Format:
Online-Ressource
ISSN:
1522-2624
Content:
Abstract: Robust and reliable laboratory methods are required to assess the rate of release of pollutants from contaminated materials. A widely used approach to determine release parameters are soil column experiments. Release rates are thereby obtained by the analysis of the concentration time profile measured at the column outlet, the so called breakthrough curve. Insufficient experimental information as a consequence of simple experimental designs, however, results in the non‐unique identification of the release processes. This is due to the equifinality, i.e., different processes result in the same breakthrough behavior. We analyzed column outflow experiments for their suitability for the identification of non‐equilibrium conditions by means of numerical simulations. Results show that non‐equilibrium conditions can be detected only in a small range of release time scale to transport time scale. Most frequently, non‐equilibrium remains undetected due to unmatched experimental conditions. Flow interruptions and modulation of the flow velocity are an important means to allow for better detection of possible non‐equilibrium release processes. The efficiency of flow interruptions sensitively depends on the experimental conditions, such as point of time and duration of the interruption and the imposed flow velocity. Column experiments are a suitable experimental tool to investigate non‐equilibrium. However, the course of the experiment has to be designed very carefully.
Content:
Nachweis von Nichtgleichgewicht bei der Freisetzung von Schadstoffen in Bodensäulen: Ableitung experimenteller Bedingungen durch numerische Simulation Robuste und zuverlässige Labormethoden sind eine notwendige Voraussetzung für die Bestimmung der Freisetzung von Schadstoffen aus kontaminierten Materialien. Sehr häufig werden zur Bestimmung der Freisetzungsraten Säulenexperimente durchgeführt. Die Parameter der Freisetzung werden durch die mathematische Analyse des Konzentrations‐Zeit‐Profils am Säulenausgang, der so genannten Durchbruchskurve, erhalten. Aufgrund der meist simplen Experimentdesigns bei der Durchführung von Säulenexperimenten resultiert die mathematische Auswertung sehr häufig in einer mehrdeutigen Parameter‐Identifikation, einer Folge der Equifinalität: Equifinalität bezeichnet das Phänomen, dass unterschiedliche Prozesse zu gleichen Beobachtungen führen. Ein eindeutiger Rückschluss auf den verursachenden Prozess ist nicht möglich. In unserer Arbeit untersuchen wir Laborbodensäulenexperimente im Hinblick auf ihre Eignung zur Bestimmung von Ungleichgewichtsbedingungen. Wir verwenden hierzu numerische Simulationen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Ungleichgewichtsbedingungen nur in einem engen Bereich des Verhältnisses von Freisetzungsrate zu Transportgeschwindigkeit beobachtbar sind. Sehr häufig bleiben Ungleichgewichtsbedingungen unbeobachtet, da die experimentellen Bedingungen ungeeignet sind. Flussunterbrechungen und die Variation der Flie�geschwindigkeit sind ein wichtiges Werkzeug um mögliche Ungleichgewichtsbedingungen beobachtbar zu machen. Die Effizienz dieser Methoden hängt aber sensitiv vom Zeitpunkt und von der Dauer der Flussunterbrechung und der gewählten Fließgeschwindigkeit ab. Dennoch sind Säulenexperimente ein geeignetes Untersuchungswerkzeug für Ungleichgewichtsbedingungen, wenn das Experimentdesign sehr sorgfältig geplant wird.
In:
volume:166
In:
number:4
In:
year:2003
In:
pages:475-483
In:
extent:9
In:
Journal of plant nutrition and soil science, Weinheim : Wiley-VCH, 1922-, 166, Heft 4 (2003), 475-483 (gesamt 9), 1522-2624
Language:
English
DOI:
10.1002/jpln.200321095
URN:
urn:nbn:de:101:1-2023100307190004491644
URL:
https://doi.org/10.1002/jpln.200321095
URL:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2023100307190004491644
URL:
https://d-nb.info/1304796566/34
URL:
https://doi.org/10.1002/jpln.200321095
