Vízoldható anyagok mozgása pórusos rendszerekben

Vezető: 
Dr. Nagy Noémi, egyetemi docens
Tagok: 
Prof. Dr. Kónya József, egyetemi tanár
Tagok: 
Nemes Zoltán, egyetemi tanársegéd

Vízoldható anyagok mozgása pórusos rendszerekben
Természetes és mesterségesen előállított, módosított pórusos rendszerekben vizsgáljuk a tömbfázisok szerkezetének, ill. a határfelületi kölcsönhatásoknak a migráló vízoldható anyagok mozgási sebességére gyakorolt hatását.
Természetes pórusrendszerként a bentonit agyagkőzetet választottuk, mivel szerkezete, ill. kötőhelyei alapján alkalmas a kőzetekben, talajokban, ill. hulladéklerakók mérnöki gátjaként történő alkalmazás során lejátszódó határfelületi folyamatok vizsgálatára. Eltérések lehetnek azonban a természetes kőzet, ill. a mérnöki gát céljára kitermelt, mechanikailag feldolgozott, esetleg kémiailag módosított bentonit közözz, ami alapvető hatással lehet a migrációs, ill. szorpciós tulajdonságokra.
Kiemelten vizsgáljuk a migrációt vizsgáló szorpciós (adszorpció, ioncsere, kicsapódás) folyamatokat, azok hatását a migrációra. A vizsgált ionok antropogén környezetszennyező ionok, ill. radioaktív izotópok.
A vizsgálatok során arra a kérdésre keresünk választ, hogy az adott közegre alkalmazható migrációs modellbe milyen kvantitatív paraméterekkel illeszthetők be a migrációs közeget jelentő pórusrendszer releváns szerkezeti paraméterei, illetve a migráló anyag és a közeg határfelületi folyamatait, valamint egyéb kölcsönhatásait (pl. a tömbfázissal) jellemző tulajdonságok.
Tanulmányozzuk továbbá, hogy az általunk korábban kifejlesztett migrációs modell, mely figyelembe veszi a pórusrendszer ill. a migrációs közeg összetételét, és amelyet korábban hordozómentes radioaktív izotópok (Cs-137 és Sr-90) kőzetekben való mozgására alkalmaztunk sikeresen hogyan alkalmazható természetes állapotú, ill. mechanikailag feldolgozott és kémiailag módosított szilikátok (agyagkőzet) ill. mesterségesen előállított (beton) pórusos rendszerekre. Vizsgáljuk a pórusrendszer előéletétől, ill. előállítási körülményeitől függő szemcseméret ill. pórusszerkezet, fajlagos felület hatását a határfelületi ill. mozgási jelenségekre.
Két típusú vizsgálatot végzünk:
1.        Vizsgálatok migrációs cellában: természetes állapotú bentonitkőzeten vizsgáljuk nem szorbeálódó ion radioaktív izotópjának mozgását. Ezt összehasonlítjuk szorbeálódó ion radioaktív izotópjának mozgásával. Ezután ugyanezt a kőzetet mechanikai kezelésnek vetjük alá, és az ebből készített korongokon végezzük el a fenti vizsgálatokat. Kémiai kezelések hatását is megvizsgáljuk a fenti folyamatokra.
2.        Szorpciós vizsgálatok: a migrációs folyamatokat befolyásoló határfelületi és kémiai kölcsönhatások vizsgálata statikus kísérletekben.
 
A kutatások jelen fázisában a nem szorbeálódó ion természetes agyagkőzeten történő vizsgálatait befejeztük, most folynak a szorbeálódó (Cs-137) ion migrációs vizsgálatai. A statikus szorpciós vizsgálatokról már közleményt jelentettünk meg, melynek adatai a következők: 

J. Kónya, N.M. Nagy: Sorption of dissolved mercury (II) species on calcium-montmorillonite: an unusual pH dependence of sorption process, J. Radioanal. Nucl. Chem. 288 (2011) 447-454