01 apr Effekt av elektriskt dubbellager och anjonexklusion vid transportmodellering
Masstransport av ämnen i grundvattensystem är en viktig process i många av våra projekt. Lösta ämnen kan transporteras med grundvattnets flöde eller genom diffusionsprocesser i berg och jord.
Många bergmineral har negativt laddade ytor vilket attraherar positivt laddade katjoner som ansamlas intill mineralytan. Ansamlingen av katjonerna vid ytan kan dock inte fullt balansera ytans negativa potential och spänningsfältet sträcker sig ut ett antal nanometer från ytan in i vattenfasen. Detta bildar ett fält som kallas ett elektriskt dubbellager, där spänningsfältet tränger undan negativt laddade anjoner från ytan. Fenomenet brukar kallas anjonexklusion, vilket syftar på att negativt laddade joner exkluderas från en del av porens tvärsnitt som därmed reducerar deras mobilitet. Hur stor effekten blir beror bl.a. av porvidden, vattnets jonstyrka och mineralytornas egenskaper.
Kemakta arbetar med att ta fram numeriska modeller för att beskriva effekten av anjonsexklusion på porskala. Detta för att bättre förstå hur jonernas transport påverkas i enskilda porer med olika geometriska och kemiska förutsättningar, samt hur interaktioner mellan lösta ämnen och mineralytor (ex. jonbyte och sorption) påverkas. Vi arbetar också med att skala upp dessa modeller i syftet att bättre beskriva transport av joniska ämnen i naturligt förekommande komplexa spricknätverk i berg.
