Дисертації з теми "Contamination hydrology"
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Hussein, Maged M. "Impact of ground-water contamination on the Great Miami River basin /." The Ohio State University, 1997. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu148794815862844.
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Hebert, Kevin D. "Site Investigation of Underground Storage Tank Contamination." Arizona-Nevada Academy of Science, 1990. http://hdl.handle.net/10150/296431.
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From the Proceedings of the 1990 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Association and the Hydrology Section - Arizona-Nevada Academy of Science - April 21, 1990, Arizona State University, Tempe, ArizonaNew regulations concerning the management of underground storage tanks (USTs) have resulted in increased awareness of environmental contamination resulting from leaking USTs. The objective of the typical underground storage tank investigation is to determine if any subsurface contamination has occurred as a result of tank or product line leakage, fuel spills or overfills. Soil contamination at underground storage tank sites is usually discovered during the removal and replacement of USTs. Techniques that can be used to detect the presence of soil contamination adjacent to existing USTs include soil vapor analysis, exploratory boring, and soil and ground water sampling. The lateral and vertical extent of contamination must be determined at any site which contains detectable quantities of contamination. Two common methods for determining the extent of contamination are over-excavation and borehole drilling and sampling. Boring design and location considerations include number of borings, borehole depth and spacing, and site sub -surface conditions. Differentiation between perched sub -surface water and aquifers is critical. Once an appropriate boring plan has been established, then a sampling and analysis plan must be adopted that meets the needs of the particular investigation. The determination of the extent of contamination at an underground storage tank site is the first step leading to site closure and remediation.
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Journell, Scot. "Site Remediation of Underground Storage Tank Contamination." Arizona-Nevada Academy of Science, 1990. http://hdl.handle.net/10150/296432.
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From the Proceedings of the 1990 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Association and the Hydrology Section - Arizona-Nevada Academy of Science - April 21, 1990, Arizona State University, Tempe, ArizonaRemedial techniques for sub-surface soil and water contamination are dependent on the lateral and vertical extent of petroleum hydrocarbon contamination and the type of petroleum hydrocarbons which have been released into the sub-surface. Specific remedial technologies are required for diesel fuel and heavy oils compared to the more volatile gasoline compounds. Available remedial technologies for vadose zone contamination include excavation and treatment; soil vapor extraction and possible vapor burning; bioremediation; and chemical treatment. Remedial technologies for ground-water contamination include water recovery, contaminant volatilization, carbon adsorption, bioremediation and water reinjection. Specialized apparatuses are utilized when petroleum hydrocarbon product floating on the water table surface must be separated from the ground water. A number of hydrologic considerations must be evaluated prior to any remediation scenario. These considerations include geologic characterization of the sub-surface soil matrix, and aquifer.
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Gerba, Charles P. "Microbial Contamination of Groundwater by Landfills: Risk Assessment." Arizona-Nevada Academy of Science, 1986. http://hdl.handle.net/10150/296388.
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From the Proceedings of the 1986 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Association, Hydrology Section - Arizona-Nevada Academy of Science and the Arizona Hydrological Society - April 19, 1986, Glendale Community College, Glendale, Arizona
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Rivard, Donald T., Martin M. Karpiscak, K. James DeCook, Glenn W. France, and Donald E. Osborn. "Water Contamination Sites in the Southwest: Compiling a Data Base." Arizona-Nevada Academy of Science, 1988. http://hdl.handle.net/10150/296421.
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From the Proceedings of the 1988 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Association and the Hydrology Section - Arizona-Nevada Academy of Science - April 16, 1988, University of Arizona, Tucson, ArizonaThe University of Arizona, under a contract from the Solar Energy Research Institute (SERI), investigated water contamination problems in six Southwestern States -- Arizona, California, Colorado, New Mexico, Oklahoma, and Texas. A variety of surface and groundwater problems were encountered, including 1) high total dissolved solids (TDS) concentrations, 2) contamination by organic compounds, 3) contamination due to high concentrations of inorganic compounds, 4) biological contamination, 5) radioactive contamination, and 6) toxic and hazardous waste disposal. Literature and computer searches provided an overview of existing problems, but no central depository of information on water contamination problems was found to exist. Specific information was obtained from federal, state, and local government agencies concerned with water quality. Data were collected via telephone interviews, letters, and in- person office visits. Limitations inherent in these data collection methods included, 1) not knowing if all the correct contacts were made concerning a specific problem or site, 2) inability to ascertain whether all contacts were willing and /or able to supply complete, accurate, and updated information, 3) possible bypassing of important data sources, and 4) delays in receiving reports and materials by mail from telephone contacts. Findings indicate that many localities in the Southwest have water contamination problems in some form; more than sixty sites have been described to date.
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Sprouse, Terry, Dennis Cory, and Robert Varady. "Aquifer Contamination and Safe Drinking Water: The Recent Santa Cruz County Experience." Arizona-Nevada Academy of Science, 1996. http://hdl.handle.net/10150/297005.
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Seadler, Kathryn. "Atrazine Contamination in a Rural Source-Water Supply: Spa Lake, Lewisburg, Kentucky." TopSCHOLAR®, 2004. http://digitalcommons.wku.edu/theses/515.
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In 1998, Western Kentucky University (WKU) worked in collaboration with the Environmental Protection Agency (EPA), Drinking Water Protection Division, to investigate methods to improve source-water quality for rural-water supply systems (RWSS). Through partial funding from the EPA, WKU developed a Technical Assistance Center for Water Quality (TACWQ), which focused resources and expertise toward assisting RWSS in achieving and maintaining capacity development goals and protecting public health. The TACWQ established the Source Water Protection Initiative (SWPI) to assist RWSS in acquiring and monitoring the technical, financial and managerial capacity needed to provide safe drinking water and achieve the public health protection goals of the EPA Safe Drinking Water Act (Technical Assistance Center, July 1998). The SWPI also provided technical assistance toward identifying and reducing source water impacts throughout Kentucky. Monthly sampling during 2000 from seven watersheds in western and south central Kentucky showed that levels of several pesticides and herbicides were elevated above Maximum Contaminant Levels (MCLs) in their source waters. Of the MCL exceedences, three commonly used pesticides (atrazine, alachlor, and simazine) were repeatedly being detected at several sites. Of the three compounds, atrazine, a triazineclass herbicide widely used in Kentucky to control broad leaf and grassy weeds in row crops such as corn, drew the most interest. Atrazine has been classified as a spring use only, "Restricted Use Pesticide due to its potential for groundwater contamination." (EXTOXNET, 1996) It is regulated as a compound with class III (slight) toxicity. In 1994, EPA took atrazine under special review to evaluate the ecological and biological effects it may cause. EPA later deemed atrazine not to significantly increase the risk of cancer in humans and went as far as lifting its use restrictions. Independent researchers still dispute EPA claims. The exceedences of the MCLs by many compounds in source water do not immediately result in violations. The source water must go through treatment processes. Water-supply operators must strive to meet National Primary Drinking Water Standards (EPA, 1999) prior to going to the consumer. However, the fundamental concept driving the SWPI is that the technical and financial challenges faced by RWSS are proportional to the quality of their source water. At several sites, even treated water that was distributed to customers exceeded federally mandated MCLs. Levels of atrazine in finished water reached 17 parts per billion (ppb) in Lewisburg, Kentucky. The MCL for atrazine is currently 3.0 ppb.
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Aubin, Eric. "Impact of water table management on ground water contamination by two herbicides." Thesis, McGill University, 1994. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=55410.
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Two field investigations were undertaken to study the role of water table management in reducing herbicide pollution of ground water. One of the three-year studies (1992-1995) was conducted in a sandy field near Joliette (Laurin farm), (Quebec) to monitor the herbicide metribuzin where potatoes were grown. Two water table management systems were evaluated, namely subsurface drainage and subirrigation. Soil and ground water samples were taken at two week intervals, once before and six times after the herbicide application.The amount of rainfall received in the first few weeks following herbicide application is crucial in assessing the extent of ground water contamination. In 1992, fewer rainfall events occurred after the application as compared to 1993, so metribuzin leached slowly. In 1992, it appears that subirrigation reduced ground water contamination by a factor of 10 through enhanced degradation and the greater effect of dilution. However, the role of subirrigation in reducing the metribuzin contamination of ground water was negligible in 1993 due to considerable leaching soon after the application.
The second project was conducted in an organic soil in St-Patrice-de-Sherrington (Van Winden farm) where the herbicide prometryn was studied. Surface irrigation with a controlled water table was also used as a water table management system. One experimental unit was used for each of the three treatments (subirrigation, surface irrigation and subsurface drainage).
The herbicide application rate was greater at the Van Winden farm than in the Laurin farm (5.5 kg/ha versus 1.0 kg/ha). However, a higher adsorption coefficient of the organic soil minimized the leaching process. Ground water contamination was less extensive in the organic deposit. The effect of subirrigation in reducing ground water contamination was significant when the water table was shallow. Prometryn degradation was relatively slow during the summer. Moreover, significant amounts of prometryn carried-over into the soil after the winter season, so it appears to be a quite persistent herbicide in our climate.
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MILLER, ANDREW JOSEPH. "SIMULATING AGRICULTURAL CONTAMINATION THROUGH THE EAST FORK LITTLE MIAMI RIVER WATERSHED USING THE BASINS GIS PACKAGE." University of Cincinnati / OhioLINK, 2003. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1069778956.
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Jurek, Anne C. "Vulnerability of groundwater to perchloroethylene contamination from dry cleaners in the Niles Cone Groundwater Basin, southern Alameda County, California." Thesis, San Jose State University, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=1567998.
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Releases of perchloroethylene (PCE) from dry cleaners pose a threat to groundwater quality. An assessment was performed of the Niles Cone Groundwater Basin to determine its vulnerability to PCE contamination from both historic and more recently operating dry cleaners. Sensitivity assessments of the Basin's two subbasins were performed using a modification of the DRASTIC Index Method, whereby the hydrogeological variables of depth to water, aquifer media, vadose zone media, and soil drainage classification were represented by a range of sensitivity categories and ratings assigned to each range. A source assessment was performed by identifying the locations of historic and presently operating dry-cleaning plants and assigning a threat ranking to each based on the approximate years in which the four generations of dry-cleaning machinery were introduced. Using ArcGIS, the sensitivity assessments and the source assessment were mapped, and the source assessment was superimposed over the sensitivity maps to create vulnerability maps of the two subbasins. The most sensitive area of the Below Hayward Fault subbasin in the forebay area near the Hayward Fault is due to a higher proportion of coarse-grained aquifer and vadose zone media and a thinner to absent aquitard due to deposition from the Alameda Creek. The existence of dry cleaners of higher threat makes this an area that is vulnerable to PCE contamination.
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Tinney, James Craig 1950. "Trading quality for quantity : an assessment of salinity contamination generated by groundwater conservation policy in the Tucson Basin." Diss., The University of Arizona, 1987. http://hdl.handle.net/10150/191122.
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The State of Arizona adopted strict groundwater conservation policies under the Arizona Groundwater Act of 1980. The Act mandates direct controls on groundwater use and provides incentives to seek alternative water supplies to offset the groundwater overdraft and restrict the expansion of municipal well fields. The City of Tucson, to reduce its groundwater dependency, is contracting for Central Arizona Project (CAP) water. CAP water comes from the Colorado River and carries with it nearly a ton of salts per acre-foot. Conservation programs being investigated by the city include reclaimed wastewater reuse for municipal use and artificial recharge. Salinity, a conservative contaminant, will rise as the water carrying it evaporates away during use. Some saline incidental recharge from wastewater irrigated acreage in the municipal well field is picked-up by groundwater pumpage in what is described as the municipal water-salinity cycle. The rate of salinity pick-up is compounded in the cycle. Those responsible for achieving groundwater conservation under the mandates of the Act do not include the costs generated by salinity damages and suffered by municipal water-consumers into their conservation plans. Salinity damages costs are generated by the direct use of CAP water and the use of degraded groundwater supplies. The study results show that under assumptions of limited groundwater dilution volumes the annual rate of salinity pick-up can range from about 1.4 percent to nearly 2.0 percent. An annual average pick-up rate of 2.0 percent could degrade Tucson's groundwater supplies from the present average salinity of 300 mg/1 to 1000 mg/1 in 61 years. Thirteen scenarios were evaluated and the present value of incremental costs of both salinity damage and expenditures associated with conservation were calculated. While estimates of salinity damage costs are many times lower than the conservation program expenditures, increased salinity in groundwater will lower the future capital value of the resource in the future if ignored.
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Neal, Andrew W. "Hydrogeochemical and mineralogical evaluation of groundwater arsenic contamination in Murshidabad district, West Bengal, India." Thesis, Kansas State University, 2010. http://hdl.handle.net/2097/7007.
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Master of ScienceDepartment of Geology
Saugata Datta
More than 75 million people in the Bengal Delta of eastern India and Bangladesh are exposed to drinking water with dangerously high arsenic (As) concentrations; the worst case of environmental poisoning in human history. Despite recognition of dangers posed to chronic exposure to drinking water with elevated As, its biogeochemical cycle is inadequately constrained in groundwater flow systems due to its complex redox chemistry and microbially-mediated transformations. Arsenic concentrations in Bengal Delta sediments are comparable to global averages, but its highly heterogeneous spatial distribution (on scales of meters to kilometers) in sediments and groundwaters is poorly understood. Though many research efforts have targeted understanding this heterogeneity in Bangladesh, less work has been done in eastern India. Murshidabad (23°56.355‘N, 88°16.156‘E), an eastern district in West Bengal, India, where groundwaters are highly As-affected (~4000 μg/l), was chosen as our study area. Research objectives were: (1) characterize sediment cores (mineralogically, geochemically) and groundwaters (hydrochemically, isotopically) in areas with contrasting As concentrations—west (low-As) and east (high-As) of river Bhagirathi, a major distributary of Ganges flowing through the heart of Murshidabad; (2) describe and understand the extent of spatial variability, laterally and vertically, of dissolved As concentrations in shallow (< 60 m) aquifers, comparing sediment core chemistry to water chemistry; (3) identify source(s) of aquifer recharge and (4) role(s) of inorganic carbon within the aquifer to understand the bioavailability and mobilization of As from sediments to groundwaters. Mineralogical differences between high-As (grey) and low-As (orange-brown) sediments, were the presence of greater amounts of micas, Fe- and Mg-rich clays, amphiboles, carbonates, and apatite in high-As sediments; these were virtually absent from low-As sediments. In high-As areas, As was associated with amorphous and poorly-crystalline Fe-oxyhydroxide phases and labile (specifically-sorbed) phases, especially where Fe(II):Fe[subscript]T was high in the sediments. High-As groundwaters had high As(III):As[subscript]T, iron, bicarbonate, phosphate, and ammonium, and low concentrations of chloride and sulfate. Dry season precipitation was probably the main source of aquifer recharge; lighter values of [superscript]13C in dissolved inorganic carbon resulted from oxidation of natural organic matter. This study points to an idea that both microbially-mediated oxidation-reduction and competitive ion-exchange processes occurring in shallow aquifers of Murshidabad drive As mobilization and sequestration by aquifer sediments.
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Capps, Arthur. "Dye Tracing to Delineate Drainage Basins and Determine Groundwater Sensitivity, Mammoth Cave, Kentucky; with Special Reference to Potential Groundwater Contamination from Spills Along Interstate I-65." TopSCHOLAR®, 2001. http://digitalcommons.wku.edu/theses/681.
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The Mammoth Cave System of south central Kentucky encompasses more than 560 km of surveyed cave passages. The largest groundwater basin (244 km2) found within this cave system emerges from the Turnhole Bend Spring on the Green River. During high flow conditions, water from this groundwater basin will spill over into the Echo River section of the cave. Previous research, including cave mapping and dye tracing (Quinlan and Ray, 1989; Currens and Ray, 1998; Coons, 1994), has delineated the boundaries of spring groundwater basins for numerous springs along the Green and Barren Rivers. These data showed that 60% of the water that flows through the Turnhole Bend Aquifer comes from beyond the boundaries and protection of Mammoth Cave National Park. This area outside the park is crossed by several major transportation routes, including Interstate 1-65, U.S. Highway 31 -W, and CSX Railroad. Because the Turnhole Bend Aquifer is crossed by these major transportation routes, the aquifer is vulnerable to contamination from accidental spills of hazardous materials. Dye tracing methods were utilized to better delineate the boundaries and sub-basins of the Turnhole Bend Groundwater Basin along Interstate Highway 1-65. The approximate boundaries developed by previous research by others were first used to located areas that had not been previously dye traced. Fluorescent dyes were used as tracers and were detected by both qualitative (yes/no) methods and by quantitative (discrete water sampling) methods. Data from quantitative dye traces performed during this research provided additional information on the behavior of water flow into and through the maturely karstified limestones found in the south central Kentucky karst. Dye traces performed during the wet season, late winter and spring, have shown that average flood pulse groundwater flow velocities often exceed 1 km/hr. These high flow rates are contrasted by flow rates in the order of 0.5 km/day during the summer when evapotranspiration is high and rainfall is less frequent. Data from the quantitative dye traces also indicate a significant difference in the residence times of the dye between the wet and dry seasons. Dye that was injected during the wet season had a relatively short residence time in the cave streams of approximately 2 to 3 days. Dry season quantitative dye traces are very different with residence times of over 12 days being recorded. This information is vital in determining the consequences of a sudden release of hazardous materials within the drainage basin of Mammoth Cave and demonstrates that emergency planning is crucial.
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Thorsteinsson, Russell. "WATER CONTAMINATION RISK DURING URBAN FLOODS : Using GIS to map and analyze risk at a local scale." Thesis, Högskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-18183.
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Water contamination during urban flood events can have a negative impact on human health and the environment. Prior flood studies lack investigation into how GIS can map and analyze this at a large scale (cadastral) level. This thesis focused on how GIS can help map and analyze water contamination risk in urban areas using LiDAR elevation data, at a large-scale (cadastral) level, and symbology and flood classification intervals specifically selected for contamination risk. This was done by first completing a literature review about past research and studies of similar scope. Based on the findings, a method to map and analyze water contamination risk during sea-based flood scenarios was tested in the Näringen district of Gävle, Sweden. This study area was investigated and flood contamination risk maps were produced for two different flood scenarios which illustrated which properties are vulnerable to flooding and at what depth, what their contamination risk is, and if they are hydrologically connected to the ocean. The findings from this investigation are that this method of examining water contamination risk could be useful to planning officials who are in charge of policies relating to land-use. These findings could help guide landuse or hazardous material storage regulations or restrictions. To further research in this topic, it is recommended that similar studies are performed that use a more detailed land-use map which has information on what type and quantity of possible contaminants are stored on individual properties. Furthermore, flood modeling should be employed in place of the flood mapping which was conducted in this thesis.
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Adu, Agyemang Adela Beauty. "Vulnerability Assessment of Groundwater to NO3 Contamination Using GIS, DRASTIC Model and Geostatistical Analysis." Digital Commons @ East Tennessee State University, 2017. https://dc.etsu.edu/etd/3264.
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The study employed Geographical Information System (GIS) technology to investigate the vulnerability of groundwater to NO3 content in Buncombe County, North Carolina in two different approaches. In the first study, the spatial distribution of NO3 contamination was analyzed in a GIS environment using Kriging Interpolation. Cokriging interpolation was used to establish how NO3 relates to land cover types and depth to water table of wells in the county. The second study used DRASTIC model to assess the vulnerability of groundwater in Buncombe County to NO3 contamination. To get an accurate vulnerability index, the DRASTIC parameters were modified to fit the hydrogeological settings of the county. A final vulnerability map was created using regression based DRASTIC, a statistic method to measure how NO3 relates to each of the DRASTIC variables. Although the NO3 concentration in the county didn’t exceed the USEPA standard limit (10mg/L), some areas had NO3 as high as 8.5mg/L.
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Sage, Jérémie. "Concevoir et optimiser la gestion hydrologique du ruissellement pour une maîtrise à la source de la contamination des eaux pluviales urbaines." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1153/document.
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La maîtrise des flux de polluants générés par temps de pluie en milieu urbain constitue un enjeu important pour limiter la dégradation des milieux aquatiques superficiels. Face à l’insuffisance des systèmes d’assainissement traditionnels, la gestion à la source des eaux pluviales, dans des dispositifs de stockage à ciel ouvert intégrés au milieu urbain, s’est progressivement imposée comme une solution permettant de réduire de façon significative les flux de contaminants dirigés vers les réseaux ou les milieux récepteurs, en favorisant notamment l’infiltration ou l’évapotranspiration des volumes ruisselés. Bien qu’offrant des perspectives pour la maîtrise des flux de polluants, l’efficacité des solutions mises en œuvre n’est à ce jour pas suffisamment maîtrisée. Ce travail de thèse s’intéresse donc à l’incidence du fonctionnement hydrologique des « techniques alternatives » de gestion à la source du ruissellement et vise en particulier à orienter leur conception pour garantir une meilleure maîtrise de la contamination des eaux pluviales urbaines.Les pratiques actuelles de gestion des eaux pluviales urbaines sont dans un premier temps analysées de manière à identifier les stratégies pouvant être préconisées pour la maîtrise à la source des flux de polluants. Ce travail permet alors de mettre en évidence l’hétérogénéité quant à la traduction de l’objectif de maîtrise des flux de polluants dans les préconisations à destination des aménageurs, qui ne garantissent pas nécessairement la mise en œuvre de solutions permettant de limiter efficacement les rejets de contaminants vers les milieux récepteurs.Une chaîne de modélisation « surface urbaine + ouvrage », destinée à simuler le fonctionnement des dispositifs de gestion à la source des eaux pluviales pour des périodes longues de précipitations, et en considérant des dynamiques variées de production des flux d’eau et de contaminants au niveau des bassins versants d’apport, est par la suite développée afin de préciser l’incidence de différents scénarios de gestion du ruissellement ou de dimensionnement des techniques alternatives sur les flux rejetés vers l’aval. Certaines composantes de cette chaîne de modélisation font l’objet d’un approfondissement, avec l’introduction (1) d’un schéma permettant de simuler l’évolution de l’état hydrique du sol pour mieux rendre compte de la variabilité temporelle des flux d’infiltration et (2) d’un modèle générique destiné à simuler des dynamiques contrastées d’émission des contaminants (matières en suspension lessivées au niveau des chaussées urbaines et zinc dissous au niveau d’éléments de toiture métalliques). Une analyse de sensibilité cette chaîne de modélisation est par la suite réalisée afin de préciser l’incidence de sa paramétrisation et d’évaluer l’importance de certaines hypothèses simplificatrices pour l’estimation de l’efficacité des techniques alternatives.L’intérêt de la chaîne de modélisation développée dans le cadre de ce travail est finalement illustré par la construction d’abaques permettant de relier l’efficacité des techniques alternatives à quelques paramètres de dimensionnement et d’évaluer la pertinence de différents scénarios de gestion du ruissellement. Les résultats, correspondant ici aux conditions météorologiques de la région Ile-de-France, indiquent que l’abattement d’une fraction modeste du ruissellement, grâce à un simple volume mort, pourrait donner lieu à une réduction importante des rejets de contaminants pour les sols de conductivité hydraulique supérieure à 10-6 m.s-1. Dans le cas sols présentant des capacités d’infiltration plus limitées, l’analyse met en revanche en évidence un risque de dysfonctionnement des dispositifs de gestion. Le recours à des solutions « plus diffuses », peu profondes et présentant des surfaces d’infiltration ou d’évapotranspiration importantes, apparaît alors préférable pour garantir des niveaux d’efficacité satisfaisants tout en évitant une sollicitation excessive de l’ouvrageUrban runoff discharge is today identified a major source of surface water impairment. In recent years, on-site stormwater control, in small and relatively simple vegetated systems, providing volume reduction through infiltration or evapotranspiration, has become increasingly popular due to the inability of conventional drainage systems to limit the amount of stormwater and pollutant directed to the environment. While such practices clearly offer opportunities to mitigate the adverse effects of urban runoff, their performance remains insufficient and is yet not completely understood. The main purpose of this Ph.D. thesis is therefore to investigate the relation between the hydrological behaviour of these source-control systems and pollutant removal efficiencies so as to provide design tools or guidelines that support practitioners in the implementation of efficient stormwater management practices.Current stormwater management practices are first examined on the basis of a literature review of various guidelines or regulatory documents so as to identify the strategies that may be promoted for on-site pollution control, in France or abroad. This analysis indicates that recommendations can be quite variable depending on the country or the community and do not systematically reflect on-site pollution control objectives, which may result in the implementation of inappropriate stormwater management systems.A modelling system based on the representation of a pervious facility collecting runoff and pollutant loads generated over a small urban catchment, allowing the simulation of different scenarios in terms of urban surfaces characteristics and source-control system design, for long rainfall periods, is later developed to investigate the relation between the hydrological behaviour and the pollutant removal efficiencies of on-site stormwater management practices. An improved description of the hydrological processes in the source control system is adopted with the introduction of an infiltration-redistribution scheme accounting for the evolution of soil moisture so as to better replicate the temporal variability of infiltration fluxes. The opportunity of implementing relatively simple conceptual runoff quality models to simulate distinctive pollutant emission dynamics is also investigated: a generic model formulation is adopted and calibrated to replicate suspended solids concentrations in urban street runoff or zinc concentrations from a metal roof. A sensitivity analysis of the modelling system is later conducted so as to evaluate the influence of the different input factors and better understand the effect of some modelling hypotheses for the assessment of the performance of stormwater source control practices.The practical value of the modelling system is finally illustrated with the production of sizing diagrams displaying pollution control efficiency estimates as a function a limited number of design parameters, from which the relevance of a large variety of runoff control scenarios may be evaluated. The results presented in this study, corresponding to the rainfall conditions encountered in Paris region, suggest that the infiltration or evapotranspiration of a relatively small fraction of runoff in a simple dead storage volume could result in a significant reduction of pollutant discharges for soils exhibiting saturated hydraulic conductivity values greater than 10-6 m.s-1. In the case of lower saturated hydraulic conductivity values, this study however evidences possible failures of source control system due to a limited drainage capacity (extended ponding duration and saturation of the soil profile over significant depths). Results therefore suggest that the implementation diffuse stormwater management practices, with large infiltration/evapotranspiration areas and limited storage depths, should generally be preferred to achieve pollution control and ensure correct hydrological functioning of the source control systems
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Miao, Ziheng. "Application of Stable Isotopes and Geochemical Analysis to Characterize Sulfate, Nitrate, and Trace Element Contamination of Groundwater and Its Remediation at a Former Uranium Mining Site." Diss., The University of Arizona, 2013. http://hdl.handle.net/10150/293389.
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Sulfate, nitrate, and certain trace elements are common groundwater contaminants observed at mining sites. Their source, fate, and remediation were investigated at a former uranium mining site. First, groundwater samples collected across the site were analyzed for geochemistry, stable isotopes, and trace elements. Then, two pilot-scale ethanol injection tests were conducted for biostimulation of nitrate and sulfate reduction. Groundwater was monitored in the test area before and after the tests. The results showed a mixing of two discrete sources of sulfate. Quantification of these two sources using two methods showed that sulfide-mineral oxidation of the mine tailings served as a steady but low-discharge source while sulfuric acid (applied during ore processing in the 1960s) served as a variable, strong source. It appears that sulfuric acid served as a sustained source of sulfate for approximately 40 years. This source may be from accumulation of sulfate salts (formed from sulfuric acid) in the source zone due to the arid climate of the site. Results showing correspondence of isotopic compositions of ammonium and nitrate confirmed the generation of nitrate via nitrification. Moreover, it was observed that ammonium concentration is closely related to concentrations of uranium and a series of other trace elements including chromium, selenium, vanadium, iron, and manganese. It is hypothesized that ammonium-nitrate transformation processes influence the disposition of the trace elements through mediation of redox potential, pH, and possibly aqueous complexation and solid-phase sorption. As for the biostimulation, sulfate reduction condition has been maintained for a period of approximately 3 years after a single input. Atypical fractionation behavior of the delta34S in sulfate was hypothesized to be caused by release of sulfate from sulfate minerals associated with the sediments. Elevated hydrogen sulfide concentrations were not observed until approximately four months after the start of the test. This behavior, in concert with the observed changes in aqueous iron and manganese species, suggests that hydrogen sulfide produced from sulfate reduction was precipitated, presumably in the form of iron sulfides, until the exhaustion of readily reducible iron oxides. Hydrogen sulfide produced thereafter appears to have been in part re-oxidized.
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Nordborg, Daniel. "Provtagning av trädkärnor för att bedöma föroreningsgraden av klorerade lösningsmedel i grundvatten." Thesis, Uppsala University, Department of Earth Sciences, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-88820.
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Chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAH´s) were used widely within dry cleaning facilities and for metal degreasing until their toxicity was discovered. PCE is still used as dry cleaning liquid. Today CAH´s are found in soil environment at places where they have been used in the past. The CAH-concentration in trees growing on contaminated land has quite recently received attention as a cheap and effective way of assessing the extent of a CAH-contamination. The method has however, not been put into use in Sweden.
The aim of the study has been to investigate whether the CAH-concentration in tree cores could be used to delineate the spread of CAH in a soil environment under Swedish conditions in different seasons. The aim has also been to gain an understanding of the uptake process, as well as to identify the limitations of the method and important issues to consider when sampling.
Trees were sampled in March and June on Helgö 1:25, 1:26 in Växjö, Småland. Metal degreasing earlier conducted at this site has lead to the CAH contamination of soil and groundwater (PCE, TEC c-DACE). Mostly PCE, TCE, and chloroform were detected in tree cores. The CAH concentration was higher in June. Using the sum of PCE+TCE+c-DCE in trees to delineate the spread gave a result that was quite consistent with a delination done based on groundwater sampling.
The uptake of CAH by trees is governed by the uptake of water at the root. The water usage, together with the origin of the water used is important for the ability of the tree to take up CAH. The CAH concentration within trees is also dependent on the chemical properties of the compound (Log kow, solubility etc), the concentration of the compound in the soil as well as degradation processeses. The position and height of sampling in the trees, tree species as well as tree size are important factors to consider when sampling. Sampling during summer is preferred when the concentration of CAH in trees is likely to be higher.
The analysis of CAH in tree cores has potential to be used as a screening tool in soil investigations under Swedish conditions. It is a cheap and easy to use method, which would be a good complement to other investigative measures. However, an increased understanding of the processes involved, together with more analysis are needed., as this is a new method.
Klorerade lösningsmedel (CAH) användes i stor omfattning som bl a kemtvättmedel och avfettningsmedel tills dess att deras toxiska egenskaper blev kända. Perkloretylen (PCE) används än idag som kemtvättmedel. CAH återfinns ofta i markmiljö på de platser där de tidigare använts. Analys av CAH-koncentration i trädkärnor har uppmärksammats som en billig och effektiv metod för att översiktligt bedöma utbredningen av dessa föroreningar. Metoden har inte tidigare använts i Sverige.
Syftet med detta examensarbete är att undersöka om trädprovtagning kan användas för att bedöma utbredningen av föroreningar i markmiljö under svenska förhållanden vid olika årstider.
Analyserade CAH-halter i träd har jämförts med tidigare registrerade halter av CAH i grundvatten. Syftet har också varit att beskriva CAH-upptaget i träd, undersöka metodens begränsningar samt att sammanfatta viktiga aspekter vid provtagning.
Provtagningar av träd har genomförts under mars och juni på fastigheterna Helgö 1:25 och 1:26 i Växjö, där tidigare metallavfettning har medfört att mark och grundvattnet förorenats av CAH; perkloretylen (PCE), trikloretylen (TCE) och nedbrytningsprodukten dikloretylen (c1,2-DCE). Vid analys av trädkärnor detekterades främst PCE, TCE samt TCM (kloroform). Koncentrationen av CAH var högre i juni. Halten PCE+TCE+c-DCE i trädproverna gav en översiktlig bild av föroreningssituationen som överensstämde väl med de grundvattenprover som tidigare tagits på fastigheten.
CAH tas upp i vattenlöst fas vid trädens rötter. Trädets vattenbehov och vilket vatten det utnyttjar är därför viktigt för dess möjlighet att ta upp CAH. Ämnets kemiska egenskaper (log kow, flyktighet, mm.), samt förekomst och nedbrytning påverkar den halt som registreras i trädet. Vid provtagning bör provtagningspunkternas höjd över marken och position, trädart samt trädstorlek beaktas. Provtagning under sommaren är att föredra eftersom halterna då är högre.
Jämförelsen med grundvattenprovtagning visar att metoden har potential att användas i Sverige för att bedöma utbredningen av en CAH-förorening i markmiljö. Den är enkel att använda och kan vara ett alternativ på platser där konventionella metoder är svåra att genomföra. En ökad förståelse för involverade processer, samt utökade undersökningar av metoden är nödvändiga då metoden är ny.
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Webster, James William. "Radon Contamination of Residences in a City Built Upon a Karst Landscape Bowling Green, Warren County, Kentucky." TopSCHOLAR®, 1990. http://digitalcommons.wku.edu/theses/1682.
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The United States Environmental Protection Agency (EPA) estimates that 8 to 12% of U.S. homes have radon concentrations that equal or exceed 4 picocuries per liter (pCi/l). A statewide screening of Kentucky by EPA resulted in an average residential radon concentration of 2.8 pCi/l with 17% of the homes at or above 4 pCi/l. EPA requires routine monitoring and maintenance or worker health records in mines and caves having radon daughter concentrations at or above 0.30 working levels (WL).
Bowling Green is a city located in a karst region of south central Kentucky. Residents of Bowling Green have been subjected to various environmental hazards that are closely linked with the landscape. Of particular concern has been the recurring problem of chemical fumes rising from contaminated caves and collecting in buildings.
The author has recorded radon daughter concentrations in excess of 5 WLs in caves beneath Bowling Green. A preliminary screening of residential radon concentrations in Bowling Green resulted in an average concentration of 25.8 pCi/l. Two of the test results were above 100 pCi/l and were recorded in homes that were known to have a history of fume problems. These results spurred this thesis which addresses the magnitude of residential radon contamination in Bowling Green and its association with the karst landscape.
The investigation involved radon daughter testing in Bowling Green caves and residential radon testing. A total of 84 measurements were conducted in order to establish a working average residential radon concentration for the city. Twelve other tests were performed in buildings known to have a history of chemical fume problems. The resulting average residential radon concentration was 9.06 pCi/l. First floor measurements averaged 4.73 pCi/l, and basement measurements averaged 22.92 pCi/l. The overall average for buildings with a history of fume problems was 35.15 pCi/l with first floors and basements averaging 29.75 and 57.40 pCi/l respectively. Forty-six percent of the homes comprising the sample population equaled or exceeded 4 pCi/l.
The results of the investigation indicate that: Bowling Green Caves sometime have radon daughter concentrations far in excess of 0.30 WL. The average residential radon concentration for Bowling Green exceeds the average for Kentucky obtained by EPA. The percentage of houses that have radon concentrations at or above 4 pCi/l for the study area exceeds the estimated national average of 8 to 12% and the statewide average.
The author suggests that insufficient data was collected to determine whether radon concentrations in Bowling Green homes with a history of chemical fume problems are higher than for the city as a whole.
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Buffone, Steven A. "Characterization and Bioremediation Viability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Contamination in the Banks of the Mahoning River." Youngstown State University / OhioLINK, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ysu1442408994.
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Kozlowski, Michelle A. "Environmental Justice in Appalachia: A Case Study of C8 Contamination in Little Hocking, Ohio." Ohio University / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ohiou1338415979.
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Vanderhoff, Sean M. "Multiple Storm Event Impacts on Epikarst Storage and Transport of Organic Soil Amendments in South-Central Kentucky." TopSCHOLAR®, 2011. http://digitalcommons.wku.edu/theses/1128.
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The groundwater in agricultural karst areas is susceptible to contamination from organic soil amendments and pesticides. During major storm events during 2011, dye traces were initiated using sulphorhodamine-B, fluorescein and eosine in a groundwater recharge area where manure was applied to the ground. Fecal coliform samples were collected from significant storm events from January-September 2011. Water samples and geochemical data were collected every four hours before, during, and between the storm events from a waterfall in Crumps cave flowing from the known recharge area to track the transport and residence time of the epikarst water and organic soil amendments during variable flow conditions. Two dataloggers at the same waterfall were set up to collect 10-minute data, which included pH, specific conductivity, temperature, and discharge. Total rainfall amount and other surface meteorological data were collected from a rain station located above the cave. Cave water samples were collected for the analysis of anions, cations, bacterial count, and the presence of dye. The dye traces show variability in the characteristics of epikarstic response and flowpaths. The changes in geochemistry indicate simultaneous storage and transport of meteoric water through epikarst pathways into the cave, with rapid transport of bacteria occurring through the conduits that bypass storage. Fecal coliform counts were elevated all through the study period indicating survivability in soils through the seasons. The results indicate that significant precipitation events affect the storage properties and rapidly impact the various pathways and timing of contaminant transport through the epikarst zone, eventually allowing these contaminants to be transported unfiltered in to the groundwater supply. This study shows that current best management practices in karst lands need to be revisited to incorporate areas that do not have surface runoff but where contaminants are transported by seepage into local aquifer.
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Gallon, Evelina. "Inverkan av nederbörd, vattenflöde och vattenstånd på ytvattenkvalitet i urban miljö - fallstudie Göta älv." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-303866.
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Ytvattenkvaliteten kan förändras på grund av naturliga processer som vittring och erosion i mark och berggrund men den kan också förändras på grund av antropogen påverkan. Den största föroreningskällan som belastar svenska vattendrag kommer från diffusa utsläpp. Syftet med det här arbetet har varit att analysera och utvärdera samband mellan föroreningsspridning i ytvatten i förhållande till nederbörd och vattenflöde i en urban miljö. Fallstudieområdet är begränsat till Göta älv från Vänerns utlopp ner till Göteborgs stad. Med den rådande klimatförändringen kommer den globala medeltemperaturen att öka. Till följd av detta kan nederbördsmönster och mängden regn komma att förändras. Nederbördsmängden förväntas öka med ca 10-25 % i Västra Götaland mot slutet av det här seklet. Gömda föroreningskällor som legat i marken kan komma upp till ytan om grundvattennivåerna börjar fluktuera och ytavrinningen kan sedan ta med sig föroreningarna till vattendrag. Vattendrag i en urban miljö är mer utsatta för föroreningar på grund av närheten till föroreningskällorna. Uppmätta halter av metaller har analyserats och utvärderas i en korrelationsanalys mellan nederbördsmängd och mellan vattenföring. Vattenkvaliteten har också jämförts mellan de 10 mätstationer som finns placerade utmed Göta älv. Resultaten från studien visar att det reglerade vattenflödet i Göta älv har en avgörande betydelse för att identifiera samband. Inga samband kunde identifieras mellan reglerat vattenflöde och föroreningshalt. Däremot kunde ett svagt samband urskiljas mellan krom och oreglerat vattenflöde. Tydligast samband upptäcktes mellan ackumulerad tremånadsnederbörd och uppmätta metallhalter av krom, nickel och kobolt. Det beror sannolikt på förhöjda grundvattennivåer, ökad ytavrinning och ökade vattenflöden som lakar ur marken som innehåller dessa metaller. Förutom metallhalter påvisade turbiditeten ett tydligt samband mellan både ett oreglerat vattenflöde och en ackumulerad nederbörd. För att säkerställa de samband som har framkommit i denna studie behövs en längre tidsperiod av analysdata samt planerade mätningar för att täcka in och återspegla förändringar i nederbördsmängd och variationer i vattenföringen.The surface water quality may change because of natural processes like weathering and erosion of the earth´s surface, but it can also change because of anthropogenic impact. The largest impacts on Swedish streams are diffuse emissions from landfills or contaminated areas and traffic. The aim of this study is to analyze and evaluate the possible relationship between the concentration of metals and precipitation and discharge. The study area is the river Göta älv, from the outlet of Lake Vänern down to the city of Gothenburg. With the current climate change, the global mean temperature will increase, which will cause changes in the precipitation, in terms of both intensity and volume. Precipitation is expected to increase by 10-25 % in the region of Västra Götaland towards the end of this century. Hidden sources of contaminations in the ground can rise to the surface if the groundwater levels start to fluctuate. Surface runoff can also bring contaminations from urban areas to the streams. If streams have an urban connection they can more easily be affected by contaminants because of the closeness to the source of contamination. Measured concentration of metals have been analyzed and evaluated in correlation analyses. The water quality has also been evaluated between the 10 gauging stations along the river Göta älv. The results from this study show the significance of stream regulation for identification of possible relationship. No relationships appeared in the first correlation between discharge of a regulated stream and metal concentration. However, a weak relationship was found between the concentrations of chromium and a non-regulated discharge. The clearest relationship was discovered in the correlation between the concentrations of chromium, nickel and cobalt and an accumulated three month precipitation. The explanation is most likely due to groundwater levels which fluctuate, increased surface runoff and increased discharge which flushes the metals out from the nearby ground. Except for the metals, turbidity has shown a clear relationship between both non-regulated discharge and accumulated precipitation. More data is needed to confirm these relationships and to ensure their meaning. For future studies it is important to plan the measurements so they can cover all the changes and the variability of precipitation and discharge.
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VANDEN, BOSSCHE Hugues. "Devenir du phosphore apporté sur les sols et risques de contamination des eaux de surface. Cas des boues de stations d'épuration." Phd thesis, Université Rennes 1, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003703.
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Cette étude porte sur le devenir du phosphore (P) des boues résiduaires de station d'épuration épandues sur les surfaces agricoles et les risques de contamination des eaux de surfaces. Les caractéristiques chimiques des boues et les formes du P ont été déterminées par des analyses élémentaires en FRX, ICP-SEA et ICP-SM ; par des extractions chimiques ; par des investigations au MEB et de la microanalyse X ainsi que par l'analyse de la DRX. La mobilité et la « bio-disponibilité » du P des boues ont été estimées par l'étude d'isothermes de désorption, de la cinétique de dilution isotopique de 32P (en conditions oxydantes ou réductrices) et des essais de culture de poireaux (avec et sans mycorhizes). Le transfert du P a été mesuré dans les eaux de ruissellement à la surface de parcelles agricoles amendées avec des boues, lors de pluies naturelles ou simulées. Les boues issues de stations équipées d'une déphosphatation biologique comportent une fraction de P très mobile, assimilable par les plantes. L'adjonction de sels de fer immobilise une part du P sous forme de phosphates de fer, la mobilité du P étant alors contrôlée par la sorption sur des oxy(-hydro)xydes de fer. L'apparition de conditions réductrices, à la faveur de l'activité biologique, concourt à la libération partielle du P. La déshydratation et le séchage des boues contribuent à accroître la part immobilisée. Le chaulage favorise la précipitation d'apatite qui rend le P inaccessible aux plantes. Les boues déshydratées forment des agrégats à la surface du sol. Le P est alors transféré au sol par lixiviation. Selon la boue, la perte de P atteint 25 à 60% dans les deux mois qui suivent l'épandage. Ce phénomène est insuffisant pour affecter la qualité des eaux de ruissellement dont le P, surtout particulaire, provient du sol. Les boues liquides provoquent une augmentation de la teneur en P soluble dans l'eau, lors de pluies intenses. Mais elles préservent la structure de la surface du sol ce qui réduit l'érosion et les pertes de P total.
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Schroeder, Robin L. "Exchange flows in an urban water body: Bayou St. John responses to the removal of flood control structures, future water elevation control, and water quality." ScholarWorks@UNO, 2011. http://scholarworks.uno.edu/td/1394.
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Bayou St. John, an urban water body extending south from Lake Pontchartrain, has two anthropogenic structures that regulate flow from the Lake . The City of New Orleans has plans to remove the inner control structure to improve water quality. Field and numerical methods used in this study show removing this structure increased water elevations throughout the Bayou but resulted in lower water elevation signal amplitudes that caused a lower tidal flow exchange from north to south. Bulk Richardson numbers showed mixing was inversely related to flow and the Bayou generally remains stratified. Resuspension of contaminated sediment could negatively impact the local ecology but predicted shear stress values did not reach a critical value (0.1 N/m2) for resuspension. Removal of the waterfall structure will benefit Bayou St. John by decreasing energy losses from the Lake, however a more pronounced tidal signal from Lake Pontchartrain is required to flush the Bayou.
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Eriksson, Simon. "Water quality in the Koga Irrigation Project, Ethiopia: A snapshot of general quality parameters." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-203128.
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The government of Ethiopia has initialized an investment in the agricultural sector in order to secure food production for a growing population. The Koga Irrigation and Water Management Project is a pilot project and hopes are that crop production will double. Water quality is an important factor to meet these expectations. The aim of this study is to assess the irrigation water’s biological and chemical quality by using locally available methods and compare the results with international water quality standards pertaining to agricultural use as well as human and animal consumption. The water was sampled and analyzed for biological, chemical and physical parameters. The most important parameters were thermotolerant coliforms, electrical conductivity and turbidity. The first part of the thesis was a literature study dealing with the Koga project and the water use in the area. The second part focuses on 17 water samples that were taken within an individual command area: irrigation canals, fish pond and drinking water well. The samples were then analyzed at the water quality and treatment lab at the University of Bahir Dar. The results were compared to guideline values for livestock, crop, fish and human use recommended by the World Health Organization (WHO). All water samples, including the drinking water from the groundwater well, were contaminated with thermotolerant coliforms and had a relatively high turbidity. Additionally, the irrigation water contained levels of boron which were higher than recommended for crop production. Electrical conductivity values were overall satisfactory. These results give only an idea of the overall water quality within the Koga Irrigation Project. More samples need to be taken in order to draw any concrete conclusions and provide any recommendations.
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Khadka, Mitra B. "Variation in Trace Metal Concentrations in A Fluvial Environment, Ottawa River, Toledo, Ohio." Bowling Green State University / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=bgsu1281396632.
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Naudet, Véronique. "Les méthodes de résistivité électrique et de potentiel spontané appliquées aux sites contaminés." Phd thesis, Aix-Marseille 3, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007727.
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Le potentiel rédox et la conductivitée du fluide d'un panache de contamination sont deux paramètres clefs pour la surveillance des sites contaminées. L'objectif de ce travail de thèse est de montrer que les méthodes de résistivité et de potentiel spontané apportent des informations spatialisées sur ces deux paramètres. Ces méthodes permettent ainsi de minimiser et d'optimiser l'implantation de piézomètres de contrôle. L'application de la méthode de résistivité électrique sur le site d'Entressen en Provence (C.E.T. de Classe 2) a permis d'obtenir une carte de la conductivité du fluide de l'aquifère, définissant ainsi l'extension du panache de contamination. Les signaux de potentiel spontané mesurés sur les sites contaminés sont associés à l'écoulement de l'eau dans le sous-sol (phénomène d'électrofiltration) et à la présence de contaminants organiques (phénomène que nous appelons "électro-rédox"). Les études antérieures avaient mis en évidence l'existence d'anomalies de potentiel spontané aux abords de sites contaminés, sans pour autant parvenir à expliquer physiquement ce phénomène. Nous avons donc développé un modèle de (bio)-géobatterie naturelle, dans lequel les bactéries jouent le rôle de transfert d'électrons entre la zone réduite du panache et la zone oxydée. Le courant électrique qui en résulte est à l'origine des anomalies de potentiel électrique mesurées à la surface du sol. Pour valider ce modèle, nous avons réalisé des expériences de terrain (Entressen en Provence et Trecate en Italie) ainsi que des expériences en cuve en présence de bactéries sulfato-réductrices. Les résultats de terrain et de laboratoire sont en accord avec le modèle, montrant un couplage linéaire entre potentiel spontané et potentiel rédox.
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Garnier, Robin. "Systèmes alternatifs de gestion des eaux pluviales : Contribution à l’analyse de performances conjointes en matière d’hydrologie quantitative et de piégeage de micropolluants. Comparaison systèmes à la source – système centralisé." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI002.
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La gestion des RUTP est un enjeu majeur des collectivités, tant d’un point de vue des quantités d’eau ruisselées toujours plus importantes, que suivant un objectif de qualité pour les eaux superficielles en accord avec les exigences de la Directive Cadre européenne sur l’Eau. Pour ce faire, les municipalités se munissent d’ouvrages de gestion des eaux pluviales alternatifs (aux réseaux) afin de réguler les flux d’eau ou de redonner de la perméabilité aux sols urbains en infiltrant les eaux pluviales soit à grande échelle (bassins de retenue ou d’infiltration) ou à plus petite échelle directement à la source du ruissellement (systèmes de gestion à la source). Une documentation fournie existe sur la qualité des RUTP concernant les polluants globaux (MES, DCO, nutriments…), les métaux et les HAPs. Ces deux dernières familles de substances sont de la pollution des eaux pluviales et nombre d’études ont caractérisé leur traitement par des techniques alternatives. Peu ou pas d’études ne s’intéressent en revanche à une gamme plus vaste de micropolluants prioritaires tels que les pesticides, les alkylphénols ou encore les retardateurs de flamme bromés. La présente recherche a pour objectif de contribuer à pallier ce manque de connaissances en apportant des résultats sur la caractérisation qualitative in situ des eaux liées à deux types de dispositifs (centralisés et décentralisés) pour 59 micropolluants. Quatre sites expérimentaux ont ainsi été choisis pour les campagnes de mesure à l’exutoire de i) un bassin de rétention centralisé, et trois sites de gestion à la source drainant des parkings résidentiels : ii) une chaussée à structure réservoir, iii) une tranchée d’infiltration en graves, et iv) une noue végétalisée. 59 micropolluants de cinq familles différentes (métaux, HAPs, pesticides, alkylphénols, PBDEs) ont ainsi été analysés pour une douzaine d’évènements pluvieux. Les flux d’eau de plus de 100 évènements ont été étudiés grâce à des dispositifs de métrologie et de prélèvement spécialement développés afin de pouvoir mesurer l’ensemble de la gamme de débits observables à l’exutoire des ouvrages décentralisés. Il a été constaté que si les métaux et les HAPs sont les polluants les plus particulaires et les plus présents dans les eaux, ce sont aussi les mieux traités par les ouvrages, notamment les systèmes à la source dont la filtration se révèle plus efficace que la décantation du bassin centralisé. Les autres familles de micropolluants ont montré une spéciation plus aléatoire et une plus grande propension à être capté par la noue et la tranchée que par les autres ouvrages. Les sites à la source montrent un meilleur potentiel de traitement des eaux pluviales du fait de leur pouvoir de filtration intrinsèque par rapport au bassin centralisé, mais la noue et la tranchée se démarquent également par une rétention d’eau très importante qui accentue leur action épuratoire en termes de quantité totale en micropolluants rejetés dans les milieuxStormwater management is a major issue for municipalities, be it regarding the increasing of runoff water because of the developpment of impervious urban areas (flooding risks), as well as the pollutant contamination limitation and removal in accord with the European Water Framework Directive (Directive 2000/60/EC) requirements. .. Since a few decades, municipalities implements and encourage the use of stormwater control measures (SCM) to regulate waterflows by infiltration either on large scale (via separative sewers and detention/infiltration basins) or on smaller plots directly at the source of runoff (source control systems such as swales, trenches, porous pavement…). A furnished litterature exists regarding stormwater quality on usual pollutants (TSS, COD, nutrients…), metals and PAHs. These last two are recognized as caracteristic of stormwater pollution and many studies highlighted their removal by differents types of SCMs. However, few or no studies focuses on a wider range of ;icropollutants such as pesticides, alkylphenols of brominated flame retardants. This study aim to contribute to the research field through the qualitative caracterization in situ of stormwater from two different type of SCMs (centralized and source control) on 59 micropollutant. Four different sites were chosen in oder to conduct the sampling at the outlet of i) a centralized detention basin (semi urban area, stormwater sewers), and three source control systems managing parking lots: ii) a porous pavement with reservoir structure, iii) an infiltration trench and iv) and vegetalized infiltration swale. Analysis were conducted on 59 micropollutants from five differents families (metals, PAHs, pesticides, alkylphenols and PBDEs) for about a dozen of rain events. Flows for more than 100 rain events were studied via metrology and sampling installations specially developed to measure the wide range of flows at the outlet of the source control systems.The study shows that metals and PAHs are the most particulate and the most quantified micropollutants in stormwater. They are also the ones that are treated the best, particularly by the source control systems which infiltration appears more efficient than the settling from the detention basin. Other micropollutant families show a more random speciation and are more likely to be removed by the trench and the swale than by the other systems. Globally, source control systems appear more efficient regarding micropollutant removal than the centralized basin thanks to their filtration, but the swale and the trench still stand out because of their great water retention increasing drastically their efficiency regarding total loads of micropollutants evacuated in receiving bodies
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Croskrey, Andrea. "Hydrolgeologic Groundwater Sensitivity and Vulnerability Mapping in South Central Kentucky." TopSCHOLAR®, 2006. http://digitalcommons.wku.edu/theses/450.
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Groundwater sensitivity (Ray and O'dell 1993 a) refers to the inherent ease with which groundwater can be contaminated based on hydrogeologic characteristics. We have developed digital methods for identifying areas of varying groundwater sensitivity for a ten county area of south-central Kentucky relevant to a scale of 1: 24,000. The study area includes extensive limestone karst sinkhole plains, with groundwater that is generally extremely sensitive to contamination. Digitally Vectorized Geologic Quadrangles (DVGQs) were combined with elevation data to both identify hydrogeologic groundwater sensitivity regions and to identify zones of "high risk runoff where contaminants could be transported in runoff from less sensitive to higher sensitivity (particularly karst) areas. This analysis was limited to existing, available digital data sources. While future work will fine-tune these maps with additional layers of data (soils for example) as digital data become available, using DVGQs this method is allowing a relatively rapid assessment of groundwater sensitivity for Kentucky at a larger scale than previously available.
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Sutliff-Johansson, Stacy. "Effects of Organic Matter on Virus Removal with New and Used Sand in Tunåsen Infiltration Basin, Uppsala, Sweden." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-268540.
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Artificial infiltration has been increasing in popularity in Sweden as a way to combat over-abstraction of groundwater aquifers from growing municipalities. However, enteric virus contamination of drinking water sources is a concern as infiltrating surficial waters are easily contaminated from human activities. Therefore, it is imperative that effective drinking water treatment is maintained to prevent infection throughout the municipalities. Furthermore, a better quantification of environmental parameters affect-ing virus mobility could significantly improve infiltration schemes for virus removal purposes. In this study, the removal efficiency of MS2 bacteriophage was investigated in relation to dissolved organic matter and ionic strength on new and used sand from the Tunåsen infiltration basin in Uppsala, Sweden. Virus removal was measured by static batch equilibrium experiments and first order decay models were used as interpretative models. Soil associated organic matter displayed the greatest effect on virus removal between all parameters. The highest removal efficiency was seen in samples containing low soil associated organic matter. Similarly, an inverse relationship with dissolved organic matter and virus removal rate was determined. Samples without soil showed the opposite relationship between dis-solved organic matter and virus removal. A higher decrease in MS2 phage was observed with higher dissolved organic matter in soil-negative samples. The removal kinetics of MS2 with higher ionic strength had a closer correlation with the linear time-invariant removal model, whereas samples with low ionic strength had a closer relation with the nonlinear time-dependent removal model. However, ionic strength was shown to have very little effect on overall virus removal efficiency. Fastest and slowest viral removal rates were modeled in the HYDRUS 1D program to determine the amount of potential contamination of the water table beneath the Uppsala Esker. The degree of contamination at the bottom of the infiltration basins was also determined. The sample with the highest rate of virus removal displayed an 11.77% greater decrease in phage concentration at the water table than samples with the lowest rate of removal. However the approximation of maximum contamination was deemed unrealistic due to the assumption that the entire esker was made of sand. On the other hand, the sample with the highest rate of removal showed only a 0.60% greater decrease in phage concentration following the infiltration basin. This study therefore suggests that a more frequent replacement of quartz sand in infiltration basins has little value in overall drinking water quality.I Sverige har så kallad konstgjord infiltrering, det vill säga perkolation av ytvatten ned i grundvattensystem, blivit ett allt vanligare tillvägagångssätt för att tillmötesgå den ökande efterfrågan av färskt dricksvatten bland Sveriges växande kommuner. Tyvärr är föroreningar av virus i dricksvatten ett vanligt bekymmer eftersom ytvatten enkelt förorenas genom mänskliga aktiviteter, vilket bland annat har observerats genom en ökning av diarréfall under vintermånaderna. Därför är det viktigt att en bra vattenbehandling upprätthålls för att förebygga fler insjuknanden hos befolkningen.Tidigare studier visar att ökning av organiskt material bidrar till förhöjd transport av virus i konstgjorda infiltreringsprojekt. Detta eftersom organiskt material binder till jordpartiklar och därför tar upp den plats som viruset annars skulle bundit till. Istället för att viruset binder till jorden och tas bort från vattnet, stannar det kvar och transporteras vidare i grundvattensystemet och kan då nå den vattentäkt där dricksvatten tas till samhället. Ökad förekomst av organiskt material skulle alltså kunna öka risken att kommunalt dricksvatten förorenas av virus.I denna studie användes prover tagna från det område i Uppsala där ytvatten infiltreras i marken för att genomgå naturlig rening. Proverna undersöktes för att se hur mycket virus som tas bort under den naturliga rengöringsprocessen. Borttagningen av virus mättes i en så kallad ”static batch equilibrium experiments”, vilket innebär att mängden virus i vattnet uppskattas utifrån tre olika parametrar, mätt över tid. De testade parametrarna är mängd organisk materia löst i vattnet, lösningens jonstyrka och mängd organisk materia bunden till jorden. För att jämföra de olika parametrarna och för att bestämma hur snabbt virus tas bort från vattnet, användes olika linjära modeller.Resultaten visade att organiskt material bundet till jord var den parameter som hade störst effekt på virusborttagning, där låg halt organiskt material är bunden till jord avlägsnades mest virus. Halten organisk materia löst i vatten har en liknande trend där en hög halt inte avlägsnar så mycket virus, medan en låg halt däremot avlägsnar mer virus. Proverna utan jord visade motsatt effekt mellan löst organisk materia och virusborttagning, det vill säga mer virus avlägsnades ju mer organisk materia som var löst i vattnet. Jonstyrkan hade ingen signifikant effekt på virusborttagningen.Två olika scenarion, värsta och bästa tänkbara, modellerades i programmet HYDRUS 1D för att kunna bestämma inom vilket intervall en eventuell förorening i Uppsalaåsens grundvatten skulle kunna ligga. Även graden av förorening längst ner i infiltreringsbassängen, bestående av ett metertjockt lager sand som placerats ovanpå Uppsalaåsen för att bidra till reningsprocessen, modellerades och bestämdes för att bättre kunna förutse när byte av sand är lämpligast.Provet som visade högst virusborttagning, det vill säga det bästa tänkbara scenariot, var 11.77 % effektivare än provet med långsammast virusborttagning. Däremot bestämdes det att uppskattningen av maximal förorening var orealistisk eftersom det i modellen antogs att hela åsen bestod av sand, medan åsar i själva verket består av många andra fraktioner och jordarter utöver sand, till exempel grus och sten.Provet med snabbast virusborttagning hade bara 0.60 % större minskning i koncentration av virus efter att vattnet passerat infiltreringsbassängen, än provet med lägst virusborttagning. Denna studie föreslår därför att det är av litet värde att byta ut sanden i infiltrationsbassängen då denna procedur har liten påverkan på dricksvattenkvalitén generellt.
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Iverfelt, Ulrika. "Släckvattenpartiklars spridning i mark och grundvatten : En studie av brandgenererade partiklars egenskaper och påverkan på föroreningsspridning." Thesis, Uppsala universitet, Luft-, vatten och landskapslära, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-225116.
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Vid brand kan stora mängder med förorenande ämnen och partiklar bildas. Dessa kan, vid släckning av brand med vatten, ge upphov till kontaminerat släckvatten. För att förstå och kunna förutsäga föroreningsspridningen från släckvatten i mark och grundvatten krävs det att släckvattenpartiklars inverkan på föroreningsspridning utreds. Syftet med detta arbete var att öka kunskapen om de kemiska och fysiska egenskaper partiklar i släckvatten uppvisar samt hur partikelegenskaperna påverkar föroreningstransport i vattenmättad mark och grundvatten. Studien har genomförts i form av en fallstudie där släckvattenpartiklar från en enskild brand har undersökts. Utifrån partikelegenskaper finns två mekanismer som kan räknas som styrande för partikeltransport i mark och grundvatten: fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner samt silning. Mekanismernas inverkan på partikeltransporten beror bland annat på partiklarnas ytladdning och storlek. För att undersöka släckvattenpartiklarnas egenskaper utfördes analyser av partiklarnas storleksfördelning och zetapotential. För att förstå hur partiklarna påverkade föroreningsspridningen analyserades koncentration polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och metaller. Utifrån dessa mätningar genomfördes kolonnförsök där släckvattenpartiklar transporterades genom kiselsand. Resultaten visade att medelvärdet för släckvattenpartiklarnas zetapotential var negativ. Släckvattenproverna som undersöktes innehöll höga koncentrationer av PAH och metaller. Då partiklarna filtrerades till två storleksfraktioner, större och mindre än 11 µm, återfanns högst koncentration PAH och metaller i släckvatten med partiklar > 11 µm. I kolonnförsöken transporterades partiklar med diameter ≤ 11 µm genom kiselsand medan större partiklar permanent immobiliserades. Mätningarna och transportförsöken indikerar att partiklar ≤ 11 µm, i mark med liknande egenskaper och förhållanden som under kolonnförsöken, skulle kunna transporteras utan påverkan av fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner. Den avgörande mekanismen för partikeltransport av partiklar med en diameter ≤ 11 µm i vattenmättad mark och grundvatten skulle då vara silning. Släckvattenpartiklarnas transport och på så sätt föroreningsspridningen blir då beroende av markens porstorlek samt partiklarnas diameter. Transportförsöken för partiklar > 11 µm pekade på att fysiokemiska partikel- och ytinteraktioner och/eller silning permanent immobiliserade de större partiklarna. Vid immobilisering av de större partiklarna skulle föroreningsspridning kunna begränsas. För att skapa en fullständig bild över vilka mekanismer som styr släckvattenpartiklarnas transport och på så vis föroreningsspridning under olika förhållanden behöver vidare undersökningar genomföras.A fire can generate large amounts of toxic compounds and particles. When a fire is extinguished with water these compounds and particles can be transferred to the water, generating contaminated fire-extinguishing water. To understand and predict contamination transport from fire-extinguishing water in soil and groundwater the effect of fire generated particles on contamination transport needs to be understood. The aim of this study was to increase the knowledge of the chemical and physical properties of particles in fire-extinguishing water and to examine how these properties effect contamination transport in soil and groundwater. The study was conducted as a case study where fire-extinguishing water from a single fire was examined. Considering particle properties, particle transport in soil and groundwater is regulated by two main mechanisms: physicochemical particle-surface interactions and straining. How the mechanisms effect the transport is controlled by, among other things, the surface charge of the particles and the size of the particles. To understand particle properties analysis of the size distribution and zeta potential were conducted. To understand how the particles influenced contamination transport concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal were measured. Column experiments were then conducted with the characterized particles. The results showed that the particles zeta potential was negative. The fire-extinguishing water contained high concentrations of metals and PAH. When the particles were filtrated into two sizes, larger and smaller than 11 um, the highest concentration PAH and metals were found on the larger particles. In the column experiment particles ≤ 11 µm were transported through the sand while larger particles were immobilized. The measurements and the transport experiments indicate that particles ≤ 11 µm, in soil with similar properties as in the column experiment, could be transported without influence of physicochemical particle-surface interactions. The main mechanism for particle transport for particles with a diameter ≤ 11 µm would then be straining. That means that the transport of particles and therefore contamination transport would depend on particle size and soil pore size. The transport experiment with particles > 11 µm indicated that physicochemical particle-surface interactions and/or straining immobilized larger particles. If larger particles are immobilized the contamination spreading would be limited. To fully understand what mechanism controls the transport of particles in fire-extinguishing water, and therefore the contamination transport, more studies need to be conducted.
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Morén, Ida. "Lerlagers tätande förmåga och inverkan på transporten av klorerade lösningsmedel i förorenade områden." Thesis, Uppsala universitet, Luft-, vatten och landskapslära, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-220723.
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Detta examensarbete syftade till att undersöka om lera kan förhindra en spridning av klorerade lösningsmedel ned till grundvattnet samt vid vilka hydrogeologiska förhållanden som lera har störst potential att vara tätande. Det övergripande målet med arbetet var dock att bidra till att tydliggöra definitionen av och förbättra kunskapsläget om tätande jordlager på Sveriges Geologiska Undersökning (SGU). Sju förorenade områden där klorerade lösningsmedel påvisats i jord och/eller grundvatten valdes ut till en jämförande fallstudie. Samtliga områden var belägna inom 750 m från något av SGUs lokalkarterade grundvattenmagasin och lera överlagrade helt eller delvis grundvattenmagasinet på platsen. Resultatdata i form av jord- och grundvattenprov från tidigare undersökningar av områdena lagrades in i databaser på SGU. Spridningen av klorerade lösningsmedel på varje område analyserades sedan genom att titta på var i området olika koncentrationer uppmätts och hur koncentrationerna förändrats med djupet. Spridningen jämfördes även med lerförekomsten på varje område både med avseende på lermäktighet och på placeringen av leran i området. Områdena jämfördes sedan med varandra för att se om det fanns ett samband mellan lerförekomst och spridningsbild samt för att tydliggöra hur förhållandena på platsen bör se ut för att ett lerlager ska vara tätande. Resultaten stämmer väl överens med de tidigare studier som visat att lera kan ha en uppbromsande effekt vid spridningen av klorerade lösningsmedel. Däremot kan lera inte sägas vara tätande utan att tidsaspekten tas med i definitionen. Även storleken på utsläppet har betydelse för hur länge ett lerlager kan hålla tillbaka spridningen. Studien tyder också på att så kallade svallsediment kan öka jordlagrens potential att vara tätande genom att bromsa upp och sedan avleda den vertikala spridningen av klorerade lösningsmedel samt att lera har en större potential att vara tätande ifall lerlagret är beläget några meter ned i jorden och leran är vattenmättad. Det är däremot svårt att dra några slutsatser kring vilken mäktighet ett lerlager måste ha för att vara tätande. Endast i ett av de utvalda områdena hade det undre grundvattnet skyddats mot spridningen av klorerade lösningsmedel förmodligen tack vare en kombination av ett mycket mäktigt lerlager, ett övre grundvattenmagasin i svallsedimentet och en uppåtgående strömning av grundvatten från det nedre till det övre grundvattenmagasinet. Slutligen visar examensarbetet att i områden med punktutsläpp av klorerade lösningsmedel har de lokala förutsättningarna för stor påverkan för att en viss lermäktighet ska kunna sägas vara tätande och försiktighet bör tas vid användning av begreppet tätande jordlager i generella sammanhang.
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Ghorbel, Ben Abid Manel. "Contamination métallique issue des déchets de l'ancien site minier de Jebel Ressas : modélisation des mécanismes de transfert et conception de cartes d'aléa post-mine dans un contexte carbonaté et sous un climat semi-aride. Evaluation du risque pour la santé humaine." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00760685.
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Une approche pluridisciplinaire intégrée a été proposée pour étudier le transfert de la contamination métallique depuis les déchets de l'ancien site minier à Pb-Zn de Jebel Ressas, jusqu'à l'être humain. Nous avons pris en considération à la fois les caractéristiques physico-chimiques de la source, les conditions climatiques et la topographie pour hiérarchiser les vecteurs de la dispersion des métaux à partir des déchets de laverie de l'ancienne mine de Jebel Ressas. Le vecteur éolien est le principal agent capable de disperser les métaux dans toutes les directions, avec des quantités variables pouvant dépasser les normes de la qualité des l'air pour Pb et Cd sur plusieurs centaines de mètres loin de la source. Le transfert hydrique particulaire est assez limité à cause de la topographie douce au tour des terrils de déchets. Le transfert en solution est négligeable grâce à l'environnement carbonaté. L'investigation sur le risque des métaux pour la santé humaine au village de Jebel Ressas montre d'abord que, d'une part l'environnement carbonaté et d'autre part le pH neutre des fluides physiologiques dans le corps humain, limitent le passage en solution des métaux et leurs quantités bioaccessibles. Toutefois, Pb et Cd présentent un risque surtout pour les enfants en plus d'un effet cancérigène probable pour toute la population.
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Haglund, Emelie. "MIFO fas 2: Riskklassning av PFAS-förorenad mark vid Sundsvall-Timrå Airport." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-296692.
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The Methodology for inventory of contaminated sites (MIFO) is a method designed by the Swedish Environmental Protection Agency with an aim to facilitate agents and consultants during inventory of contaminated areas. It is structured into two stages, the first phase comprises oriented studies of the area while the second one consists of conceptual studies, such as field testing and analysis. After each phase the object is assigned a risk class that describes the degree of contamination and the risk associated with it. At Sundsvall-Timrå airport, the soil, surface- and groundwater at two fire drilling sites are contaminated with the anthropogenic substance PFOS, a former supplement in extinguishing foam. As a result of this, a number of environmental investigations have occurred over the past seven years which has led to a substantial amount of data in regards to the degree and dispersion of the contamination. However, prior to this date no risk classification according to MIFO phase 2 has been done. In order to appropriately remediate the site, it is essential that this step of the process is completed. Thus the County Administrative Board of Västernorrland in Sweden commissioned this thesis for the purpose of risk classifying Sundsvall-Timrå Airport. This was done by analysing the results from previous environmental investigations made by WSP Environmental and comparing them to the Swedish Geological Institute’s preliminary benchmark value for PFOS. The fact that Sundsvall-Timrå airport is situated in close approximation to a nature reserve and due to the high degree of contamination together with the substance distribution capabilities and high toxicity, the study resulted in the object being assigned risk class 1, very high risk.Syftet med detta självständiga arbete var att på uppdrag av Länsstyrelsen i Västernorrland göra en MIFO fas 2 riskklassning av ett förorenat område vid Sundsvall-Timrå flygplats. MIFO (Metodik för inventering av förorenade områden) är en metodik framtagen av Naturvårdsverket med ändamålet att vägleda ombud och konsulter vid inventeringar av förorenade områden. Metoden är uppdelad i två steg, fas 1 och fas 2. Den första fasen involverar orienterade studier av området och den andra består av översiktliga studier, som till exempel fältundersökningar och analyser. Efter var fas tilldelas objektet en riskklass utifrån hur allvarlig föroreningssituationen bedöms vara. På Sundsvall-Timrå flygplats är marken, yt- och grundvattnet vid två brandövningsplatser förorenat med det antropogena ämnet PFOS som brukade ingå i släckskum. Som följd till detta har ett flertal miljötekniska mark- och grundvattenundersökningar gjorts i området under de senaste sju åren. Detta har lett till ett betydande underlag av data beträffande halt och spridning av föroreningen men fram tills nu har ingen fas 2 riskklassning av brandövningsplatserna med avseende på PFOS gjorts. Avsikten med arbetet var således att med hjälp av resultaten från tidigare miljötekniska undersökningar och SGIs preliminära riktvärden för PFOS, tilldela objektet en riskklass. Då Sundsvall-Timrå flygplats ligger intill Indalsälvens naturreservat, föroreningsnivån vid brandövningsplatserna anses vara mycket stor samt det faktum att PFOS har höga spridningsförutsättningar och toxicitet, resulterade studien i att området tilldelades riskklass 1, vilket innebär mycket stor risk.
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Li, Xuan. "In Situ Chemical Oxidation Schemes for the Remediation of Ground Water and Soils Contaminated by Chlorinated Solvents." Connect to this title online, 2002. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1023289254.
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Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2002.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xv, 179 p.; also contains graphics (some col.). Includes abstract and vita. Advisor: Franklin W. Schwartz, Dept. of Geosciences. Includes bibliographical references (p. 172-179).
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Nadas, Alexander E. "Characterizing DNAPL Contamination and Vapor Intrusion in Dayton, Ohio." Ohio University / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ohiou153971622797447.
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Derrien, Morgane. "Validation de l'utilisation des stéroïdes en tant qu'outil de traçage de l'origine des contaminations fécales des eaux de surface." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00674626.
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Les contaminations fécales d'origine humaine ou animale contribuent à la dégradation des écosystèmes et affectent la qualité de l'eau avec des risques pour la santé publique par l'exposition à des agents pathogènes. Afin de réduire ces risques et d'améliorer la qualité de l'eau, il est nécessaire de développer des outils capables d'identifier les sources de contaminations fécales. Cet enjeu est exacerbé en Europe par le durcissement des directives sur les eaux de baignade et les eaux conchylicoles et l'obligation de procéder à l'identification et à la hiérarchisation des sources de contaminations. Cette thèse s'est attachée à valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs des sources de contaminations fécales des eaux de surface. La méthode utilisée est basée sur une analyse en composante principale de six stanols fécaux. L'approche scientifique a été menée en trois étapes, de l'échelle moléculaire à l'échelle du bassin versant. La spécificité des stéroïdes et l'homogénéité des sources ont été étudiées sur des déjections bovines, porcines et sur des influents, effluents et boues de stations d'épuration domestiques. Puis, la conservation et la persistance des empreintes stéroïdes ont été évaluées au cours du transport des échantillons sources vers le milieu naturel récepteur par des expérimentations en conditions contrôlées. Enfin, la méthode développée a été validée à l'échelle de deux bassins versants sujets à des contaminations fécales récurrentes multi-sources. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail permettent de valider l'utilisation des stéroïdes en tant que traceurs opérationnels de l'origine des contaminations fécales.
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Arlot, Marie-Pierre. "Nitrates dans les eaux : Drainage acteur, drainage témoin ? Les enseignements d'une approche hydrologique et hydraulique sur (1) l'influence du drainage agricole sur la contamination diffuse des eaux par les nitrates et (2) sur les possibilités d'utiliser les parcelles drainées pour l'analyse de la dite contamination." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066018.
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L'analyse s'interesse aux resultats des nombreuses experimentations caracterisant le lessivage du nitrate en sortie de reseaux de drainage pour analyser (1) l'influence du drainage agricole sur le lessivage du nitrate et (2) l'influence des pratiques agricoles sur l'intensite de ce lessivage. Une premiere etape de caracterisation experimentale et typologique du lessivage du nitrate permet de montrer que le lessivage est essentiellement determine des logiques hydrauliques : lessivage saisonnier par dilution d'un stock initial ; lessivage evenementiel fortement determine par les debits de pointe typiques du fonctionnement du drainage. Une analyse theorique permet ensuite d'expliciter les mecanismes hydrauliques de transfert qui gouvernent ces logiques hydrauliques de lessivage, avec une attention particuliere portee a la discussion des phenomenes de transferts dits preferentiels, ainsi qu'a la mise en evidence du role de la nappe drainee dans le lessivage. L'approche theorique est prolongee par la definition de fonctions simplifiees de lessivage de stock, construites par association des approches saturees de modelisation du drainage (modele sidra-2, equation de boussinesq) et de modelisation du transport de solute par fonctions de transfert (modele exponentiel et modele adapte du modele de burns). Le test de l'applicabilite in situ de ces fonctions de lessivage de stock conduit a en proposer des adaptations qui sont ensuite validees sur site. Les fonctions de lessivage s'averent finalement constituer un outil simple qui aide a poser un diagnostic des facteurs ou processus dominants influencant le lessivage et a discuter de l'influence du drainage sur le lessivage du nitrate. Des recommandations methodologiques sont egalement donnees pour mieux exploiter les parcelles drainees comme des lysimetres geants permettant d'analyser l'influence des pratiques culturales sur le lessivage du nitrate.
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Mierzwiak, Sara M. "The Development of the Contaminant Exceedance Rating System (CERS) for Comparing Groundwater Contaminant Data." University of Toledo / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1345227410.
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Philippe, Élodie. "Contribution à la modélisation du transfert des nitrates au travers de la zone non saturée à l'échelle régionale : application au bassin de la Seine." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00622536.
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Les contaminations en nitrates observées depuis les années 1950 dans les hydrosystèmes constituent un enjeu environnemental important. Pour respecter les normes de qualité fixées (Directive Cadre sur l'Eau), une bonne connaissance de leur dynamique est donc nécessaire et passe par un travail de modélisation. Nous nous focalisons ici sur la modélisation des transferts à travers la zone non saturée située entre le sol et la nappe. Ce milieu peut en effet générer des délais importants entre une contamination en surface et un impact sur la qualité des ressources en eau souterraines. Nous avons donc en premier lieu étudié précisément ces transferts via des tests effectués avec un modèle numérique à bases physiques. Nous avons également évalué avec ces tests l'impact du battement de nappe sur ces transferts. Dans le modèle intégré des hydrosystèmes Eau-dyssée, l'approche utilisée pour simuler ces transferts est volontairement simplifiée pour limiter les temps de calcul et le nombre de paramètres requis. Nous proposons alors une évaluation et une amélioration de cette approche. Nous obtenons ainsi une dynamique de transfert des solutés se comparant mieux à ce qui est observé sur le terrain. Une application du modèle à l'échelle régionale, sur le bassin de la Seine, a permis également de mettre en exergue les problèmes posés par l'initialisation des teneurs en nitrates dans le milieu souterrain avant les débuts de l'agriculture intensive. Nous proposons donc une méthode permettant de restituer l'évolution de la médiane des teneurs souterraines en nitrates dans les trois principaux aquifères de ce bassin (Oligocène, Eocène, Craie).
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Tardif, Françoise. "Cheminements de l'eau dans un contexte de protection de source d'eau potable." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66432.
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Plusieurs approches réglementaires ont été développées pour assurer la protection des sources d’eau potable. Au Québec, le Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection (RPEP) exige la délimitation d’aires de protection spécifiques à l’intérieur de l’aire d’alimentation des prises d’eau potable. Cette délimitation est basée sur des distances fixes. Certaines activités, qui posent un risque pour la qualité de l’eau, sont restreintes dans ces zones protégées. Cependant, pour les eaux de surface, l’utilisation d’unités de distance n’est pas nécessairement représentative du temps disponible pour réagir face à une contamination puisqu’elle ne considère pas des facteurs tels que le contexte hydrologique, l’occupation du territoire et les cheminements préférentiels de l’eau qui influencent le temps de parcours des polluants. Le temps disponible pour l’intervention correspond à la somme du temps de cheminement (entre le point d’émission et l’arrivée du contaminant dans un cours d’eau à débit permanent) et du temps de parcours en cours d’eau à débit permanent (le transport du contaminant dans un cours d’eau à débit permanent jusqu’à la prise d’eau). L’objectif de ce projet est d’évaluer l’influence du temps de cheminement sur le temps disponible pour réagir. Le cas d’étude est bassin versant de la principale prise d’eau potable de la Ville de Québec. Cinq méthodes d’évaluation du temps de cheminement ont été évaluées, à savoir celle proposée par le RPEP, une évaluation de la longueur de cheminement à vol d’oiseau et selon le réseau de drainage ainsi que l’estimation du temps de cheminement selon la méthode du TR-55 et selon le réseau de drainage. Pour appliquer et comparer ces méthodes, 144 propriétés situées dans l’aire d’alimentation de la prise d’eau à l’étude ont été considérées. Pour ces propriétés, 30 cheminements de l’eau distincts ont été identifiés. Il a été constaté que la méthode d’évaluation des longueurs à vol d’oiseau n’est pas représentative du cheminement potentiel des contaminants. Les méthodes basées sur l’estimation des temps de cheminement présentent des résultats comparables bien qu’il serait pertinent d’appliquer ces méthodes à d’autres bassins versants pour valider les résultats. Les temps de cheminements estimés sont majoritairement situés dans un intervalle entre 0 et 15 min pour les deux méthodes appliquées sur le cas d’étude. Pour la méthode du TR-55 et selon le réseau de drainage, cet intervalle de temps représente le cheminement de 58 % et 64 % des propriétés analysées, respectivement. À partir des résultats obtenus, ce mémoire de recherche conclut que les temps de cheminement, bien qu’ils doivent être considérés dans la protection des sources d’eau potable, représentent une faible proportion du temps disponible comparativement aux temps de parcours en cours d’eau à débit permanent, qui eux sont beaucoup plus importants, de l’ordre de plus de 14,5 h dans le cas d’étude.
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Sainte, Pauline. "Contribution des matériaux de couverture à la contamination métallique des eaux de ruissellement." Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00539932.
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Ce travail de thèse a visé le développement d'un outil d'évaluation des flux métalliques annuels émis par les matériaux de couvertures à l'échelle d'un bassin versant, dans le contexte architectural et météorologique de l'Île-de-France. La méthodologie mise en place pour tendre vers ce but repose sur (1) l'évaluation des émissions annuelles de métaux par différents matériaux métalliques de couverture classiquement utilisés dans la région grâce à une approche expérimentale sur bancs d'essais, (2) l'établissement d'un cadre méthodologique pour la modélisation des flux métalliques émis à l'échelle annuelle par les toitures d'un bassin versant qui se base d'une part sur la modélisation des émissions métalliques par les matériaux à différentes échelles spatiales et temporelles (en fonction de la pluviométrie, de la géométrie du toit...) à partir des données obtenues sur les bancs d'essais, et d'autre part sur la quantification des surfaces métalliques des toitures d'un bassin versant. La première partie du travail a donc consisté à développer et à exploiter, sur deux sites différents, des bancs d'essais expérimentaux d'1/2 m², testant 12 matériaux métalliques issus de 5 familles (zinc, cuivre, plomb acier, aluminium), sous différentes mises en oeuvre (panneaux, gouttières, crochets de fixation). 13 espèces métalliques ont été quantifiées dans les eaux de ruissellement collectées ce qui a permis (1) d'acquérir une importante base de données de taux de ruissellement annuels par les différents matériaux, mettant en évidence que les taux de ruissellement annuels obtenus peuvent être assez importants, de l'ordre de plusieurs grammes par m² et par an pour les éléments constitutifs des matériaux, (2) de hiérarchiser ces matériaux en fonction de leur potentiel polluant, à travers la définition d'un indice de contamination métallique se basant sur les émissions de Cd, Cu, Ni, Pb et Zn et permettant de tenir compte des différences de toxicité des métaux. Une modélisation des émissions métalliques par les matériaux à différentes échelles de temps a été réalisée, conduisant à la conclusion que la hauteur de pluie, ainsi que la durée d'exposition sont des paramètres fondamentaux. Il est apparu que la hauteur de pluie seule est suffisante pour modéliser les émissions métalliques par les matériaux à des échelles de temps longues mais ne suffit pas à modéliser ces émissions sur quelques semaines. Un modèle plus complexe, basé sur une hypothèse d'accumulation / dissolution de produits de corrosion à la surface des matériaux donne des résultats satisfaisant à ces échelles de temps plus courtes. L'extrapolation spatiale des résultats de ruissellement obtenus sur les bancs d'essais s'est basé sur d'autres expérimentations, d'abord sur bancs d'essais conduisant à la conclusion que la longueur d'écoulement n'a pas d'influence sur la masse de métal entraînée dans le ruissellement, qui peut être calculée à partir de la hauteur de pluie, de la surface projetée et de l'inclinaison du panneau (qui s'avère négligeable quand elle est inférieure à 50°); puis à l'échelle de toits réels pour une étape de validation. Dans la seconde partie de ce travail, la quantification des surfaces de rampants à l'échelle d'un bassin versant a été effectuée grâce à un outil de classification d'image basé sur l'analyse de la radiométrie des matériaux à partir d'une photo aérienne. Les résultats obtenus sont encourageants, avec environ 75 à 80% des toits qui bien classés à l'issue de la classification. Les principales erreurs reposent sur des confusions de l'outil entre des matériaux de radiométries voisines (ardoise / zinc par exemple, qui peuvent être proches en fonction du degré d'ensoleillement)...
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Nixdorf, Erik. "Combining measurements, remote sensing and numerical modelling to assess multi-scale flow dynamics in groundwater-dependent environmental systems." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-236485.
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Groundwater flow modelling provides an important quantitative instrument for addressing issues related to the quantity and quality of groundwater and the connected water resources. Consequently, groundwater flow models have been developed and used ubiquitously in science to deepen the understanding of subsurface processes and their drivers as well as management and planning tools. The present work investigates how numerical models can be linked to field investigations and public databases to quantitatively approach questions in the area of groundwater research. The primary goal is to develop new, efficient ways to overcome limitations of the individual hydrological concepts for solving specific hydrological problems and to increase the understanding of practical applicability of different methods. For this purpose, tailor-made approaches were developed for different study areas covering diverse spatial scales: the hydrology of a small mining lake, the riparian aquifer at the scale of a single meander as well as the aquifer systems of a large-scale river basin in China. The first part of the work deals with the physical and mathematical modelling of water constituents balance in a meromictic mining lake in Lusatia. The capability of using a rather simple mass-balance model based on a sufficient dataset of field data to evaluate lake stratification and lake-groundwater interaction were shown. In the second part, a transient numerical groundwater flow model was developed for the riparian aquifer of a stream meander and was calibrated by three different salt tracer tests. The model was used to proof the reliability of subsurface travel times derived from time series analysis and to give insights in the riparian zone dynamics during changing hydraulic gradients. The third part of the work describes the methodology to conduct risk assessment of groundwater contamination on the large catchment scale of the Songhua River in China. A comprehensive literature study was conducted to get an overview about measurement data on water quality data in China. A three-dimensional numerical flow and mass transport model was applied to access the flow and matter transport dynamics in the aquifer system of a sub-basin considering changing groundwater exploitation scenarios. Consequently, numerical groundwater modelling was combined with processed remote sensing and web mapping service data to overcome field data limitations and to derive groundwater vulnerability, groundwater hazard and groundwater risk maps for the entire Songhua River Basin. Summarizing, this doctoral thesis could develop new methods of combining field measurements, data assimilation and aggregation from various sources and groundwater modelling strategies and successfully apply these methods to find solutions on problems of multiple scales and across water systemsDie Grundwassermodellierung stellt eine wichtige wissenschaftliche Methode zur quantitativen Analyse von Fragestellungen zum Schutz der Menge und Güte der Grundwasserressourcen sowie der angeschlossenen Wasserkörper dar. Dementsprechend werden Grundwassermodelle sowohl für Planungs- und Bewertungszwecke im Wasserressourcenmanagement als auch zur wissenschaftlichen Erforschung der Prozesse im Untergrund entwickelt und angewendet. Die vorliegende Arbeit untersucht in diesem Rahmen, wie numerische Modelle, Feldmessungen und Daten generiert aus Fernerkundungsdaten und Webplattformen systematisch verknüpft werden können, um Fragestellungen im Bereich der Grundwasserforschung quantitativ zu beantworten. Das Ziel der Arbeit ist es neue effiziente Abläufe zu entwickeln, die die Limitierung der einzelnen Methoden überwinden und diese auf deren Anwendbarkeit für die Lösung spezifischer hydrologischer Probleme zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden in dieser Doktorarbeit fallspezifische Lösungen für verschiedene Untersuchungsgebiete entwickelt, die sowohl in der räumlichen Skale als auch in den zu untersuchenden hydrologischen Fragestellungen eine große Diversität aufweisen. Im ersten Teil der Arbeit wurde die Massenbilanz von Wasserinhaltsstoffen in einem meromiktischen Tagebaurestsee im Lausitzer Revier durch physikalische und mathematische Modellierungsmethoden untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass auf Basis einer gewonnenen mehrjährigen Zeitreihe von Messdaten ein einfaches Massenbilanzmodell in der Lage ist, sowohl Seeschichtungs- als auch Grundwasseraustauschdynamiken quantitativ zu beschreiben. Der zweite Teil der Arbeit umfasst die Entwicklung eines transienten numerischen Grundwassermodells für den quartären Uferaquifer im Bereich eines Flussmäanders der Selke welches anhand von Daten aus mehreren Salztracertests kalibriert wurde. Das Modell wurde dafür verwendet die transienten Verweilzeiten in der gesättigten Zone des Mäanderbogens unter dem Einfluss dynamischer hydraulischer Bedingungen zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden im Anschluss mit Verweilzeiten verglichen, die aus der Analyse der zeitlichen Verschiebung von gemessenen elektrischen Leitfähigkeitszeitreihen zwischen Fluss und Grundwassermessstellen gewonnen wurden. Durch dieses kombinierte Verfahren konnten sowohl die Beschränkungen der zeitreihenbasierten Verweilzeitberechnung aufgezeigt als auch ein tieferes Systemverständnis für die Interaktionsdynamiken zwischen Grund- und Flusswasser auf der Mäanderskala gewonnen werden. Der dritte Teil der Arbeit beschreibt die Vorgehensweise für die Bewertung des Grundwasserkontaminationsrisikos im Einzugsgebiet des Songhua Flusses in China. Eine umfassende Literaturstudie wurde durchgeführt, um einen Überblick über die Verfügbarkeit von Messdaten zur Belastung der Wasserressourcen Chinas mit organischen Schadstoffen zu erhalten. Danach wurde für ein Teileinzugsgebiet ein dreidimensionales numerisches Grundwassermodell auf Basis der vorhandenen hydrogeologischen Daten aufgebaut. Dieses wurde dazu verwendet die Änderungen im Stofftransports und den Schadstoffkonzentrationen innerhalb des Aquifersystems unter steigenden Entnahmeraten zu analysieren. Basierend auf diesen Studien wurden auf der Skale des Gesamteinzugsgebiets, um die beschränkte Verfügbarkeit von Felddaten auszugleichen, die Ergebnisse der numerischen Grundwassermodellierung mit Fernerkundungsdaten und Webdatenbanken in einem Indexsystem kombiniert mit dem für die oberflächennahen Aquifere Vulnerabilität, Gefährdungspotential und Verschmutzungsrisiko in einer räumlichen Auflösung von 1 km² bestimmt wurden. Zusammenfassend konnten durch die vorliegende Doktorarbeit neue passgenaue Methoden zur effektiven Kombination von in-situ Messungen, der Datenerhebung und Datenintegration aus vielfältigen Datenquellen sowie numerischen Grundwassermodellierungsstrategien entwickelt und zur Lösung der untersuchten hydrologischer Fragestellen auf den verschiedenen Skalen und über die Grenzen der einzelnen hydrologischen Teilsysteme hinaus erfolgreich angewandt werden
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Amraoui, Nadia. "Étude de l'infiltration dans les sols fins non saturés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL075N.
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Prédire la vitesse d'écoulement des eaux polluées provenant des déchets stockés dans les décharges est nécessaire pour évaluer les risques de contamination de la nappe phréatique. Par ailleurs, l'étude des risques d'inondation après une période pluviale nécessite la quantification des flux d'eau infiltrés dans les sols naturels. Ceci exige la connaissance des propriétés hydrodynamiques du sol à l'état partiellement saturé. Ce travail s'intéresse à l'infiltration dans les sols fins non saturés, intacts et compactés, au laboratoire et in situ. Un dispositif de mesure en régime transitoire de la conductivité hydraulique est mis au point et développé au laboratoire. Il permet d'utiliser la méthode des profils instantanés par des mini-tensiomètres. Les résultats ont montré que sur les échantillons compactés, l'augmentation de la teneur en eau initiale du sol n'influence pas de façon significative la relation entre sa conductivité hydraulique et sa succion. Toutefois, elle réduit la vitesse d'infiltration ainsi que l'avancement du front d'humidification. Par ailleurs, l'augmentation de la densité du sol réduit sa conductivité hydraulique pour des faibles valeurs de succion. Les chemins d'écoulement préférentiels, crées dans les éprouvettes compactées dynamiquement, ont été analysés à l'aide d'un traceur. Un système de traitement d'images a permis de quantifier les paramètres influençant ce type d'écoulement. Le perméamètre de Guelph a été utilisé dans des campagnes d'étude in situ et au laboratoire. Il a été modifié et adapté aux sols fins très peu perméables. Les valeurs de coefficient de conductivité hydraulique sont plus petites au laboratoire que in situ. En parallèle, les résultats obtenus expérimentalement ont été comparés à ceux prédits par différents modèles analytiques ; la courbe de rétention est très bien ajustée par le modèle de Fredlund et Xing, par contre la conductivité obtenue par ce modèle sous-estime les valeurs expérimentales
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Flores, Aviles Gabriela Patricia. "A groundwater basin multidisciplinary approach to conceptualize subsurface flow and trace nitrate contamination sources. Lake Titicaca, Bolivia." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU019.
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La dégradation de la qualité de l'eau, la variabilité climatique et la croissance démographique font partie des facteurs limitant la disponibilité de l'eau dans les régions semi-arides de Katari et de Lago Menor (6,350 Km2), entraînant une exploitation croissante des ressources en eaux souterraines. Cette thèse a pour but de conceptualiser le système d'écoulement souterrain à grande échelle et de détecter les sources de contamination par les nitrates dans les régions de Katari et Lago Menor.Dans cette étude, on a utilisé une approche multidisciplinaire comprenant un inventaire régional des sources d’eaux souterraines et des mesures du niveau piézométrique, des techniques d’investigation géophysique (sondages électromagnétiques à domaine temporel TDEM), la construction et l’installation de piézomètres, l’analyse chimique des ions majeurs et les isotopes de 15N-NO3 et de 18O-NO3.Les résultats ont permis d'identifier les limites de deux contextes géologiques différents (le sous-système du Piémont et la plaine lacustre), la géométrie du milieu géologique poreux du Quaternaire et les limites inférieures de l'aquifère. L’analyse régionale montre que les flux souterrains suivent le modèle classique d’écoulement basé sur la gravité. Six sous-domaines ont été identifiés possédant des propriétés hydrauliques différentes. Une grande partie de l'aquifère présente un comportement non confiné, en particulier sur le Piémont, alors qu'il reste confiné dans les zones de plaine. L'épaisseur de la portion non confinée varie de 50 à 150 mètres. Les valeurs de conductivité hydraulique pour la portion non confinée vont de 1.1E-4 à 5.0E-6 m/sec, le rendement spécifique de 0,16 à 0,20 et les valeurs de recharge vont de 118 à 382 mm/year. Tandis que pour la partie confinée, les valeurs de transmissivité se situent autour de 6.0 E-6 m2/sec avec une valeur de stockage de 1.2E-2 à 6.0E-3.En particulier, dans les hautes régions du Piémont où se trouvent les fortes pressions hydrauliques, les compositions minérales, chimiques et isotopiques montrent que la source d'eau souterraine est de bonne qualité. En revanche, dans la partie inférieure du Piémont, les nappes phréatiques moins profondes de la séquence alluvial-fluvioglaciaire-lacustre rendent cette zone plus vulnérable à la contamination. En fait, le faciès chimique et la composition isotopique du NO3 dissous ont révélé que l'origine principale de cet anion est liée aux engrais azotés vers le nord-ouest du Piémont et aux déchets humaines / animales vers le SE. De plus, les processus naturels d'atténuation du nitrate se produisent principalement dans le secteur inférieur du Piémont, lorsque les eaux souterraines se mélangent au réservoir d'origine lacustre.En revanche, les eaux souterraines s'écoulant dans les plaines présentent principalement des faciès de Na (K) -Cl mettant en évidence la présence d'évaporites. Dans cette zone, les eaux souterraines sont sujettes à la contamination, en particulier lorsque la couche d'argile est absente et dans les endroits où une connexion au Piémont est mise en évidence (canaux souterrains). La contribution des eaux souterraines au lac Titicaca actuel (baie de Cohana) semble être retardée en raison de la présence de la couche d'argile.Ce modèle conceptuel d'écoulement des eaux souterraines permet une bonne compréhension du fonctionnement de l’aquifère et fournit un guide pour la collecte future de données afin d'améliorer la robustesse d’une future modélisation numérique des flux d’eau souterrains. Toutes les informations scientifiques issues de cette recherche ont été rassemblées dans une base de données spatiales SIG pour aider les décideurs à gérer et à protéger les ressources en eaux souterraines. Ces informations scientifiques contribuent également à l'assainissement de l'environnement du lac Titicaca, une priorité nationale de l'État plurinational de BolivieWater quality degradation, climate variability and population growth are among the factors that constrains water availability in the semi-arid Katari and Lago Menor region (6,350 Km^2), leading to an increasingly exploitation of groundwater resources. This thesis aims to conceptualize subsurface flow and trace nitrate contamination sources in the groundwater system within the Katari and Lago Menor Region.A multidisciplinary approach for field investigation was used in this study, including a regional groundwater source inventory and groundwater level measurements, geophysical investigation techniques (e.g. TDEM-Time Domain ElectroMagnetic soundings), piezometer construction and installation, and a regional sampling campaign and analysis for major ion chemistry and dual isotopes of 15N-NO3 and 18O-NO3.The results allowed identifying the limits of two different geological settings (Piedmont subsystem and Lacustrine plain), the geometry of the Quaternary porous geologic media and the bottom boundaries of the aquifer.The groundwater flow regime corresponds to a classical gravity-driven regional flow system. Six subdomains possessing different hydraulic properties were identified. A large portion of the aquifer presents an unconfined behaviour, particularly on the Piedmont, whereas it remains confined in the plain areas. The thickness of the unconfined portion varies from 50 to 150 meters. Values of hydraulic conductivity for the unconfined portion range from 1.1E-04 to 5.9E-08 m/sec, specific yield ranges from 0.16 to 0.20 and recharge values range from 118 to 382 mm/year. While for the confined part the transmissivity values range around 6.0E-06 m^2/sec with a storavity value of 1.2E-02 to 6.0E-03.In the high Piedmont areas where the hydraulic heads are high, the low mineralization and the chemical and isotopic compositions showed that the groundwater source is of good quality. In contrast, in the lower sector of the Piedmont, the shallower water tables of the alluvial-fluvioglacial-lacustrine sequence, make this area more vulnerable to contamination. Chemical facies and the isotopic composition of the dissolved NO3 revealed that the main origin of this anion is related to nitrogen fertilizers towards the NW of the Piedmont and human/animal waste towards the SE. Moreover, natural nitrate attenuation processes occur mainly in the lower sector of the Piedmont, when groundwater mixes with the reservoir of lacustrine origin. Groundwater flowing in the plain areas, present primarily Na(K)-Cl facies relating the presence of evaporites. In this area groundwater is prone to contamination, especially when the clay layer is absent and in places where a connection to the Piedmont is evidenced (subterranean channels). The contribution of groundwater to the current Lake Titicaca (Cohana Bay) appears to be retarded due to the presence of the clay layer.This basin-scale conceptual groundwater flow model provides a good understanding of the aquifer functioning, and a guide to future data collection, in order to improve the robustness of future groundwater flow numerical modeling. All the science-based information generated from this research was arranged into a GIS spatial database to support decision makers in the management and protection of groundwater resources. This science-based information also contributes to the environmental remediation of Lake Titicaca, a national priority for the Plurinational State of Bolivia
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Arnaud, Fabien. "Signature climatique et anthropique dans les sédiments holocènes des lacs du Bourget et d'Anterne (NO des Alpes) – paléohydrologie et contamination au plomb." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007606.
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L'Holocène est la période géologique la plus récente. Il s'agit d'une période interglaciare qui a débuté il y a 11000 ans et dans laquelle nous vivons aujourd'hui. Lintérêt pour l'étude de sa varibilité climatique est exacerbé dans le contexte actuel de réchauffement global attribué à l'Homme. Mais cette période a également vu le développement des sociétés humaines organisées qui ont très tôt interagi avec leur milieu, en s'adaptant aux variations naturelles de l'environnnement, mais aussi en perturbant le système naturel par leurs activités agricoles et industrielles. Cette thèse présente une étude sédimentologique et géochimique de carottes sédimentaires longues (9 à 13m) prélevées dans deux lacs alpins : les lacs du Bourget (Savoie) et d'Anterne (Haute Savoie). Deux thématiques distinctes ont été développées : l'enreigstrement de la variabilité des débordements de crue du Rhône dans le Lac du Bourget et celui de la contamination anthropique par le plomb dans les deux lacs. La position particulière du Lac du Bourget, tour à tour affluent et tributaire du Rhône, lui confère une sensibilité particulière aux débordement de crues de ce dernier. La charge sédimentaire silicatée du Rhône présente une signature magnétique et géochimique qui tranche avec la sédimentation carbonatée autochtone du Lac du Bourget. Sur la carotte LDB 01- I, couvrant les 7200 dernières années, le rapport entre les phases détritique et autochtone a ainsi pu être tracé par l'étude des éléments majeurs et des propriétés magnétiques des minéraux avec des pas de temps respectivement inférieurs à 150 et 8 ans. Pour les 3000 dernières années, les phases de détritisme accru ainsi définies concordent avec les périodes d'activité accrue du Haut Rhône identifiée au sein de la plaine alluviale par l'étude géomorphologique de sites archéologiques bine datés (Bravard et al., 1992 ; Bravard, 1996). Avant 2700 cal. BP, les flux détritiques sont particulièrement faibles et le signal détritique est affecté par l'occurrence de sables issus du démantélement des plages surplombant le site de carottage. Ces épisodes peuvent être reliés à des périodes de hausse du niveau du lac concordantes avec celles identifiées par Magny (2004) dans le Jura. Finalement, le signal détritique permet de mettre en évidence une tendance à long terme vers l'augmentation de la fréquence et/ou de l'intensité des débordements du Rhône dans le Lac du Bourget. Cette tendance pourrait retranscrire la tendance à long terme du climat holocène vers une accentuation des vent d'ouest, porteurs d'humidité, aux moyenne latitudes de l'Europe de l'ouest en réponse à l'augmentation de l'insolation hivernale dans les zone tropicales de l'hémisphère nord (Rimbu et al., 2003). Le rôle de l'Homme et de son action déstabilisatrice des sols, qui présente également une tendance croissante sur l'ensemble de l'Holocène, demeure difficile à quantifier. Des indices minéralogiques semblent toutfois indiquer que l'augmentation des flux détritiques au court de l'Holocène final soit à relier avec des apports accrus de roches fraîchement érodées plutôt que de matériaux issus des sols. Surimposées à la tendance à long terme, des ocsillations de rythme pluriséculaire suivent les variations de l'activité solaire. Le signal détritique du Lac du Bourget confirme ainsi que la variabilité climatiqe holocène est influencée par les paramètres orbitaux de la Terre à l'échelle plurimillénaire et par les variations de l'activité solaire à l'échelle pluriséculaire (Bradley, 2003). Le Lac d'Anterne est un lac d'altitude situé à proximité du Massif du Mont Blanc. L'étude approfondie d'une carotte courte a permis de mettre en évidence un mode de sédimentation particulier constitué de l'alternance annuelle de lamines inframillimétriques dans lesquelles s'intercalent des niveaux de sédimentation instantannée. Ces dépôts instantannés sont de deux types : des niveaux de crue et des glissements de terrain déclenchés par des séismes (Arnaud et al., 2002). La datation de ces niveaux par le 210Pb et leur mise en relation avec des séismes historiques connus permis d'obtenir un modèle d'âge précis. Des mesures de concentrations en Pb et Th et de rapports isotopiques du plomb ont été réalisées sur cette carotte ainsi que sur la carotte courte B16 prélevée précédemment dans le Lac du Bourget. L'obtention de carottes longues sur les mêmes sites a permis de mesurer la composition « pré-anthropique » du sédiment et ainsi de calucler en chaque point de mesure la concentration et la composition isotopique du plomb contaminant. Les signaux ainsi obtenu sont relativement concordants dans les deux lacs pourtant situés déns des environnements différents. La comparaison avec une série de plomb issue d'une carotte de glace prélevée sur le Mont Blanc confirme le caractère etmaosphérique et régional de cette contamination jusque dans les années 1980. A partir de cette date, qui marque un net recul de l'utilisation d'essence plombée, deux sources se distinguent en haute et basse altitude suggérant des modes d'apports différents dans le site de vallée et dans les sites d'altitude. La carotte longue prélevée à Anterne a permis d'obtenir une série de concentration en plomb couvrant les derniers 1800 ans. Cette série met notamment en évidence un pic de contamination majeur durant la période romaine qui dépasse en intensité celui causé par le maximum d'utilisation d'essence plombée dans les années 1970. Ce pic de contamination est certainement lié à l'exploitation de filons de plomb argentifère à proximité du Lac d'Anterne.
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Tedoldi, Damien. "Mesure et modélisation de la contamination du sol dans les ouvrages de gestion à la source du ruissellement urbain." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1201/document.
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L'essor que connaît aujourd'hui la gestion intégrée des eaux pluviales s'accompagne d'un recours croissant à des techniques favorisant l'infiltration de l'eau “à la source”, disséminées sur des bassins versants urbains. Néanmoins, de telles pratiques suscitent des interrogations sur la capacité du sol à jouer le rôle de “filtre” vis-à-vis des polluants présents dans le ruissellement. Ces travaux de thèse s'intéressent à la contamination du sol par les métaux et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans ces dispositifs, avec trois objectifs : (i) évaluer les niveaux et l'étendue spatiale de la contamination, (ii) mieux comprendre les mécanismes qui gouvernent le devenir de ces contaminants dans le sol des ouvrages, et (iii) proposer des recommandations sur la conception et la maintenance de ces installations, afin de leur assurer un fonctionnement épuratoire durable.La première partie du travail consiste en une série d'investigations expérimentales sur dix sites d'étude aux caractéristiques contrastées, en service depuis plus de dix ans. Cette phase donne lieu à des cartographies de la contamination superficielle en éléments traces métalliques, puis à des profils verticaux de métaux et HAP, accompagnés de différentes variables explicatives. La distribution spatiale des métaux en surface, qui est toujours structurée autour de la zone d'arrivée de l'eau, porte la signature du fonctionnement hydraulique réel des dispositifs, et révèle le caractère non-uniforme de l'infiltration lors des événements pluvieux courants, qui représentent la plus grande partie du flux polluant à l'échelle annuelle. Dans la zone la plus contaminée des ouvrages, métaux et HAP présentent un enrichissement significatif sur 10 à 40 centimètres de profondeur. La rétention des contaminants résulte de la combinaison de processus physico-chimiques (adsorption) et mécaniques (sédimentation et filtration) ; leur importance relative peut être quantifiée grâce au déficit de zirconium dans le sédiment urbain par rapport au bruit de fond géochimique local. La variabilité inter-sites des niveaux de contamination s'explique à la fois par les capacités de rétention du sol et par les flux de polluants issus du bassin versant d'apport. Bien que les teneurs de surface excèdent, sur certains sites, les seuils internationaux de remédiation du sol pour des espaces “multifonctionnels”, la zone concernée représente — latéralement et verticalement — une région assez limitée dans les ouvrages.La seconde partie de la thèse consiste en une approche de modélisation, dont la finalité est de décrire l'évolution à long terme de la contamination du sol, et d'évaluer l'incidence de différentes pratiques de conception ou de gestion. Une analyse de sensibilité est d'abord mise en œuvre afin d'identifier les “éléments-clés” dans la description du système, et d'orienter le choix du modèle. Les résultats montrent qu'une mauvaise estimation de la dispersivité ou de l'isotherme d'adsorption du sol est susceptible de biaiser significativement la prévision des profils de contamination. Dans la suite du travail, on propose une méthode visant à décrire l'infiltration non-uniforme et la filtration des polluants particulaires. Le modèle ainsi construit est validé via une comparaison entre mesures et simulations sur l'un des sites d'étude faisant l'objet d'une nouvelle caractérisation approfondie. Enfin, une analyse de scénarios illustre les bénéfices d'un amendement de l'horizon superficiel par un matériau adsorbant, ainsi que d'une répartition homogène des flux d'eau en surface, en matière de durée de vie des installations et de fréquence d'interventionSustainable Urban Drainage Systems (SUDS) are increasingly used for stormwater management. However, the generalization of runoff infiltration in urban watersheds raises some concerns regarding the soil's ability to retain ubiquitous micropollutants. The present work addresses soil contamination by trace metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in such infiltration devices, with the aims of: (i) appraising the levels and spatial extent of soil contamination, (ii) better understanding the mechanisms which govern the fate of contaminants in these systems, and (iii) identifying design and maintenance guidelines which may enhance long-term pollutant control through SUDS.The first part of the study consists in a series of experimental investigations in ten contrasting study sites, which have been in operation for more than ten years. The two-stage methodology successively leads to cartographies of metal contamination in the surface soil, and vertical profiles of metal and PAH concentrations, along with different explanatory variables. The spatial distribution of trace metals in the upper horizon displays a systematic structure with respect to the inflow area, and bears the time-integrated signature of the infiltration fluxes and flow pathways at the surface. In the most contaminated zone of the facilities, a significant enrichment of metals and PAHs is detectable until 10 to 40 cm depth. Contaminant retention results from the combination of different physicochemical and mechanical processes (resp. sorption and sedimentation/filtration), the contribution of which can be assessed via the zirconium deficit in urban sediment in comparison to the soil's geochemical background. The inter-site variability of contamination levels is attributable to (i) differences in the soil's retention capacities, and (ii) differences in pollutant loads from the watershed. Although surface contents may exceed intervention thresholds for “multi-functional” spaces in several study sites, the area which would require soil remediation is laterally and vertically limited.These experimental assessments are complemented by a modelling approach, to describe the long-term evolution of soil contamination, and to evaluate the effect of various SUDS designs and maintenance operations. A sensitivity analysis is first carried out so as to identify the “key elements” in the system description: the results show that a wrong estimation of the soil's dispersivity or sorption isotherm is likely to induce significant biases in the predicted contamination profiles. A method is then proposed to describe non-uniform water infiltration fluxes, and the filtration of particle-bound contaminants. The model is validated via a comparison between measured and predicted metal profiles in one of the study sites, where a comprehensive soil characterization is undertaken. Finally, a “scenario analysis” illustrates the benefits of (i) using soil enrichment products with enhanced sorption capacities, and (ii) facilitating water spreading at the surface, in terms of “lifespan” of the devices and maintenance requirements
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Sellami, Emna. "Conception pluridisciplinaire d’une méthode générale d’évaluation des flux de contaminants issus des ruissellements des matériaux de toitures à l’échelle urbaine : développement et illustration à partir du cas du zinc à Créteil." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1044/document.
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Ce travail de thèse vise à développer une méthode générale d'évaluation des flux de contaminants issus des ruissellements des matériaux de toiture à l'échelle urbaine. Cette méthode est fondée sur une démarche originale de changement d'échelles intégrant différents outils relevant des sciences de l'ingénieur et des sciences sociales. Le travail comprend la création d'une base de données bibliographique qui permet de disposer d'une vision synoptique des matériaux de toiture nouveaux et anciens utilisés à l'échelle urbaine, ainsi que des contaminants associés. La démarche de changement d'échelle – du toit à l'échelle urbaine – repose sur la notion de situation-type d'émission d'un contaminant par un matériau de toiture à laquelle est associé un flux unitaire unique. Cette notion propose une nouvelle définition de l'émission à l'échelle du toit incluant uniquement les paramètres pertinents à l'échelle urbaine. Afin de faciliter le calcul du flux à l'échelle urbaine, différents principes méthodologiques sont adoptés pour exploiter des bases de données urbaines existantes (base des modes d'occupation du sol, cadastre, images aériennes) et les adapter ou les interpréter au prisme de la problématique particulière des émissions de toitures. Ainsi, les principes de découpage et de croisement sont utilisés pour diviser l'échelle urbaine en entités homogènes. Une entité consiste en un regroupement de bâtiments, caractérisée par une répartition propre de matériaux de toitures. Ces entités sont obtenues en croisant une étude typologique des bâtiments (élaborée à partir de la base des modes d'occupation du sol) avec l'histoire urbaine et avec l'histoire des matériaux de toiture. La définition d'un ensemble de règles empiriques est nécessaire pour permettre la quantification des matériaux des différents éléments de toitures à l'échelle de la ville. Ces règles sont élaborées à partir d'une enquête et d'entretiens menés auprès d'experts des matériaux de toitures (fabricants, syndicats…) ainsi que d'une étude historique et d'une étude du marché des matériaux de toiture.Le développement intégral de la méthode jusqu'au calcul final rend indispensable le choix d'un terrain d'étude et d'un contaminant afin d'en illustrer en détail toutes les étapes de calcul. La ville de Créteil a été choisie car elle présente une mixité urbaine et historique suffisante pour embrasser la plupart des situations urbaines susceptibles d'être rencontrées en France. Elle offre également l'avantage de disposer d'un maximum de situations-types d'émissions renseignées pour le contaminant zinc qui a donc été retenu. Complétant les règles empiriques générales, une méthode statistique est développée sur ce cas d'étude. Croisée à une interprétation visuelle des matériaux de toiture à partir des images aériennes, elle permet d'évaluer la distribution des matériaux de toiture à partir d'un échantillonnage aléatoire simple de bâtiments appliqué à chaque entité homogène de la ville. Le couplage de cette distribution avec les situations-types concernées permet alors une estimation du flux de zinc émis par l'ensemble des toitures de Créteil, à savoir 813 kg.an-1 avec une incertitude de 16,6%.La méthode élaborée est généralisable à d'autres villes et d'autres contaminants. Dans cette optique, la démarche opérationnelle à suivre a été formulée de manière synthétique en fin de travail. Son utilisation peut permettre, d'une part d'évaluer à coût réduit l'impact des toitures d'une métropole ou d'une zone urbanisée sur l'environnement et, d'autre part, d'orienter les pratiques de gestion et l'utilisation des eaux de ruissellement en limitant l'apport de contaminants par les matériaux de toitures. Afin de pouvoir appliquer cette méthode à tout contaminant, des pistes ont été dressées pour définir une approche optimisant l'acquisition de données de flux annuels unitaires pour les différentes situations-typesThis thesis aims to develop a general method for modelling roofing materials emissions on the city scale. This method is based on an original scaling approach integrating different tools within the engineering sciences and social sciences. The work includes the creation of a bibliographic database describing new and old roofing materials and their associated contaminants.The scaling approach - from roof to the city scale – is based on a new concept called typical-situation of contaminant emission from roofing material on the roof. For each typical situation a contaminant annual runoff rate is associated. This concept allows the transition between the roof scale and the city scale. To facilitate contaminant flow calculation on the city scale, different methodological principles are adopted to exploit and adapt existing urban databases (land use database, numerical cadastre, and aerial images) with respect to the specific issue of roofing material emissions. Thus, dividing and crossing principles are used to divide the city into homogeneous units. A unit is a cluster of buildings characterized by a specific roofing materials distribution. These units are obtained by crossing a typological buildings study (developed from the land use database) with the city urban history and the roofing material historical evolution. Defining empirical rules is necessary to quantify the distribution of the material in the different roofing elements on the city scale. These rules are developed from a survey made by conducting interviews with experts of the roofing material sector (industrials, masters of work, architects...) as well as a historical study and a market study for roofing materials.The full development of the method makes it essential to choose a study site and a contaminant in order to illustrate in detail all the calculation steps. Créteil city was selected because it presents a big diversity and a large number of buildings in order to represent most of the urban functions of any city in France. In the city of Créteil, zinc annual runoff rates have been produced for different metallic materials for the maximum of zinc typical-situation. A statistical approach was developed to complete empirical rules to compute roofing materials area distribution on the city scale. This approach is based on a stratified random sampling technique in conjunction with aerial images interpretation of the different roofing material element applied for each unit. Given the roofing material distribution and the zinc typical-situations, annual zinc flow from roofing material at Créteil city was estimated namely 813 kg.an-1 with an uncertainty of 16.6%.The developed method can be applied to other cities and other contaminants. In this context, the operational procedure of the application of this method was described at the end of this work. Our method can be used as a decision-making tool by urban planners at three levels to implement policies in order to reduce roofing pollutants emissions. In order to apply this method to any contaminant, different tracks were drawn to define an optimized approach to produce of runoff rates for different typical situations
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Reilly, Darren A. "Identification of Local Ground Water Pollution in Northeastern Pennsylvania: Marcellus Flow-back or Not?" Kent State University / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=kent1397949957.
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