Учет сорбции при моделировании диффузии в слабопроницаемых породах

Авторы: ЛЕХОВ А.В., ФЕДОРОВА Ю.В., ШВАРОВ Ю.В.

Аннотация
Основной емкостью для многокомпонентных промышленных стоков, поступающих в геологическую среду, является поровое пространство слабопроницаемых блоков пород. Поступление компонентов промстоков в блок из проницаемых трещин или слоев происходит диффузией совместно с массобменом жидкой и твердых фаз за счет ионного обмена и растворения/осаждения минералов. Наиболее часто для прогноза миграции используют модель массообмена в виде линейной изотермы сорбции с основным параметром — коэффициентом распределения между фазами (Kd). В данной работе проведен анализ применимости такого подхода сравнением с более сложными моделями, учитывающими многокомпонентность стока. Движущей силой диффузии является градиент электрохимического потенциала. Первая относительно простая модель включает преобладающую соль, и соль микрокомпонента, катион которого может образовывать комплексы с анионом и сорбироваться по изотерме Генри. Вторая модель диффузии ионов учитывает комплексообразование, ионный обмен и взаимодействие с минералами. Результаты этих моделей сравниваются с аналитическим решением при постояннoм коэффициенте распределения. Для исследования выбраны радиоактивные стоки с опасными микрокомпонентами — радиоактивными цезием и стронцием. В то же время их стабильные изотопы существуют в природных подземных водах. Используются условия двух полигонов захоронения радиоактивных отходов, выбранные по превалирующим компонентам состава: на первом (Сибирский химический комбинат — СХК) сток — нитратно-натриевый рассол, подземные воды пресные, на втором (Научно-исследовательский институт атомных реакторов — НИИАР) солоноватый нитратно-натриевый сток и подземные хлоридно-натриевые рассолы. Обе модели показывают согласие с аналитическим решением (постоянный Kd) только для доминирующего нитрата натрия. Для микрокомпонентов концентрации катионов образуют максимум и анионов минимум у границы блока даже при равенстве начального и граничного условий по этим компонентам. Причинами являются изменение ионной силы раствора и перераспределение компонентов в обменной емкости. Коэффициент распределения микрокомпонентов, рассчитанный по отношению концентраций в воде и породе, меняется и по пути миграции и во времени в десятки раз. Следовательно, использование предпосылки постоянного Kd может привести к существенным погрешностям прогноза миграции. Однако, модели многокомпонентной диффузии при региональных прогнозах требуют ресурса и быстродействия компьютеров, значительно превосходящего обычно используемые в практике исследований.

Комментарии
Подписаться
Уведомить о
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Статьи из журнала

Итоги изучения напряженно-деформированного состояния массивов горных пород

Авторы: КАЛИНИН Э.В.

Аннотация В 60–80-е гг. кафедра грунтоведения и инженерной геологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова активно участвовала в инженерно-геологических исследованиях для обоснования строительства крупных гидротехнических сооружений в Средней Азии и Восточной Сибири и ...

Учет сорбции при моделировании диффузии в слабопроницаемых породах

Авторы: ЛЕХОВ А.В., ФЕДОРОВА Ю.В., ШВАРОВ Ю.В.

Аннотация Основной емкостью для многокомпонентных промышленных стоков, поступающих в геологическую среду, является поровое пространство слабопроницаемых блоков пород. Поступление компонентов промстоков в блок из проницаемых трещин или слоев происходит диффузией совместно с массобменом жидкой ...

Силикатизация структурно-неустойчивых грунтов (Часть 1)

Авторы: АБРАМОВА Т.Т.

Аннотация Под влиянием различных факторов физическое состояние слабых структурно-неустойчивых грунтов, к которым относятся лессовые просадочные, может ухудшаться. Для обеспечения устойчивости сооружений на лессовых территориях большинство специалистов применяют общепризнанный метод силикатизации. Однако было выявлено, ...

Взаимосвязи набухания и усадки глинистых и лессовых грунтов

Авторы: РЯЩЕНКО Т.Г.

Аннотация Рассматривается характер взаимосвязи между относительным набуханием и объемной усадкой глинистых и лессовых грунтов. Оценивается возможность их адекватности (соответствия) или антагонизма (противоречия). Приведены примеры из практики инженерных изысканий на территории Турции (анкарские глины), ...

Об итогах развития инженерной и экологической геологии в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова в 2008–2017 годах (к 80-летию кафедры инженерной и экологической геологии)

Авторы: ТРОФИМОВ В.Т.

Аннотация Описаны этапы развития инженерной геологии и экологической геологии в МГУ имени М.В. Ломоносова, современная структура и состав кафедры, итоги ее учебной, научной и научно-организационной работы в 2008–2017 годах. Охарактеризовано государственное и общественное ...

Журнал «Инженерные изыскания»

Оформить подписку на журнал «Инженерные изыскания»

Журнал «Инженерная геология»

Оформить подписку на журнал «Инженерная геология»

Журнал «Геориск»

Оформить подписку на журнал «Геориск»

Журнал «Геотехника»

Оформить подписку на журнал «Геотехника»

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
()
x