Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)

5-6. szám - Márkos Gergely: Hidrogeokémiai rendszerek diffúziós folyamatai. 1. rész: Alapfogalmak és a korszerű diffúzióelmélet

MARKOS G.: Hidrogeokémiai rendszerek 271 no distinction is made between the analytical concenti'ation determined for constituents of the aqueous phase and the actually diffusing substance. Neither the cross-coupling effects of ions of the multicomponent system are considered. Aggrevating the confusion yet is the complete ignorance of considering a natural water system as electrolyte. The equation in those rarely appearing publications, which consider diffusion in the sense of definition by two laws of Fick, usually is J?" - (p

0Dj(dcj/Sx) (see Bolt, 1982; Lasaga, 1979). This equation allows only the concentration gradient as the driving foi'ce of diffusion. This is valid for neutral molecules. Charged substances such as ions or colloidal clay particles are also affected by the requirement of maintaining macroscopic electrical neutrality. This results in the diffusion potential (see Lasaga, 1979 or Miller, 1966) which constitutes part of the forces controlling the diffusional flux of dissolved or suspended particles characteristic of the aqueous phase. Thermodynamics of irreversible processes adequately describe diffusion processes applicable to natural water systems. Three governing equations describe the process: (1) local entropy production rate: n TA= £ JJXJ 3 = 1 (2) the Onsager Reciprocity Principle lj,i=U,j Í5fj (i.j=l. •••,") ^.3) the relationship between flux and all forces M J}= 2 l

i'

iX

f Considering these relationships, contemporary of diffusion is presented for simple systems, and evaluation of other relationships are taken to establish empirical schemes for calculation of diffusion coefficients. This communication is the first in a series which has the objectives and goals to develop algorithms which serve the basis of a computer program package for modeling and simulating hidrogeochemical processes in general or diffusion in natural aqueous systems in particular. Keywords: ion diffusion, elektrolyte, natural aqueous system, thermodynamics of irreversible processes, multicomponent coupled processes MARKOS GERGELY Egyetemi és tudományos végzettségét az USA-ban szerezte (B. A. 1967, és Ph. D. 1977) a kolorádói egyetemen geológiából, geokémiai specializációval. Tudományos tevékenysége a felsőoktatás (egyetemi docens), kormányszervek által finanszírozott alap-, ós alkalmazott kutatások, valamint a bányászat ós a hidrometallurgiai vállalatoknak végzett konzultációs munkák között oszlik meg. Pontosabb kutatási és oktatási területei az ásványátalakulások termodinamikai megközelítése, anyagtulajdonságokat jellemző termodinamikai adatok vizsgálata, ós az anyagásványok fizikai kémiája. Alkalmazott kutatásának a szennyeződésterjedés ok-okozati összefüggéseinek megállapítása, az in-situ ércbányászat geokémiai (kőzet-víz közötti) összefüggéseinek vizsgálata, és a geokémián alapuló technológia fejlesztése a fontosabb tevékenységei. Pontosabb munkakörei: egyetemi oktatás (1967—-84, Univ. Colorado ós SD. School of Mines and Technology), kutatási intézet tudományos igazgatója (1979—1984 UMT Research, SD School of Mines and Technology és Geochemistry and Environmental Chemistry Research, Inc.), bányászati ós hidrometallurgiai tanácsadó (1972—84, Westinghouse Corp., Wyoming Minerals Corp., Martin Oil Co., Office of Economic Cooperation and Development — NEA — Paris, US. Dept. of Energy, US. Bureau of Mines), 1985 óta pedig a VITUKI tudományos főmunkatársa.