随流输移

随流输移（advection），也称随流扩散，是指流体中的含有的物质也随流体质点的时均运动而转移。水体处于静止状态没有随流输移。在剪切流动中由于时均流速分布不均匀而致含有物质散开的现象称为离散。在流体中输移变化的而含有物质也可称为扩散质。

简介随流输移是一种溶质迁移方式，是指由于时均流速的存在使污染物质发生的输移1。流体中含有物质及流体本身流动属性的转移和变化对工程实际具有重要意义，特别在环境工程和化学工程中。常常需要知道在一定边界条件与初始条件下某种流场中含有物质的数量随时间和空间变化的规律和促进或延缓减少这种变化的措施。

溶质迁移溶质迁移指的是溶解于土壤水中的物质在土壤孔隙中运移的过程。土壤中的溶质迁移主要由三部分组成：对流、机械弥散、分子扩散，除此之外还有溶质迁移过程中的物理、化学反应。机械弥散和分子扩散又称水动力弥散。溶质迁移常常伴随着土壤中水分运动而发生。因此研究溶质迁移的同时有必要研究土壤中水分运动规律。自20世纪50年代起，大量研究学者们就开始进行系列的一维水动力弥散试验来研究弥散系数与其它因素之间的关系。通过对水盐机理的进一步研究，通过使用数学模型对溶质运移、转化过程展开研究逐步趋于可能，并在精度上有着明显突破。水体中的溶质主要通过以下几种方式发生位置的迁移：

分子扩散是指由于物质分子的Brown运动而引发的物质迁移，当水体内含有的物质存在浓度梯度时，这些物质会从浓度高的地方向浓度低的地方迁移。分子扩散是不可逆的，而且分子在扩散过程中同时会受到阻力(来自分子之间、分子与固壁之间的碰撞)。除了分子扩散之外，还有热扩散、压力扩散等，都具有相同或者相似的扩散过程。对研究大水体的水环境问题分子扩散可以不考虑，因为其量级远小于其他因素引起的物质迁移的量级。由紊流脉动流速的作用使污染物质发生输移的现象称为紊动扩散。紊动扩散作用的强弱与水流漩涡运动有关。时均流速在过水断面上分布不均匀，从而存在流速梯度和剪切力的流动，称为剪切流动。由于剪切流动时流速分布不均匀而引起的随流扩散称为分散，也称为离散或弥散。这里的离散是处理方法带来的，即离散的产生是由于将流场作空间平面处理而引起的，若不采用空问平均的简化过程，则就不需要计入离散作用。对流扩散是指由于温度差或密度分层不稳定而引起的，铅垂方向对流运动伴随着物质的迁移。

影响因素地下水系统中，胶体的存在较为广泛，可分为天然无机胶体和天然有机胶体两大类型。针对胶体对地下水溶质迁移的影响研究，有关研究学者修正了传统的两相系统模型，将胶体相这一新的相态引入到了系统中。使常规的固—液两相的地下水系统变为了一种包括液-固-胶体相的三相系统。胶体的形成，对地下水中的污染物、特别是低溶解度污染物迁移的促进作用在很多研究方面得到了证实。周皓等 在研究胶体对放射性核素的迁移影响中指出：若地下水系统中存在有利于胶体形成的物理、化学条件，则形成的胶体会对污染物的迁移产生正面或负面的影响，使地下水中污染物的迁移速度受到显著影响。相反，若地下水系统中的物理、化学条件不允许，则地下水中将很难形成胶体，这时地下水中污染物的迁移与胶体无关。

吸附作用是地下水溶质迁移过程中自然衰减的主要作用之一，吸附作用影响着污染物在地下水中的流动性和滞留性。生物降解作用也是特征污染物在地下水迁移过程中主要的自然衰减作用之一。国内外对吸附和微生物降解作用的研究越来越多。

利用微生物从水溶剂中富集、分离特殊离子的方法称为生物吸附法，最早是由Ruchhoft提出，Ruchhoft利用活性污泥为吸附剂成功去除了239废水中的Pu。在此之后，国内外诸多研究学者围绕生物吸附剂进行了广泛而深入的研究。最初的吸附剂以微生物为主，主要是原核微生物中的细菌、放线菌，真核微生物中的酵母菌、霉菌等。生物吸附剂已不仅限于微生物的范围，吸附剂可以是无生命特性的动植物碎片，也可以是有生命特性植物系统。例如有机物类吸附剂有纤维素、淀粉、壳聚糖等；细菌类吸附剂有枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌、氰基菌等；动植物碎片类吸附剂有螃蟹壳、金钟柏、稻壳、花生壳粉、红树叶碎屑等；植物系统类吸附剂有大麦、香蒲、凤眼莲、红树、加拿大杨等。总之，吸附剂的种类繁多，吸附功能和效果也各有不同，在进行吸附剂的选用过程中，应根据吸附目的的不同按照相应要求适当选取。

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黎明 - 副教授 - 西南大学