چکیده: استفاده از نانوذرات آهن به سبب داشتن سطح ویژه بالا، واکنش پذیری بالا و قابلیت انتقال در محیط های متخلخل مورد توجه بسیاری از پژوهش ها در دهه اخیر بوده است. ولیکن از آنجای که نانوذرات آهن در محیط های اشباع به یکدیگر چسبیده و با تشکیل ذرات توده ی بزرگ تر و سنگین تر نشست می کنند، لذا بیشتر مطالعات پژوهشی بر روی پایداری سازی مخلوط نانوذرات با استفاده از اصلاح کننده های سطحی پرداخته اند. در زمینه انتقال نانوذرات در محیط های متخلخل و پارامترهای تاثیرگذار بر روی حرکت آنها از قبیل جلوگیری از چسبیدن نانوذرات به سطح دانه های بستر محیط متخلخل، مکانیسم های انتقال، مدلسازی انتقال نانوذرات در محیط های متخلخل مطالعات کمی صورت پذیرفته است، لذا این عدم اگاهی از مکانیسم انتقال و هیدرولیک حرکت نانوذرات در محیط متخلخل اشباع بسیاری از این تلاش ها در زمینه استفاده از نانوذرات برای پاکسازی مناطق آلوده را منجر به شکست نموده است. در دهه اخیر بیشتر کارهای پژوهشی با کار بر روی مدل های ساده آزمایشگاهی (یک بعدی، یک لوله) و تنها در تعداد اندک دوبعدی (فلوم مستطیلی) به بررسی مکانیسم انتقال نانوذرات در محیط متخلخل اشباع و پارامترهای تاثیرگذار بر آن صورت گرفته است. به نظر می رسد این گونه تخمین ها و آزمایشات نمی توانند به طور صحیح برای پیش بینی روند حرکت نانوذرات در یک محیط طبیعی (3بعدی) کاربردی داشته باشند. لذا در این پژوهش تحقیق با جزئیات بیشتری از مکانیسم انتقال نانوذرات را در یک مدل فیزیکی با شرایط نزدیک به واقعیت (محیط متخلخل اشباع 3بعدی) بررسی و با استفاده از داده های کسب شده از فعالیت آزمایشگاهی یک مدل عددی کارآمد برای شبیه سازی انتقال نانوذرات ارائه شد. در گام اول این پژوهش در آزمایشگاه به بررسی نحوه پایداری سازی مخلوط نانوذرات و تاثیر آن بر روی مکانیسم انتقال نانوذرات در یک محیط متخلخل اشباع، بررسی اثرات غلظت مخلوط نانوذرات و شیب گرادیان هیدرولیکی جریان آب (سرعت جریان آب زیرزمینی) بر روی مکانیسم انتقال آنها در یک محیط متخلخل اشباع یک بعدی، دو بعدی و سه پرداخته شد. سپس با بررسی فرمولهای پخش و معادلات انتقال آلاینده ها در جریان آبهای زیرزمینی به جهت مشخص نمودن معادلات حاکم بر انتقال و سرنوشت نانوذرات در یک محیط متخلخل اشباع با توجه به داده های آزمایشگاهی پرداخته شد. همچنین برای شبیه سازی نحوه انتقال نانوذرات با توجه به شرایط هیدرولیکی جریان آب زیرزمینی به بررسی امکان استفاده از برنامه ها و نرم افزارهای پرداخته شد. نتایج مطالعات نشان داد که پلی اکریلیک اسید با نسبت وزنی بهینه 1:2 (2 برابر پلی اکریلیک اسید در 1 برابر اکسیدآهن مغناطیسی) در ساخت مخلوط نانوذرات سبب می شود نانوذرات همچنان در مقیاس نانو باقی مانده و مخلوط ساخته شده دارای پایداری نسبی بالا باشد. افزایش غلظت مخلوط نانوذرات عبوری و همچنین کاهش سرعت جریان عبوری باعث انتقال کمتر نانوذرات اکسیدآهن در محیط متخلخل اشباع می گردند. همچنین مدل عددی MT3DMS توانایی شبیه سازی انتقال نانوذرات اکسیدآهن تثبیت شده با پلی اکریلیک اسید را در شرایط تئوری فیلتراسیون کلاسیک کلوئیدها CFT (حالت خاص مکانسیم جذب سطحی غیرتعادلی جنبشی مرتبه اول) را دارد. این روش شبیه سازی (استفاده از مکانسیم جذب سطحی غیرتعادلی جنبشی مرتبه اول) در نرم افزار شبیه سازی کمی و کیفی آبهای زیرزمینی، ویژال مادفلو، تطابق بسیاری خوبی بین نتایج آزمایشگاهی و محاسباتی برای هر سه محیط متخلخل یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی ایجاد نموده است و توانایی خود را در شبیه سازی انتقال نانوذرات در محیط های متخلخل اشباع به نمایش گذاشته است.