Abstract:
|
L'objectiu principal d'aquest projecte és la incorporació d'un model d'eliminació de nitrats en
aigües subterrànies mitjançant glucosa en un entorn Matlab® i la validació del programa
elaborat (Denitor) mitjançant la comparació de models analítics aplicats en estacionari de
muntatges a escala de laboratori. Els objectius secundaris consisteixen en utilitzar el
programa elaborat (Denitor) per estudiar la desnitrificació en un aqüífer situat a Argentona
(Maresme), segons la sensibilitat de l'oxigen, la temperatura i la concentració de glucosa.
S'ha modelitzat el flux d'aigua subterrània i de nitrats en un aqüífer com unidimensional i
segons un model tipus MT3DMS incorporant l'efecte de la pluja en el nivell piezomètric i la
cinètica de la desnitrificació segons un model multimonod. S'han tingut en compte 4
espècies en el procés de desnitrificació: Els nitrats (NO3
-), la matèria orgànica en forma de
glucosa (OC), l'oxigen dissolt (O2) i els microorganismes heterotròfics encarregats de la
biodegradació (XH). La injecció de glucosa es suposa continua i com una zona reactiva (RZ).
A mesura que es va creant el programa anomenat Denitor (DENItrification SimulaTOR) en
un entorn Matlab®, es valida amb models analítics de muntatges en estacionari de Guzmán
(2010) pel transport d'aigua subterrània, i Calderer (2010) pel transport de nitrats. El present
projecte inclou un manual del programa.
Un cop s'ha validat el programa, s'estudia l'efecte de les diferents condicions estacionals
(oxigen, temperatura, glucosa, pluviositat, etc.) en la desnitrificació durant 20 dies (480h) i
18m de l'aqüífer d'Argentona, una de les zones més afectades de Catalunya. Els resultats
obtinguts de la simulació de referència són molt satisfactoris. Amb una injecció de glucosa
de 150mg/L s'obté una desnitrificació del 98.5% amb un petit excedent de glucosa de
24.05mg/L. A 12m de la injecció s'assoleix el 50% de la desnitrificació en 16.5 dies (396h).
L'estudi de sensibilitat ha posat de manifest que la desnitrificació és un 2% més ràpida i
amb un 80% menys de nitrats residuals en medi anòxic, més ràpida i quasi total (97.1%) a
temperatures altes i més lenta però total (99.99%) a temperatures baixes. Una injecció alta
de glucosa (200mg/L) comporta una desnitrificació del 99.1% i una baixa (100mg/L) del
72%. La pluja fa augmentar la velocitat de l'aigua subterrània progressivament al llarg de
l'aqüífer ocasionant una desnitrificació del 98.8%. S'assoleix un 1.8% abans si plou 1 dia
dels 20 que es simulen i es reparteix el cabal uniformement al llarg dels 20 dies. |