A
c
k
n o
w
l
e
d
g
e
m
e n
t
s
I w
o ul d l i k
et
ot
h
a nk m
y
a
dv
i
s o r,D
rC
a s ey
M
il l
e r,f
o rh
i
sg
ui d
a n c e a nd
ad
vic e
d
u ri
ng
t
h
et
w
oy
e a r sI
sp
e nt
at
U
N
C
p
u r s uin
g
m
y
M
a st
e r'sd
eg
r e eJo e
P
ed i
t
,t
h
a nk
sf
o r al l
of
y
o u r a s si
st
a n c e, a nd
I
h
o
p
et
h
ew i
nd w
a s at
y
o u rb
a ck
A g
r e at
d
e al
of
a
ss
i
st
a nc
ei
nt
h
el
ab
o r at
o ry w
a sp
r o vi d
e
d b y D
r ew C
o
r s o nG
oo
d l
u ck w i
t
h
y
o
u rf
ut
u r ew
o rk
I
w
o ul d
al
s ol ik
et
ot
h
a nk m
y
w i fe
,V i
rg
in
i
a,w h
o s e s up
p
o rt
w
a se
s
se
nt
ia
l
t
o c om p l
et
in
g
t
h i
sp
r oj
e ct
•
•
J O
H N
H
.B E T
H
E
A
.A
n
I
n v e st
ig
ati
o n of L
o ng
-
t
e rm
S
o rp
ti
o nP h
e n om
e n a(
u nd
e rt
h
ed ir e c
t
i
o n of D R
C A S S
T
.M
I L L E
R
)
A b
s
t
r a c
t
M
a ny
of
t
h
e c u r r e nt
at t
em
p
t
s at
p
r ed ic
t
in
g
t
h
ef
at
e a nd
t
r a n sp
o rt
of
ch
em i
c al
si
nt
h
e s ub
s u rf
a c e r el
y
o n s e v e r al
q
u e st
i
o n ab l
e a s s um
p
t
i
o n sin v o
l
vin
g
th
e eff
e ct
s of
s o r
p
t
io n
o n s ol
ut
et
r a n sp
o rt :
(
1
)
l i
n e a ri
s ot
h
e rm
s;
(
2
)
i
n st
a nt
a n e o u s eq
ui l i b
riu
m
;
(
3
)
n o c o
m p
et
i
t
iv e e
f fe c
t
sb
et
w
e e n c o s olu
t
e sF
o r a c c u r at
ep
r ed i
ct
i
o n st
ob
em
ad
e,t
h
ei m p
a ct
of
t
h
e s ep h
e n om
e n am
u st
b
e u nd
e r st
oo
d
So r
p
t
io n
r ate
a nd
eq
ui l i bri
um
e xp
eri m
e nt
sw
e r e c o nd
u ct
ed i
n c om p l
et
el y m i
x ed
b
at
ch
r e a ct
o r sf
o r si
ng l
e a nd b is o
l
ut
e sy
st
em
s of
n ap
h
t
h
al
e n e a nd
p
h
e n a nt
h
r e n e o n an a
t
iv e
a nd p
ul
v eri
z ed
v e r si
o
n of
a s ub
s u rf
a c em
at
eri
al
I
nt
h
eb i
s ol
ut
e sy
st
em
,t
h
ec o n c e n
t
r at
io n
of
n ap h
t
h
al
e n ew
a s v ari
ed w h i l
et
h
e c o n c e nt
r at
io n
of p
h
e n a nt
h
r e n ew
a sk
ep
t
c o n st
a nt
I
s ot
h
e rm
sw
e r eb
e
st
fi
t
w i
t
h
a n o nl in e a r
F
r e u nd l i
ch m
od
el
A
s u
p p
r e s sio n
of
t
h
e s o rp
t
i
o
n of
n ap h
t
h
ale n e
w
a s ob
s e r ve
d
in
t
h
ep
r e s e n c e of
p h
e n a nt
hr e n e
i
nis o
t
h
e rm d
at
aH
ow
e v e r,
t
h
e s e eff
ec
t
sw
e r e n ot
e vi d
e nt
in
ra
t
ed
at
aA
s
i g
ni fi
c a nt
am
o u nt
of
s o rp
t
i
o n c o nti
n u ed
o v e rt
h
ed
u r at
io n
of
t
h
e3
m
o nt
h
st
ud
y
P
ulv e
ri
zin
g
t
h
e s ub
su r
f
a c em
at
eri
al
r e s ult
ed i
n a ni
n c r e a s ed
r at
e of
s o rp
ti
o nf
ol l
ow
ed
by
ag
r ad
ua
l
ap p
ro
a ch
t
oc
o n v e rg
e
n c eo
f
t
h
e s o rp
t
i
o n o nt
h
ep
ul
v eri
z ed
a nd
n at
iv
e
m
at
eri
al
#
T
a
b l
e o
f C
o n
t
e n
t
s
A b
st
ra
ct
.. .i i i
T
ab l
e of C
o n
t
e nt
si
v
L
i
st o
f T
abl
e s vi
L
i
st
of F i
g
u
r e s vi i
L
i
st o
f S
y
m b
ols
i
x
1 I
nt
r od
u ct
io n
1
1 1 B
a ck
g
r o u nd
1
1
.2
R
e s e a r ch O b
j
e ct
iv e s
4
2
T
h
e o ry
5
2 1
So r
p t
i
o nP
r o c es s e
s5
P
a rt
it
i
o nin
g
t
oO
rg
a ni
cC
a rb
on
5
A d
s o rp
t
io n
t
oM
i
n e ra
l Su r
f
a c e s6
S
o rp
t
io n
i
nN
at
u r al S
y
st
em
s7
So
i l H
et
e r og
en
eit
y
9
2
.2
So r
p
t
i
o nE q
ui l i b
riu
m
9
L
in e a r
M
od
el
s
9
N
o nl i
n ea
rM
od
el
s1 0
M
ul
t
i
-s olu
t
em
od
el
s1 2
2
.3
R
at
eT
h
e o ry
1 3
2
4
P
r e vio u s
E
xp
e ri m
e nt
al
W
o rk
1 5
M
ul
t
i
-s olu
t
e1
5
R
at
e-L
i m it
ed So
rp
t
io
n2 0
2 5
I
m
p
a ct
st
oP
r ed ic
t
io n
of C
o nt
am in a n
t
T
r a n sp
o rt
2
5
3
M
at
e
ri
als a n
d
M
et
h
od
s2 6
3
1
I
nt
r od
u ct
io n
2 6
3 2
M
at
e ri
al
s2 7
C h
em i
c al
s2 7
S
ol i d
M
at
e ri
al
s
2 8
3
.3 E
xp
e ri m
e nt
al
M
et
h
od
s3 0
I
nt
r odu c
t
i
o n3 0
R
ate
St
ud ie s
3 1
I
s oth
e rm St
ud i
e s3 2
C
o
nt
a
m i
na
nt
Sp i ki
ng
3 3
4
R
e su
lt
sa
nd D isc u s s
i
o n3 5
4
.1 I
nt
r od
u ct
i
o n3 5
4 2 C
o r r e ct
io n
of
I
s ot
h
e rm D
at
a3 7
4
.3
R
esu
l
t
s4 9
4
.3 1
So r
p
t
io n
r at
e s4 9
Si
ng
le
-s o
l
ut
e4 9
M
ul
t
i
-s ol
ut
e5 0
4
.3
.2 S
o rp
t
io
nis
o
t
h
e
rm
s5 0
Si
ng
le
- s ol
ut
e5 0
M
ul
t
i
-s ol
ut
e5 8
4
4
D i
s c u s si
o n5 8
4
4 1 So r
p t
io n
r at
e s5 8
Si
ng
le
-s ol
ut
e5 8
M
ul
t
i
-s ol
ut
e6 3
4 4 2
So r
p
t
io n
is o
t
h
e rm
s6 6
S i
ng l
e- s ol
ut
e7 2
M
ul
t
i
-s ol
ut
e7 4
4 5
I
m p
a
ct
st
oth
eU
nd
e r st
a nd in
g
a nd
P
r ed i
ct
i
o n of C
o nt
am i
n a nt
T
r a n sp
o rt
8 2
4
.6
P
re
v e nt
i
o
n of
M
ic r o
b ia
l D
eg
ra
d
a t
i
o n a nd V
ola
t
i l
eL
o
s s e s8
4
4 6 1
M
i
c ro
b ia
l D
eg
r a
d
at
io n
8 4
4
.6
.2
V
ola
t
i l iz a
t
i
o n8
6
5
C
o n clu s
i
o n s a nd R
e c om m
e nd
a
t
i
o n s8 8
5
1
C
o n cl
u si
o n s8 8
5
2
R
e c om
m
e nd
at
io n s
8 9
L i
s
t
o
f T
a
b l
e s
T
ab l
e
2 1
:
P
r e vi
o u s c om p
et
it
iv
e
s o rp t
io n
r e s ea
r ch
1 9
T
ab l
e2 2
:P
r ev
i
ou
s r at
e-l i m i
t
ed
r e s e a r ch
2 4
T
ab l
e3 1
:O
rg
a ni
c ch
em i
c al
p
r op
ert
i
e s2
7
T
ab l
e3 2
:I
n o rg
a ni
c ch
em
i
c al p
r op
e rt
ie s
2 8
T
ab l
e
3
3
:
So r
b
e nt
p
r op
e
rt
ie
s
2
9
T
ab l
e3 4
:P
art
i
cl
e si
z ed is
t
rib
ut
i
o n -W
a
g
n e rm
at
e ria
l
3 0
T
ab l
e4 1
:R
at
e e xp
e ri m
e nt
s am
p
l i
ng
s ch
ed
ul
e3 6
T
ab l
e4 2
:I
s ot
h
e rm
e xp
e ri m
e nt
s am
p
l in
g
s ch
e
d
ul
e3 6
T
ab l
e4
.3
:V
ola
t
i l iz a
t
i
o n r at
e c o effi
cie n
t
s4 3
T
ab l
e
4 4
:R
e a ct
o rp
art
i
t
io n
c o effi
c
ie n
t
s4 3
T
ab l
e4 5
:F it
t
e
d i
s ot
h
e rm p
a r am
et
e
r sf
o rl i
n e a r,L
a ng m
uir a n
d
F
re u
nd l i
ch
m
od
el
s6
7
T
ab l
e4
.6
:F
r e u nd li
ch i
so
t
h
e rm p
a r am
et
e r sfi
t t
ed b
y
l i
n e a r r eg
r e s si
o n of l
og
t
r a n sf
o rm
ed i
so
t
h
er
m
s6 9
T
a
b l
e4 7
:L
in e a r
r eg
r e ss
i
o n of
l
ow
c o n c e nt
r at
i
o ni
s ot
h
e
rm d
at
a7
0
T
ab l
e
4
.8
:
So
rp
t
io n e st
i m
a
t
e s
fi
^o
m l i
t
e r a
t
u re c o
r re
la
t
io n
7 2
T
ab l
e
4
9
:P
a
rt
it
i
o
n c o effi
ci
e
nt
s of
e xp
e ri m
en
t
si m p l
em
e
nt
in
g
alt
e r n at
i
v eL i
s
t
o
f F i
g
u r e s
F
i g
u r e4
-1
:P
h
e n a nt
h
r e n e(
si
ng l
e s ol
ut
e)
aq
u e o u sp h
a s e c o n c e nt
r ati
o ni
nb l
a nk
r e a ct
o r s v st
i m
e3 9
F
i g
u r e4
-2
:N
ap h
t
h
a
l
e n e(
si
ng l
e
s ol
ut
e)
aq
ue o
u sp h
a s e
c o n c e nt
r at
i
o ni
nb l
a nk
r e a ct
o r s v s.t
i m
e
4
0
F i g
u r e4
-3
:N
ap h
t
h
al
e n e(
b
i
s ol
ut
e)
aq
u e o u sp h
a s e c o n c e nt
r at
io n
i
nb l
a nk
r e a
c
t
o
r s v st
i m
e4 1
F
i g
u r e4
-4
:M
a s s of p h
e na
nt
h
r e n e(
s
i
ng
l
e s ol
ut
e)
i
ns
y
st
em p h
a s e sfr
o
m
d
at
a a nd m
od
e
l
-n a
t
i
v em
at
e ri
a
l
4 4
F
ig
u r e4
-5
:M
a s s of
n ap
h
t
h
al
e n e(
si
ng
l
e s ol
ut
e)
i
n sy
st
em
p
h
a s e sfr
om d
at
aa n
d m
od
el
-n a
t
i
v em
at
e ri
al
4 5
F i g
u r e4
-6
:M
a s s of
n ap h
t
h
al
e n e(
si
ngl
e
s ol
ut
e)
i
ns
y
st
em p h
a
s e sf
r om d
at
a a nd m
od
el
-p
ul
v e ri
z ed m
at
e ri
al
4 6
F
ig
u r e4
-7
:
M
a s s of
n ap h
t
h
al
e n e(
b i
s ol
ut
e)
i
ns
y
st
em p h
a s e sfr
om d
at
a a nd
m
od
el
-n a
t
i
v em
at
e ri
a
l
4 7
F
i
g
u r e4
-8
:M
a s s of
n ap h
t
h
al
e n e(
b i
s ol
ut
e)
i
n sy
st
em
p
h
a s e sfr
om d
at
a a nd
m
o
d
el
-p
ul
v e ri
z ed m
a
t
e ri
al
4 8
F i g
u r e4
-9
:
R
el
at
i
v ep h
e n a nt
h
re
n e(
s
i
ng l
es o
l
ut
e
)
fl
ui d ph
a s ec o n c
e
nt
r at
i
o n v st
i m
e5 1
F
i g
u r e4
-1
0
:R
el
at
i
v e n ap
h
t
h
al
e n e(
si
ng
l
e s ol
ut
e)
fl
ui d p h
a s ec o n c e n
t
r at
i
o n v st
i m
e5
2
F
i
g
u r e4
-1 1
:
R
el
at
i
v e n ap h
t
h
al
e n e(
b i
s ol
ut
e)
fl
ui d p h
a s e c o n c e nt
r at
i
o
n v st
i m
e5 3
F i g
u
r e4
-12
:
P h
e na
nt
h
r e n e(
si
ng l
e s ol
ut
e)
i
s o
t
h
e rm
s o n n at
i
ve
m
at
e ri
a
l
at
1
d
ay
,7
d
ay
s, a nd
1
m
o nt
h
5 4
F i g
u
r e4
-13
:P h
e n a nt
h
r e n e(
si
ng l
es
ol
ut
e)
i
s o
t
h
e
rm
s a
t
1 d
a
y
o
n na
t
i
v
ea n
d
p
ul
v e ri
z ed m
at
e ri
a
l
5
5
F
i g
u
r e4
-1 4
:
N
ap
h
t
h
al
e
n e(
s
i
ng
l
e so
l
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s o n n at
i
v em
at
e ri
al
at
1
d
a
y
,7 d
a
y
s
,a
nd 1 m
o
nt
h
5
6
F
i
g
u r e4
-1 5
:N
ap
h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s at
1 d
ay
o n n at
i
v e a nd
p
ul
v e ri
z ed m
at e
ri
al
5 7
F
i
g
u r e4
-1 6
:N
ap h
t
h
al
e n e(
bi
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s o n n at
i
v em
at
eri
al
at 1
d
ay
,7
d
ay
s,I
m
o nt
h
, a nd
3
m
o nt
h
s5 9
F
i g
u r e4
-1 7
:N
ap
h
t
h
al
e n e(
bi
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s o np
ul
v
eri
ze
d m
at
eri
al
at
1
d
ay
,1
m
o nt
h
,a
nd
3
m
o
nt
h
s6 0
F
i
g
u r e4
-1 8
:N
ap
h
t
h
al
e n e(
b
i
s ol
ut
e)
i
s oth
e rm
s at
1 d
ay
a nd 3
m
o nt
h
s o nn a
t
i
ve a
nd p
ul
ve
ri
ze
d m
at
e
ri
a
l
6 1
F
i g
u r e4
-1 9
:R
el
at
i
ve
n ap h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e a nd b i
s ol
ut
e)
fl
ui d p h
a s ec o n c e n
t
r at
i
o n v st
i m
e o n n at
i
v em
at
eri
al
6
4
F
i g
u r e4
-2 0
:R
el
at
i
ve
n ap
h
t
h
al
e n e(
si
ng
l
e a nd b i
s ol
ut
e)
fl
ui d
p
h
a s ec o
n
c e nt
r at
i
o n s v s.t
i m
e
o np
ul
v e ri
z ed m
ate
ri
al
6 5
F
i g
u r e4
-2 1
:
R
ep
r e s e nt
at
i
v el
ow
e r-co
n c e nt
ra
t
i
o n
p
o rt
i
o n of i
s ot
h
e rm
7
1
F
i g
u re
4
-2 2
:
N
ap h
t
h
al
e n e(
b i
s ol
ut
e
)
i
s ot
h
e
rm
o n n at
i
v em
at
eri
al
at
1
d
ay
a n
d
3
m
o nt
h
sw i
t
h p
r ed i
ct
i
o no
f
s o rp
t
i
o nfi
'
o
m
r ep
o rt
ed
c o r r e
l
at
i
o n s7 3
F
i
g
u r e4
-2 3
:N
i
n et
y
-fi
v
ep
e rc
e nt
c o nfi d
e n c ei
nt
e r v al f
o r n ap
h
t
h
al
e n e(
b i
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
at 3
m
o nt
h
s o n n at
i
v e a nd p
ul
v eri
z ed
m
at
eri
al
7 5
F
i g
u re
4
-2 4
:N
ap h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e a nd b i
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s
o n n at
i
v em
at
eri
a
l
at
1 d
a
y
7 6
F
i g
u re
4
-2 5
:N
ap h
t
h
al
e n e(
s
i
ng l
e a nd b i
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s o n n at
i
v em
at
eri
a
l
at 1
m
o nt
h
7 7
F
i g
u r e4
-2 6
:N
a
p h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e a nd b i
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
s o np
ul
v eri
z ed
m
at
eri
al
at
1
d
ay
7 8
F
i
g
u re
4
-2 7
:
N i
n et
y
-fi
v e
p
e rc
e nt
c o nfi d
e n c ei
nt
e r v al f
o r n ap h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e a nd b i
so
l
ut
e)
i
s ot
h
e rm
at
1 d
ay
o n n at
i
v em
at
eri
al
7 9
F i g
u re
4
-2
8
:
N i
n e
t
y
-f
i ve
p
e
r ce
nt
c o
nfi d
e
nc
ei
nt
e
r v al f
o r na
p h
t
h
al
e n e(
si
ng l
e a nd b i
s ol
ut
e)
i
s ot
h
e rm
a
t 1
m
o nt
h
o n n at
i
v em
at
eri
al
8
0
F i g
u re
4
-2 9
:
N i
n et
y
-fi
v
e
p
e
rc e
nt
c o n
fi de
nc e
i
nt
e r v a
l
f
o r n a
p h
t
h
a
l
e n e
L i
s
t
o
f
S
y
m
b
o
l
s
A
,B
,C
,D
=
em
p
i
ri
c al
r eg
r e s si
o n c o efl B
ci
e nt
sb
=
L
a ng m
ui
ri
s ot
h
e rm
e nt
h
alp
y
c o n st
a nt
Q
J /
M)
C
=
so
l
ut
e c o n c e nt
ra
t
i
o ni
n
s ol
ut
i
o n(
M
/L
^)
C
j^j=
aq
u e o u sp
h
a s e s ol
ut
e c o n c e nt
r at
i
o n(
d
at
a) (
M
/
L
^)
C
g
=
s ol
ut
e c o n c e ntr a
t
i
o ni
n s ol
ut
i
o n(
M
/
L
^)
C
^
i=
aq
u e o u sp h
a s e s ol
ut
e c o n c e nt
r at
i
o n(
m
od
el
) (M
/ L
^)
C
^
=
aq
u e o u sp h
a s e s ol
ut
e c o n c e nt
r at
i
o n(
m
od
el
) Q
sM
J
)
C
q=
i
ni
t
i
al
aq
u e o u sp h
a s e s olu
t
e c o n c e nt
r at
i
o n(M
A J
)
C
I
=
c o n st
a nt
of i
nt
eg
r at
i
o nd
et
e rm i
n ed fr
om i
ni
t
i
al
c o nd i
t
i
o n s(
M
)
f
jo=
m
a s sfr
a ct
i
o n of i
n o rg
a
ni
c s o rb i
ng p h
a s e(
-)
f
^ j,=
fr
a cti
o n of
o rg
a ni
c c a rb
o ni
nt
h
e s o rb
e nt
(
-)
k
=
fi
r st
o rd
e r r at
e c o n st
a nt
(
1
/
T
)
K
f=
F
r e u ndl i
ch
c ap
ac
i
t
y
c o ef f
i ci
e nt
((
IJ /
M
)
^)
K
p
=
s o rp
t
i
o np
a rt
i
t
i
o n c o effi
ci
e nt
(
L
^/
M
)
K
o c
=
o rg
a
ni
c
ca
rb
o np
a rt
i
t
i
o
n co
effi
c
i
e
nt
(
J
J /
M
)
K
^^
=
o ct
a n ol
-w
at
e rp
a rt
i
t
i
o n c o effi
ci
e nt
(
-)
K
^=
r e a ct
o rp
a rt
i
t
i
o n c o effi
ci
e nt
(
L
^/
r e a c
t
o r)
K
^=
sp
e ci fi
c s u rf
a c e ad
s o rp
t
i
o n c o effi
ci
e nt
(
L
)
M
=
m
a s s of
s o rb
e n
t
(M
)
M
j=
m
a s s of
s ol i d
si
n sy
st e
m
(M )
M
q
=
m
a s si
n s ol i d
p
h
a s e(M
/
M
)
n=
F
r e u nd l i
ch
e xp
o n e nt
(
-)
r ip
=
n um b
e r of d
a
t
ap
oi
nt
sq
=
s ol
ut
e c o n ce
ntr a
t
i
o n o n s oUd p h
a s e(
M
/
M
)
q
^=
s ol
ut e
c o n c e nt
r at
i
o n o n s ol i d p h
a s e(
M
/
M
)
q
j=
s ol i d
c o n c e nt
r at
i
o n(
d
at
a)
(
M
/
M )
q
^=
s ol i d
c o n c e nt
r at
i
o np
h
a s e(
m
od
el
)
(
M
/
M
)
Q
°=
L
a ng m
ui
ri
s ot
h
e rm
ca
p
a ci
t
y
c o n st
a nt
(
M
/
M
)
S
=
aq
u e o u s s ol
ub i li
t
y
(
M
/
U
)
S
j=
s
p
e
ci fi
c s u rf
a c ea
r e ao
f i
n o rg
a ni
c s o rb i
ng p
h
a
s eQ
J /
M
)
t
=
t
i m
e(
T
)
V
=
v ol
um
e of
s
ol
ut
i
o
n(J
J
)
W
j=
w
ei g h
t
i
ng fi
i n ct
i
o n=
a v e r ag
e of
r ep l i
ca
te s
/
v a ri
a n c e of
r ep l i
c at
e sG
R
E E K
U
q,tt
j,tt
j,Pi
,P
2=
f
it ti
ng
p
a r am
et
e r sV =
d
eg
r e e s of f
r e ed
om
(
np -
2
)
r
(
C
)
=
s o u r c e/
si
nk
t
e rm
1
I
nt
r od
u ct
i
o n1
.1
B
a ck
g
r o u nd
T
w
e nt
y
-fi
v
ey
e a r s ag
o ,i
nt
e n si
v
eg
r ou
nd w
at
e rm
o ni
t
o ri
ng
ef f
o rt
sw
e r e r a r e.I
nc
r e a si
ng p
ub l i
c aw
a r e n e s s a nd
t
h
ef
o rm
at
i
o n of
e n vi
r o nm
e nt
al g
o v e r nm
e nt
o rg
a ni
z at
i
o n sa n
d
e n vir o n
m
e nt
al le
g i
sla
t
io n
h
a v efo r c e
d m
a ny
e n vi
r o nm
e nt
al i
s s u e st
ob
e ad dr e s s e
d
T
h
e c u r r e nt
f
o c u s o n e n vi
r o nm
e nt
al
p
r obl
em
sh
a si l l
um i
n at
ed
o u rl
a ck
of
u nd
e r st
a nd in
g
of
m
a ny
of
t
h
ep
r o c e s s e st
ha
t
g
o v e r n a c o nt
am in a n
t
o n c e r el
e a s ed
, a sw
el l
a s o u r n e ed f
o rb
et
t
e rt
o ols
f
o rp
r ed ic
t
in
g
t
h
ef
at
e, a nd
p l
a n nin
g
t
h
em i
t
i g
at
i
o n of
e n vi
r o nm
e nt
al
p
ol l
ut
a nt
sG
r o u nd w
at
e ris
t
h
ed
ri
nk i
ng w
at
e r s o u r c ef
o rm
o r et
h
a n4 0
%
of
t
h
ep
e op
l
ein
t
h
eU
nit
ed S
t
at
e s(
M
cC
a rt
y
et
al
,
1 9 8 1
)
.A
ny t
h
r e at
t
ot
h
ep
uri
t
y
of g
r o u nd w
at
e ri
s ale
g i
t
i m
at
et
h
r e at
t
ot
h
ep
ub l i
c s af
et y
of
al
a rg
ep
o rt
i
o n of
t
h
ep
op
ula
t
io n
D
u et
ot
h
elo
w
s o
lu
b i l i
ti
e s of m
a ny
of
t
h
ei m m i
s ci b l
e o rg
a ni
c c om
p
ou
nd
s c om m
o nl
y
f
o u nd i
n r eg
io n s
of
s u
b
s u rf
a c e c o nt
am i
n at
i
o n, sm
al l q
u a nt
i
t
i
e s of p
ol l
ut
a nt
c a n c o nt
am i
n at
el
a rg
e v ol
um
e s of
w
at
e r, e v e n at
c o n c e nt
r at
i
o n s n e a r s olu
b i l i
t y
.M
a ny
of
t
h
e s e c om p
o u nd
s a r e v e ry
t
o xi
c(
L
e
e et
al
.,1 9 8 1 ;
N
at
i
o n al
R
e s e a r ch C
o u n ci l,
1 9 8 3
)
, s ot
h
at
e v e n v e ry
lo
w
c o n c e nt
r at
io n s
a r e c a u s e
f
o r c o nc
e r nL
eg i
sl
at
ed m
a xi m
um
c o nt
am i
n a nt
le v e
ls
f
o rm
a ny
c om p
o u nd
s a r ei
nt
h
ep
a rt
sp
e rbi l l io n
r a ng
e,o
r e v e n z e r oT
h
e s ef
a ct
o r sm
ak
e e v e n sm
al l p
eri
od i
cr e
l
e a s es
at
hr
e
at
Wh
e ni
t
is
re
c og
niz
e
d
t
h
at
co
m m
o nf
a ci l it
i
e s s u ch
as
g
a s ol i
n e s t
at
i
o ns
l
e ak i
ng
t
a nk
s,p
um
p
s, a nd
s up p l y l
i
n e s,t
h
e
m
ag
ni
t
ud
e of
t
h
ep
ot
e nt
ia
l f
o r s ub
s u rf
a c ec o n
t
am i
n at
io n
c om
e si
nt
of
o c u sU p
o n r ele a s e
t
ot
h
e s ub
s u rf
a c e, a c
h
em
i
c al d i
s t
ri b
ut
e si
t
s el f am
o n
g
t
h
e n o n¬a
q
u e o u sp h
a
s el i q
ui d
(
N A
P
L
)
, aq
ue
o u s,g
a s, a nd
s o rb
ed
, o r s ol i d
,p h
a s e sT
h
eb i
olo
g i
c al
,c
h
em
i
c al
, a nd
p
h
y
sic a
l
p
r o c e s s e st
h
at
af fe c
t
a ch
em i
c al
i
nt
h
e s ub
s u rf
a c ep
r o c e ed
d if f
e r e nt
l
y
i
n e a ch p h
a s eF
u rt
h
e r, e n v
i
r o nm
e nt
al f
a ct
o r s s u ch
a sp H
,t
em p
e r at
u r e, o rg
a nic
c
a
rb
o n,a
nd d i
s s o
l
v ed
o
xy g
e
n c o nc e
nt
ra
t
i
o
ns
i
nfl
u e n c et
h
efa
t
e
of
t
h
e
ch
em i
c al
T h
ed
om i
n at
i
ng
p
r o c e s s at
ag
iv e n
si
t
ei
sd
ep
e nd
e nt
up
o n si
t
e ch
a r a ct
e ri
st
i
c s a nd p
r op
e rt
ie s o
f
t
he
c o nt
am i
n a nt
i
t
s el f
, s u c
h
a s s olu
b i l i
t
y
,b i
od
eg
r ad
ab i li
t
y
, a nd
v ola
t
i l i
t
y
.So r
p
t
io n
is o
ft
e n a si g
ni fi c a n
t
p
r o ce
s sa
f fe c
t
in
g
t
h
e
f
at
e a nd
t
r a n sp
o rt
of
a
che
m i
c al
i
nt
h
e s ub
s u rf
a c eS
o rp
t
io n
i
n v olv e
s
t
h
et
r a ns
f
e
r of
a c
h
em i
c al
t
o a so
l i d ph
a se
,in
t
hi
s
c a s es u
b
s u rf
a c e s ol i d m
at
e ria
l
,
d
u et
o a ch
em i
c al
'
s
p
r ef
e r e n c ef
o r eit
h
e rt
h
e
s ol i d p h
a s e s u rf
a c e so r
t
h
e o rg
a ni
c c a rb
o n a s s o ci
at
ed w i
t
h
s oi l p
a rt
i
cl
e sI
n afl
ow i
ng
g
r o u nd w
at
e r sy
st
em
,s o r
p
t
i
o n c a u s e s a n ap p
a r e nt
r et
a rd
at
i
o n of
t
h
e ch
em
i
c al
t
r a n sp
o rt
r ela
t
iv e
t
og
r o u ndw
at
e rfl
ow
I
n ad d i
t
i
o nt
o al
t
e rin
g
t
r a n sp
o rt
b
eh
a vi
o
r, s o rp
t
i
o n al
s oin
fl
u e n c e s ot
h
e rp
r o c e s s e s.B
i
od
eg
r ad
at
io n
a nd
ch
em i
c al
r e a ct
i
o n sp
r o c e ed m
u ch m
o r e sl
ow l
y
,i f
at
al l
,w h
e nt
h
e
c
h
em i
c al i
s s o rb
ed
(
St
e e
n et
al
,1 9
8 0 ;
O g
ra
m
et
a
l
,19 8 5
)
T h i
si
s
b
e ca
us e s
m
al l
s o
i l
p
o
r e s a r e oft
e nin a c c e s s
ib l
et
o s oi l b
a ct
e ri
a(
C
a
si d
a,19 7
1 ;
C
a ry
a nd H
ay
d
e n,19 7
3
)
T
h
ef
a ct
o r st
h
at
m
o st
st
r o ng
l
y
aff
e ct
s o rp t
io n
a r et
h
eh
y
d
r op
h
ob i
ci
t
y
a nd
s olu
b il i
t y
o
f
a ch
em i
c al
, a nd
t
h
e o rg
a ni
c c a rb
o n c o nt
e nt
of
a s oi
l
I
n s oi l
s c o nt
ai
ni
ng
v e ry l i
t t
l
eo r
g
a nic c a r
b
o n,t
h
em i
n e r al
s u rf
a c e a r e a
i
s a ni m p
o rta n
t
f
a
ct
o rI
n o rd
e rt
op
r ed i
ct t
h
ef
at
ea
nd
t
r a n sp
o rt
of
a s ub
s u rf
a c ec
o nt
am i
n a nt
c o nf
id
e nt
l
y
a nd
a c c u r at
el
y
, at
h
o r o ug h
u
nd
e r st
a nd i
ng m
u st
b
eg
ai
n ed
of b
ot
h
t
h
et
ot
al
am
o u nt
of
s o rp
t
i
o nt
h
at
w i l l
o c c u r at
e
q
ui li b
riu
m
, a nd
t
h
e r at
e a
t
w h ic
h
t
hi
s eq
uil i b
ri
um is a
p p
ro
a ch
ed
M
a ny
c u r r e nt
eff
o rt
st
oin c
lu
d
e s o rp
t
i
o ni
n c om
p
ut
e rm
od
els
f
o rt
h
ep
r ed i
ct
i
o n of
c o n
t
am i
n a nt
t
r a n sp
o rt
r el
y
o n s e v e r al
a s s um
p
t
io n s
t
h
at
a r eq
u e st
i
o n ab l
y
ap p
l i
ed
T
h
el
o c al
p
r o c es
si
s r ap i d
r ela
t
iv e
t
og
r o u ndw
at
e rfl
ow
, a nd
th
at
s o rp
ti
o n eq
ui l i b
riu
m i
sl in e a r
a nd
r e v e r s
ib l
e.I
n r eg
i
o n s of l
ow
c o n c e nt
r at
i
o n a nd
slo
w g
r o u nd w
at
e rfl
ow
t
h
e s e a s s um p
t
i
o n sm
ay h
ol d
t
r u e.H
ow
e v e r,
i
n st
a n c e sh
a v eb
e e nd
o c um
e nt
ed
, at
b
ot
h
t
h
el
ab
o r at
o ry
a nd
fi
el d
s c al
e,
in
w h i
c
h
t
h
e a ssu
m p
t
io n
of
r ap
i d
eq
ui li b
r at
io n
d
o e s n ot
h
ol d
t
r u e(
H
a r ris o n
a nd
B
a rk
e r,1 9 8 7 ; B
ah
r,1 9 8 9 ; B
r u s s e a u a nd
R
a o,1 9 8 9
a,b
; B
r u s s e a u e
t
al
,1 9 8 9
c; B
al
l
a nd
R
ob
e rt
s,1 9 9 1
a,b
)
N
o nl
in e a r
i
s ot
h
e rm
sh
a v e al
s ob
e e nf
r eq
u e nt
l y
ob
s e r v ed
(W
eb
e r,1 9 8 6 ;
M
cG i
nl
ey
et
al
,1 9 9 3 ; F
a r r el l
a nd
R
ei
nh
a rd
,1 9 9 4
)
.I
n c r e a sin
g l
y
, r e s e a r c
h
e r s a r er e
p
o rt
in
g
eq
ui l i b
ri
um
t
i m
es
of m
o nth
s o ry
e a r s, r ath
e rt
h
a nt
h
eh
o u r s o rd
ay
s r eg
ula r
l
y
r e
p
o
rt
ed i
nt
h
e
p
a st
(
M
i l l
e r a nd
W
eb
e r,1 9 8
6
;
S
t
ei
nb
e
rg
e
t
al
.,
1
9 8 7 ;
B
al l
,1
9
8 9 ;
B
all
a
nd
R
ob
e rt
s,1 9 9 1
a,b
)
T hi
s als o
c al l
sin
t
oq
u e st
i
o nt
h
ela r
g
eb
od
y
of
s o rp
t
i
o n eq
ui l ib
riu
m
d
at
a ob
ta
i
n ed d
u rin
g
v e ry
sh
o rt
eq
uil i b
r at
io n
p
e ri
od
s.A d d i
ng
t
ot
h
e c om p l
e xi
t
y
,m
a ny
c a s e s of
s ub
s u rf
a c e c o nt
am i
n at
io n
c o nt
ai
nm
ul
t
i p l
e o rg
a ni
c ch
em i
c
als a n
d
s ol
v e nt
s of
u nk
n ow
n o ri
g
in
,q
u a nt
i
t y
, ag
e a nd
c om p
o si
t
io n
E
v
e nw h
e nt
h
e s o u r c e s a nd
c om p
o u nd
s c a nb
e a c c u r at
el
y
d
efi
n ed
,t
h
ep
r e s e n c e of m
ul
t
i
p
le
c
om p
o
u nd
s
c a nin
fl
u e n c eso r
p
t
i
o nI
t
h
a sb
e e nd
em
o n st
r at
ed
t
h
at t
h
ep
r e s e n c eo
f m i
s ci b l
es o
lv e n
t
s c a n si g
ni fi
c a nt
l
y
d
e c r e a s e s o rp
t
iv e
up
t
ak
eb
y
s oi l
s(
N k
ed i
-K i
z z a et
al
,
1 9 8 5 ; R
a oe
t
al
,1 9 8 5 ; R
a o et
al
,1 9
9
0
)
A l
s o, s e v e r al
r e s e a r ch
e r sh
a v e r ep
o rt
ed
c om
p
et
i
t
i
v e eff
e ct
s
b
et
w
e e n s olu
t
e s(
C
rit
t
e nd
e n et
a
l
,1 9 8 5 ;
A b d
ul
a nd G i b
s o n,1 9 8 6 ;
C
o at
e s a nd E l
z e rm
a n,1
9 8 6 ; P
i g
n at
el l
o ,1
9
9 0 ;
M
cG i
nl
ey
et
al
,1 9 9 3
)
,w hi le
ot
h
e r sh
a v e r ep
o rt
ed
n o n e(
K
a ri
ch
off
,19 7 9 ;
C h i
o u et
al
,19 8 3 ;
C h i
o u,1 9 8 5
)
C l
ea
rl y
,
f l
i rt
h
e
rk
n ow l
ed g
eis
st
i l l
n e ed
ed
c
o n c e r ni
ng h
ow
m
u ch
ap
a rt
i
c ul
a r ch
em i
c al i
s s o rb
e
d b
y
a sp
e
cifi
c s oi l
,o
v e rw ha
t t
im
ele n
g
t
h
, a nd h
ow
t
h
e s o rp
t
i
o
np
ro
c e s si
s aff
e ct
ed b
y
th
ep
r e s e n c e of
ot
h
e r ch
em i
c als
1
.2
R
e s e a r ch
O
b
j
e ct i
v e sT h
ei
s s u e s of
s o rp
t
i
o n eq
ui l i
b ri
um
n o nl
i
n e ari
t
y
, c om
p
et
i
t
i
o n am
o ng
s ol
ut
e s, a nd
t
h
et
i m
e r eq
ui
r ed f
o rt
h
e s o rp
t
i
o np
r o c e s st
o r e a ch
eq
ui l i b ri
um
r em
a
i
n u n r e s ol
v ed
T
h i
s
st
ud
y
e x a
m i
n e st
h
el
o ng
-t
e rm
s o rp
t
i
o nb
eh
a vi
o r of
n o np
ol
a r o rg
a ni
c ch
em i
c al
st
o a s am
p
l
es u
b
s u rf
a c em
at
eri
al
E
xp
eri m
e nt
sf
o c u s o n :(
1
)
t
h
e s o rp
t
i
o ni
s ot
h
e rm l i
n e ari
t
y
, a nd
ch
a ng
e si
nl i
n e ari
t
y
o v e rt
i m
e;
(
2
)
t
h
ep
o s si b i l i
t
y
of
c om
p
et
i
t
iv e
ef f
e ct
sb
et
w
e e n s olu
t
e s;
(
3
)
t
h
efi
n al
s o rp
t
i
o n eq
ui l i
b
ri
um
, a nd
t
h
e r at
e at
w
h
i
ch
t
h
at
eq
ui l
i b
ri
um i
sa