Новости
Расчеты гидрохимических параметров почвы (часть 2)
13.03.2013
Искомыми неизвестными в уравнении (XII.25) являются сп, сз, Sп, Sз, поэтому для его решения требуются дополнительные соотношения, связывающие содержание растворенных и сорбированных твердой фазой веществ. Такие соотношения принято называть изотермами сорбции. В зависимости от скорости протекания реакции изотермы сорбции делят на равновесные и кинетические. Если время ионообмена между твердой и жидкой фазами почвы пренебрежимо мало по сравнению со временем прохождения потока влаги через почвенный слой, для простых ионов используют уравнение линейной равновесной сорбции:
где k0 - константа сорбции или коэффициент распределения вещества между жидкой и твердой фазами почвы.
Более сложные взаимодействия, например адсорбцию тяжелых металлов или пестицидов, описывают изотермами Лэнгмюра:
где Smax, сmax - максимально возможная концентрация вещества адсорбированного твердой фазой почвы и содержащегося в поровом растворе; kс - константа сродства; n - показатель степени.
В случае длительного протекания химического реакций или процессов трансформации вещества пользуются кинетическими уравнениями n-го порядка:
Кинетические уравнения принято также использовать для описания обмена веществом между проточными и застойными зонами ПП почвы:
что позволяет привести уравнение (XII.25) к более простому виду:
В противоположность сорбционному взаимодействию ионов в поровом растворе с твердой фазой почвы, замедляющему перенос растворенных веществ, существуют процессы, ускоряющие движение переносимых ионов. Эти процессы обусловлены выталкиванием отрицательно заряженных ионов из порового раствора (anion exclusion), граничащего с твердой фазой и учитываются в моделях переноса введением дополнительного параметра θ, характеризующего долю порового раствора, не содержащего переносимый ион, и поэтому названный нерастворяющим объемом. В уравнении КДП нерастворяющий объем снижает долю почвенной влаги с растворенным веществом до величины активной влажности почвы, равной:
Приведенные уравнения показывают, что число параметров модели переноса химических веществ может увеличиваться от 1 в простейшей постановке до 8 при учете всех перечисленных процессов. Это создает определенные трудности при постановке экспериментов и выборе метода расчета гидрохимических параметров почвы.
- Основные уравнения для расчета гидрохимических параметров почвы (часть 1)
- Основные уравнения для расчета гидрохимических параметров почвы (часть 2)
- Температурный режим и тепловые свойства почвы
- Теплоемкость почвы (часть 1)
- Теплоемкость почвы (часть 2)
- Теплопроводность и температуропроводность почвы
- Методы исследования температурного режима почвы
- Методика проведения режимных наблюдений
- Методика проведения площадных исследований
- Методика исследования потоков тепла в почве