Transport of engineered nanoparticles in soils and aquifers

• Published in: Environmental reviews 2019-03, Vol.27 (1), p.43-70
• Main Authors: Sangani, Mahmood Fazeli, Owens, Gary, Fotovat, Amir
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Aquifers; contributing factors; Environmental quality; facteurs en jeu; Fluid dynamics; governing mechanisms; milieu poreux naturel; mobility; mobilité; mécanismes déterminants; Nanoparticles; natural porous media; Properties; retention; REVIEW; rétention; Soils; Wireless communications
• ISSN: 1181-8700; 1208-6053
• DOI: 10.1139/er-2018-0022

Transport and deposition behaviour of engineered nanoparticles (ENPs) in natural aquifers and soil systems is a key determinant of the fate of these materials in environmental systems. A growing number of experimental studies are being conducted worldwide to address transport and deposition of ENPs in porous media (PM). Here we comprehensively review the main mechanisms and factors affecting the mobility of the environmentally important ENPs in natural PM. A variety of different processes including those that promote mobility and result in elution from the PM and those that hinder their mobility and promote ENP retention can influence ENP’s mobility through soil and aquifer media. The most important contributing factors regarding ENP transport in PM include: the physicochemical properties of the ENP, the media, the hydrodynamics of the system, and the background solution characteristics. Results from several studies conducted on the most common and environmentally important ENPs have shown that under natural environmental conditions, different types of ENPs show different transport behaviour in soil and aquifer systems. Additionally, the importance of media matrix and mobile solution factors in governing mobility of ENPs varies from one type of ENP to another. Le comportement au niveau du transport et du dépôt de nanoparticules manufacturées (NPM) dans les systèmes aquifères et édaphiques naturels est un facteur déterminant du devenir de ces matières dans les systèmes environnementaux. Un nombre croissant d’études expérimentales sont réalisées dans le monde entier pour traiter le transport et le dépôt des NPM dans les milieux poreux (MP). Ici, nous passons exhaustivement en revue les principaux mécanismes et facteurs ayant une incidence sur la mobilité des NPM importants écologiquement dans les MP naturels. Divers processus, y compris ceux qui favorisent la mobilité et mènent à l’élution hors du MP ainsi que ceux qui gênent la mobilité et favorisent la rétention des NPM, peuvent influer sur la mobilité des NPM dans les milieux édaphiques et aquifères. Les plus importants facteurs en jeu quant au transport des NPM dans les MP incluent : les propriétés physicochimiques des NPM, le milieu, l’hydrodynamique du système et les caractéristiques de la solution de fond. Les résultats de plusieurs études menées sur les NPM les plus communs et écologiquement importants ont montré que dans des conditions environnementales naturelles, les différents types de NPM montre