Физико-химическое моделирование поведения тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd) в природных водах: комплексы в растворе, адсорбция, ионный обмен, транспортные явления

Заключение

Основные результаты работы таковы:

1) На основании проведенного анализа структуры поверхности оксидов и глинистых минералов установлено, что на поверхности различных минералов содержится около 7 моль/м² адсорбционных центров, а поверхность глинистых минералов имеет помимо этого решеточный заряд варьирующий в пределах от 1 (для монтмориллонита) до 3 (для иллита) экв/м².

2) Развита новая модель ионного обмена на поверхности глинистых минералов, основанная на уравнении баланса заряда и структурных характеристиках поверхности. Модель позволила объяснить различия в селективности обмена, наблюдаемые у разных глинистых минералов.

3) Создана модель адсорбции ионов на поверхности оксидов, в основе которой лежат развитые автором представления о самоионизации поверхности и балансе заряда. Модель впервые позволила численно воспроизвести все ранее изученные особенности адсорбции ионов на поверхности оксидов.

4) На основе развитых представлений создана термодинамическая модель системы "Тяжелые металлы (Cu, Zn, Cd) - Макрокомпоненты раствора (H⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO₄^2-, CO₃^2-) - Растворенное органическое вещество (гуминовые и фульвокислоты) - Твердый гумус - Глинистые минералы - Оксиды трехвалентного железа". Модель откалибрована на основе литературных данных и данных автора и реализована в созданной автором компьютерной программе АКВАТИКА-2002, позволяющей производить расчеты распределения тяжелых металлов между природными водами и твердыми осадками.

5) Продемонстрирована применимость расчетных методов к описанию транспорта тяжелых металлов в грунтовых водах, баланса потоков в водоемах и реках.