deriva de los primeros principios del transporte advectivo-dispersivo. A través de esta ecuación se evalúa la secuencia y duración de la inyección de las diferentes soluciones en el medio poroso. La robustez del modelo se demuestra con la exitosa aplicación en diversos sistemas, que comprenden el uso de diferentes tamaños de grano o cationes inmovilizadores, tanto en geometrías 1D como 2D. El método representa un avance en el control del destino
final de los nanomateriales en el medio ambiente y podría mejorar la nanorremediación, convirtiéndolo en una alternativa eficaz a las técnicas convencionales actuales.
Citación recomendada (normas APA)
Carlo; Patiño Higuita Bianco, "Controlled deposition of particles in porous media for effective aquifer nanoremediation = Deposición controlada de partículas en medio poroso para una nanorremediación
de acuíderos más efectiva", Colombia:Scientific Reports, 2017. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/3711643/), el día 2025-05-23.
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de acuíderos más efectiva
