Predicting colloid transport through saturated porous media: A critical review
Notice bibliographique
Résumé
Understanding and predicting colloid transport and retention in water-saturated porous media is important for the protection of human and ecological health.Early applications of colloid transport research before the 1990s included the removal of pathogens in granular drinking water filters.Since then, interest has expanded significantly to include such areas as source zone protection of drinking water systems and injection of nanometals for contaminated site remediation.This review summarizes predictive tools for colloid transport from the pore to field scales.First, we review experimental breakthrough and retention of colloids under favorable and unfavorable colloid/collector interactions (i.e., no significant and significant colloid-surface repulsion, respectively).Second, we review the continuum-scale modeling strategies used to describe observed transport behavior.Third, we review the following two components of colloid filtration theory: (i) mechanistic force/torque balance models of pore-scale colloid trajectories and (ii) approximating correlation equations used to predict colloid retention.The successes and limitations of these approaches for favorable conditions are summarized, as are recent developments to predict colloid retention under the unfavorable conditions particularly relevant to environmental applications.Fourth, we summarize the influences of physical and chemical heterogeneities on colloid transport and avenues for their prediction.Fifth, we review the upscaling of mechanistic model results to rate constants for use in continuum models of colloid behavior at the column and field scales.Overall, this paper clarifies the foundation for existing knowledge of colloid transport and retention, features recent advances in the field, critically assesses where existing approaches are successful and the limits of their application, and highlights outstanding challenges and future research opportunities.These challenges and opportunities include improving mechanistic descriptions, and subsequent correlation equations, for nanoparticle (i.e., Brownian particle) transport through soil, developing mechanistic descriptions of colloid retention in so-called ''unfavorable'' conditions via methods such as the ''discrete heterogeneity'' approach, and employing imaging techniques such as X-ray tomography to develop realistic expressions for grain topology and mineral distribution that can aid the development of these mechanistic approaches.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».