Original paper

Simultaneous Ion Transport and Exchange in Aggregated Porous Media

Selim, H. M.; Flühler, Hannes; Schulin, Rainer

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird ein Modell entwickelt, um die Reaktionen und den Transport von gelösten Stoffen im Boden vorherzusagen. In Bezug auf Wechselwirkungen mit der Bodenmatrix wird der Fall eines lonenaustausches mit lokalem Gleichgewicht angenommen. Dem Modell ist das Konzept des mobilen/immobilen Wassers bzw. das 2-Regionen-Modell zugrundegelegt. Die Transportgleichungen werden auch für den Fall zeitlich (und räumlich) variabler Bodenlösungs-Normalität wie auch Kationenaustauschkapazität dargestellt. Mit dem Modell wurde eine Empfindlichkeitsanalyse durchgeführt, um die Bedeutung verschiedener Modellparameter zu illustrieren. Die Empfindlichkeitsanalyse zeigte, daß das Vorhandensein immobilen Wassers für die meisten lonenaustausch- und Transport-Bedingungen zu einem ausgeprägten "tailing" der simulierten Durchbruchskurven führt.

Abstract

In this paper a model was developed to predict solute reaction and transport in soils. The basic mechanism for solute interactions was based on local equilibrium of the ion exchange processes. The model was based on the mobile-immobile or the two region model. In addition the transport equations were presented for the case of varying soil solution normality as well as cation exchange capacity with time (and space). The model was used to perform sensitivity analysis to illustrate the significance of changes in several model parameters. The sensitivity analysis indicated that the presence of immobile water resulted in extensive tailing of simulated breakthrough curves for most ion exchange and transport conditions.

Keywords

Mathematical modelsequilibriumsoilsleachingchemical reactionion exchange