Особенности переноса ионов химических элементов в мерзлых породах
Различают несколько механизмов переноса ионов химических элементов. Их соотношение определяется комплексом условий: внешних (температура, внешнее давление, концентрация засоляющего раствора, его состав) и внутренних (дисперсность, химико-минеральный состав, плотность и др.). Одним из основных механизмов переноса является концентрационная диффузии, которая развивается при разности концентраций во внешнем растворе и в грунте. Диффузия может ид- ■ и по пленкам незамерзшей воды, по границам кристаллов льда, а также возможно через объем льда. Спецификой процессов массопереноса в мерзлых породах является наличие движущих сил миграции влаги за счет разности потенциалов воды в растворе и в грунте. При интенсивной миграции влаги из засоляющего раствора и мерзлую породу происходит перенос ионов за счет конвекции (Лебеденко, 1989). Наиболее благоприятные условия для развития концентрационной диффузии - наличие пленок незамерзшей воды, максимальная толщина которых фиксируется в тонкодисперсных породах при высоких отрицательных температурах. Н грубодисперсных песчаных породах также происходит перенос ионов за счет диффузии несмотря на полное отсутствие незамерзшей воды. Проводящей средой в этом случае является поровый лсд. Кроме того, перенос ионов в грубодисперсных породах не осложняется сорбционными процессами из-за малой сорбционной емкости. В области низких отрицательных температур, когда происходит вымерзание пленок незамерзшей воды значительную роль начинает играть поверхностная проводимость ионов. Движущими силами поверхностной проводимости ионов являются: градиент электрокинетивеского потенциала, возникший в результате разницы концентраций ионов на поверхности скелета породы, в поровом и внешнем растворе; адсорбционные силы, обусловленные взаимодействием с поверхностью частиц, электростатические, связанные с распределением электрического заряда по поверхностям отрицательно заряженных минералов и положительно заряженного порового льда др. (Лебеденко, 1989). Соотношение механизмов переноса ионов определяется концентрацией и составом взаимодействующего раствора, а также зависит от внешнего давления. С увеличением концентрации раствора движущие силы массопереноса возрастают. Это приводит к увеличению интенсивности миграции влаги и ионов из раствора в грунт. Но одновременно увеличиваются и значения осмотического потенциала влаги, направленного от меньших концентраций к большим, т.е. из породы в раствор. Поэтому при высоких концентрациях раствора осмотическая составляющая сил миграции превышает действие поверхностных сил и водный поток направлен из породы в раствор. Таким образом, существует оптимальная концентрация внешнего раствора при которой конвективная составляющая потока ионов, а вместе с ней и общий поток ионов максимальны. Величина этой оптимальной концентрации различна в породах разного состава и зависит от их температуры [Ершов, Лебеденко, Чувилин, 1992]. Следует отмстить, что в миграции ионов тяжелых металлов диффузионная составляющая играет значительно большую роль, чем в миграции ионов легких металлов (Ershov et al, 1994). Расстояние от зоны контакта, см
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (437)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |