Физико-химическое моделирование сорбции радионуклидов (137 Cs и 90 Sr) в системе "природные воды - глинистые минералы" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.09, кандидат химических наук Дунаева, Анна Николаевна

• Дунаева, Анна Николаевна
• кандидат химических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат химических наук Дунаева, Анна Николаевна

Введение.

1. Особенности сорбционных взаимодействий в системе «природные воды минералы почв и грунтов».

1.1. Минеральный состав природных сорбентов. Поверхностные функциональные группы минералов.

1.2. Понятие о сорбционной ёмкости.

1.3. Кинетика сорбционных реакций. Обратимость сорбции.

2. Теоретические модели сорбционных процессов.

2.1. Модели физической адсорбции (Ко - концепция).

2.2. Модель поверхностного комплексообразования.

2.3. Равновесный ионный обмен.

3. Современное программное обеспечение для расчета равновесий в гидрогеохимических системах.

3.1. Общий обзор компьютерных программ.

3.2. Программа ЗиЗБо! для расчета равновесного состава системы.

4. Экспериментальные данные и модельные расчеты.

4.1. Теоретическая основа.

4.2. Обработка экспериментальных данных.

4.3. Численное воспроизведение результатов модельных экспериментов на основе полученных констант ионообменных равновесий.

4.4. Моделирование сорбции радионуклидов в системе «полиминеральная порода - многокомпонентный водный раствор».

5. Термодинамическая модель сорбции 90вг в подземных водах оз. Карачай (влияние комплексообразования).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химическое моделирование сорбции радионуклидов (137 Cs и 90 Sr) в системе "природные воды - глинистые минералы"»

Актуальность работы. Вследствие индустриальной, военной и бытовой деятельности человечества в окружающую среду было выброшено и продолжает поступать большое количество химических элементов в концентрациях, этой среде изначально несвойственных. Сюда, в первую очередь, относятся тяжелые металлы РЬ, Сс1, Си, Нд, I) и др. и радионуклиды 903г, 137Сз, 237Ыр, 238"240Ри, 241Ат и др. Несмотря на низкие содержания этих элементов в природных водах и почвах, их глобальное распространение в природных экосистемах оказывает губительное химическое и/или радиационное воздействие на человека и биосферу в целом.

Для того чтобы иметь возможность прогнозировать поведение токсичных элементов в различных ландшафтно-геохимических системах, планировать создание искусственных геохимических барьеров и разрабатывать реабилитационные мероприятия, необходимо создание физико-химических моделей, описывающих миграцию и фиксацию этих элементов в природных водах, почвах и грунтах.

С точки зрения термодинамического описания, поведение микрокатионов (катионов тяжелых металлов и радионуклидов) в окружающей среде принципиально отличается от поведения макрокомпонентов тем, что эти элементы в силу своих низких концентраций в природных водах, как правило, не образуют собственных твердых фаз. Процессы их миграции и фиксации в поверхностных условиях в значительной мере определяются сорбцией на слюдистых и глинистых минералах, гидрооксидах, карбонатах, органическом веществе почв и грунтов, а также процессами соосаждения с макрокатионами природных вод. При этом концентрация микроэлементов в твердой фазе осадков является величиной переменной, вследствие чего данный осадок или минерал-сорбент следует рассматривать в отношении микрокомпонента не как однокомпонентную фазу, а как фазу переменного состава, своеобразный «твердый раствор» сорбированного микрокатиона. Между тем, имеющиеся программы расчета равновесных составов гетерогенных систем, обычно используемые при моделировании поведения макрокомпонентов, учитывают, как правило, твердые фазы постоянного состава и поэтому оказываются непригодными для описания поведения тяжелых металлов и радионуклидов, присутствующих в природных системах в микроколичествах.

В связи с этим актуальным является разработка подходов к 1 моделированию сорбционных равновесий микрокатионов в многокомпонентных гетерогенных системах «подземные или поверхностные природные воды -минералы грунтов и донных осадков».

Цель исследования. Основной целью настоящей работы является существенное расширение возможностей термодинамического моделирования поведения загрязняющих компонентов, прежде всего радионуклидов, в окружающей среде.

В рамках поставленной цели предусматривалось решение следующих основных задач:

1. Выбрать модель, пригодную для описания ионообменных сорбционных равновесий, и использовать ее в рамках программы расчета равновесного состава гетерогенных мультисистем для моделирования сорбции радионуклидов (цезия-137 и стронция-90) из многокомпонентного водного раствора полиминеральными грунтами.

2. На основе выбранной модели произвести математическую обработку опубликованных экспериментальных данных по сорбции радионуклидов глинистыми минералами с целью получения необходимой для моделирования термодинамической информации о константах сорбционных равновесий (величинах стандартных химических потенциалов сорбированных компонентов в минерале) и значениях сорбционной емкости минералов.

3. На примере расчета распределения радионуклидов в некоторых экспериментально изученных модельных системах показать применимость полученных констант и выбранной сорбционной модели для описания поведения цезия-137 и стронция-90 в различных загрязненных регионах.

4. Сопоставить результаты расчетов сорбционных равновесий 137Сэ и 90вг с коэффициентами распределения этих радионуклидов, реально наблюдаемыми в наиболее загрязненных участках России.

Научная новизна. Научная новизна данной работы заключается в разработке способов термодинамического расчета межфазного распределения микрокомпонентов в многокомпонентных гетерогенных системах.

Практическая значимость.

1. При моделировании поведения микрокатионов в подземных и поверхностных водах в пределах отдельных загрязненных территорий часто используются эмпирические коэффициенты распределения (Кс) в системе «вода-порода». Коэффициент Кс, представляющий собой равновесное отношение концентраций радионуклида в породе и в водном растворе, определяется в результате лабораторного модельного эксперимента или полевых исследований. Очевидно, однако, что значения таких коэффициентов не являются универсальными, т.к. область их применения не может быть распространена на районы с иными показателями компонентного состава грунтов и/или природных вод. Более того, вследствие изменчивости минерального состава грунтов, значения Ко нередко значимо меняются даже в пределах небольших участков. Помимо этого, использование К0 предполагает неограниченную сорбционную емкость породы, что не всегда верно.

В данной работе для оценки распределения радионуклидов в природных системах «вода-порода» предложен подход, основанный на термодинамическом моделировании конкурирующей ионообменной сорбции радиоактивных элементов из многокомпонентного водного раствора полиминеральным грунтом. При этом сорбционное вхождение радиоактивного иона в минерал-сорбент описывается в терминах термодинамики твердых растворов, что позволяет моделировать переменные концентрации микрокомпонентов в минералах.

В основе такого моделирования лежит знание констант конкурирующей бинарной сорбции радионуклида отдельными минералами. Учитывая, что различные грунты составлены достаточно ограниченным набором минералов и нередко различаются лишь их количественными соотношениями, можно полагать, что такой подход должен позволить, используя ограниченную термодинамическую информацию, рассчитывать распределение радионуклидов в разнообразных природных системах, составленных водами различного гидрохимического типа и грунтами разного минерального состава. 2. Термодинамическая модель сорбции 903г из нитратно-натриевых водных растворов, предложенная в данной работе, была использована для расчета коэффициентов задержки стронция рыхлыми отложениями в рамках трехмерной гидрогеологической модели района оз. Карачай (ПО «Маяк», Челябинская обл.).

Структура диссертационной работы.

Работа состоит из пяти глав, введения и заключения, объёмом 113 страниц, включая 21 рисунок и 12 таблиц.

В первой главе приводится характеристика основных природных сорбентов, обсуждается понятие сорбционной ёмкости минералов, обосновывается правомерность ее описания в терминах теории твердых растворов. Здесь же рассматриваются вопросы, связанные с проблемой обратимости и равновесности сорбционных процессов.

Во второй главе приводится обзор имеющихся теоретических моделей, предназначенных для описания сорбционных взаимодействий. Обосновывается выбор модели ионного обмена, используемой в данной работе, как наиболее удобной с точки зрения применяемых формализмов.

В третьей главе приводится краткий обзор компьютерных программ для расчета равновесного состава гетерогенных мультисистем, используемых для решения различных гидрогеохимических задач, а также дается краткое описание алгоритма программы 81-Сзо/, с помощью которой в данной работе выполнялись все термодинамические расчеты.

В четвертой главе описывается методика обработки экспериментальных изотерм сорбции микрокатионов глинистыми минералами, на основе которой были получены соответствующие константы ионного обмена и оценены величины сорбционной ёмкости минералов-сорбентов. Здесь же приводятся результаты модельных расчетов сорбции радионуклидов цезия-137 и стронция-90, проведенные на основе полученной термодинамической информации, в сопоставлении с имеющимися экспериментальными данными и результатами полевых измерений распределения этих радионуклидов в различных природных системах (включая техногенные водоемы территории ПО «Маяк», Челябинская область).

В пятой главе рассматривается влияние комплексообразования на сорбционные процессы на примере обработки экспериментальных данных по сорбции стронция-90 из техногенных растворов нитрат-натриевого состава в районе оз. Карачай (ПО «Маяк», Челябинская область).

Диссертационная работа выполнена в Лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю Мироненко М.В. за интересные идеи, внимание, постоянную помощь и поддержку, оказанные при выполнении проведенных исследований. Автор благодарен Девиной O.A. и Сергеевой Э.И. за консультации и помощь в использовании литературных данных, И.J1. Ходаковскому за ценные консультации, полезные советы и критическую оценку проводимой работы, Яковлеву О.И. и Котельникову А.Р. за научные обсуждения вопросов, касающихся теории твердых растворов. Автор также приносит благодарность своим соавторам Е.И. Орловой и Л.М. Самсоновой, экспериментальный материал которых был использован в работе, а также всему коллективу лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов во главе с О.Л. Кусковым за поддержку, доброжелательность и творческое общение во время написания данной работы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 94-05-16821) и Международного Научного Фонда (грант NGG000).

Заключение диссертации по теме «Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых», Дунаева, Анна Николаевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (Защищаемые положения диссертации).

Проведенные исследования по сорбции радионуклидов 137Сэ и 908г глинистыми минералами позволяют сформулировать следующие выводы, являющиеся также основными защищаемыми положениями данной работы:

1. Разработана методика термодинамического моделирования ионообменной сорбции тяжелых металлов и радионуклидов из природных многокомпонентных растворов полиминеральными грунтами на основе программы расчета равновесного состава гетерогенных мультисистем. При этом множество сорбционных центров поверхности минерала, соответствующее его сорбционной емкости, рассматривается в отношении адсорбированных катионов как фаза-раствор.

2. В результате математической обработки опубликованных экспериментальных данных, на основе модели ионообменной сорбции рассчитаны константы бинарного ионного обмена радионуклидов 903г, 137Сз, и макрокатионов природных вод Са2+, Мд2+,

К+ и иона Н+(ад) на каолините, иллите, монтмориллоните, галлуазите. Оценены величины сорбционной емкости этих минералов.

3. Сравнение результатов расчетов сорбции 90вг и 137Сб в многокомпонентных системах с данными модельных экспериментов показывает, что полученные константы ионного обмена применимы для описания сорбционных равновесий в различных природно-техногенных обстановках.

4. На основе представлений об ионообменной сорбции и комплексообразовании в растворе разработана термодинамическая модель, описывающая сорбцию 903г из нитратно-натриевых подземных вод района о. Карачай (ПО «Маяк», Челябинская обл.) разными типами грунтов в зависимости от степени разбавления техногенных растворов незагрязненными подземными водами. Показано, что суммарная сорбция радионуклида обусловлена конкурирующей сорбцией иона Бг24, и комплекса ЭгМОз+ с макрокатионами природных вод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Дунаева, Анна Николаевна, 2001 год

1. Белицкий A.C., Орлова Е.И. Охрана подземных вод от радиоактивных загрязнений. // М.:"Медицина", 1968

2. Борисов М.В., Шваров Ю.В. Термодинамика геохимических процессов // М.: Изд-во МГУ, 1992, 256с.

3. Ванюшина А.Я., Травникова Л.С., Шаймухаметов М.Ш. Термодинамическая характеристика обмена Ca-Na в слитых и сопряженных с ними зональных почвах // Почвоведение, 1998, №2, с.176-185

4. Гапон E.H. Об уравнении изотермы обменной адсорбции // Коллоид. Журн. 1937, т.З, с. 859-862

5. Грим P.E. Минералогия глин II М.: Изд-во иностранной литературы., 1959. 452 с.

6. Дорофеева В.А., Ходаковский И. Л. Расчет равновесного состава многокомпонентных систем «методом минимизации» по константам равновесия II Геохимия, 1981, №1, 129-135

7. Дубинин М.М., Радушкевич Л.В. //Докл. Акад. Наук, физ.-хим. секция, 1947, Т.55, с.331-333

8. Дунаева А.Н., Мироненко М.В. Сорбция цезия некоторыми глинистыми минералами // Геохимия, 2000, №2, с. 213-221.

9. Дунаева А.Н., Мироненко М.В. Константы сорбции цезия на некоторых минералах зоны гипергенеза II Международный симпозиум по прикладной геохимии, Тез. Докл., Москва, 1997, с. 258.

10. Дунаева А.Н. Расчет констант ионообменной сорбции стронция-90 глинистыми минералами // Геохимия, 2001 (в печати)

11. Карпов И.К., Киселев А.И., Летников Ф.А. Моделирование природного минералообразования на ЭВМ II М.: Недра, 1976, 385с.

12. Кокотов Ю.А. Некоторые вопросы теории изотермы ионного обмена II Радиоакивные изотопы в почвах и растениях. Л.: Колос, 1969, с. 5-13. (Сб. трудов по агроном. Физике; вып. 18).

13. Коноплев A.B. и др. Распределение радионуклидов, выпавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в системе почва-вода. // Метеорология и гидрология, 1988, №12.

14. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрохимия // М.: «Недра», 1992, 463с.

15. Крайнов С.Р. и др. Методы геохимического моделирования и прогнозирования в гидрогеологии. // М.: Недра, 1988, 254с.

16. Кульчитский Л.И., Урусьянов О.Г. Физико-химические основы формирования свойств глинистых пород // М., «Недра». 1981. 178с.

17. Лисицин А.К. и др. Буферные геохимические свойства геологической среды (методическая специфика измерений термодинамического и статистического анализов)//1999, 58с

18. Минералы. Справочник//М.: «Наука»1992. T.IV. Вып.1.

19. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии.// М., 1998. Т.1. с.225.

20. Мироненко М.В., Дунаева А.Н., Дорофеева В.А. Термодинамическое моделирование поведения рассеянных компонентов (тяжелые металлы и радионуклиды) в водосодержащих гетерогенных системах.// Геохимия, 1995а. № 7. с. 998-1008.

21. Мироненко М.В., Дунаева А.Н. Опыт термодинамического моделирования поведения радионуклидов и тяжелых металлов в окружающей среде: особенности, подходы, примеры // Международный симпозиум по прикладной геохимии, Тез. Докл., Москва, 1997, с. 302.

22. Никольский Б.П., Парамонова В.И. Законы обмена ионов между твердой фазой и раствором //Успехи химии, 1939, т. 28, вып. 10, с. 1535.

23. Новиков А.П. и др. Содержание и распределение радионуклидов в воде и донных отложениях некоторых промышленных водоемов ПО "Маяк" // Радиохимия. 1998. Т.40. №5. С. 453-461.

24. Олов Д.С. Химия почв. 1992, 400с.

25. Пачепский Я.А. Математические модели физико-химических процессов в почвах // М.:Наука, 1990,188 с.

26. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах II Пущино, ОНТИ, ПНЦ РАН, 1997, 166с.

27. Пинский Д.Л. К вопросу о критериях применимости закона действующих масс для описания ионообменных равновесий в почвах // Тез. Докл. V делегатского съезда Всес. О-ва почвоведов. Минск, 1977. Т.2. С. 65-67.

28. Пинский Д.Л. К вопросу о механизмах ионообменной адсорбции тяжелых металлов почвами II Почвоведение. 1998. №11. С.1348-1355

29. Пинский Д.Л., Пачепский Я.А. Описание движения кадмия в почвенной колонке с помощью комплексной математической модели // Почвоведение, 1991, №1, с. 133-140.

30. Пинский Д.Л., Подгорина Л.Т. Об описании изотерм ионообменной сорбции кальция и свинца в модельных экспериментах //Агрохимия, 1986, №3, 78-85.

31. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия // Л., "Недра", 1975, 208с.

32. Саксена С. Термодинамика твердых растворов породообразующих минералов // М.:Мир, 1975, 205с.

33. Соботович Э.В., Ольховик Ю.А., Ольштынский Ю.А. Защитная способность грунтов в районах радиохимического влияния аварийных выпадений Чернобыльской АЭС. // Атомная энергия, 1991, т.70, вып.6

34. Спозито Г. Термодинамика почвенных растворов // Л.: Гидрометеоиздат, 1984, 240с.

35. Справочник по ядерной энерготехнологии. //М. 1989. 752с.

36. Термические константы веществ // Справочник. Под ред. Глушко, 1979, т.9, ВИНИТИ, Москва, 574 с.

37. Шваров Ю.В. Алгоритмизация численного равновесного моделирования динамических геохимических процессов // Геохимия, 1999, №6, 646-652.

38. Шваров Ю.В. Алгоритмы определения равновесного состава многокомпонентных гетерогенных мультисистем //Автореф. дис. . канд. г.-м. Наук. М.:МГУ, 1982, 24с.

39. Ядерная энциклопедия. // М., 1996. 656с.

40. Aja S.U. The sorption of rare earth element, Nd, onto kaolinite at 25°C // Clays Clay Mineral. 1998. V.46. p.103-109

41. Allison J.D., Brown D.S., Novo-Gradac K.J. MINTEQA2/PRODEFA2, A geochemical assessment model for environmental systems: Version 3.0 User'smanual. // EPA/600/3-91/021, U.S. Environmental Protection Agency, Athens, Georgia, March 1991.

42. Ames L.L. et.al. Sorption of uranium and cesium by Hanford basalts and associated secondary smectite II Chem.Geol., 1982, 35:205-225

43. Ames, L. L., J. E. McGarrah, and B. A. Walker Sorption of Trace Constituents from Aqueous Solutions onto Secondary Minerals. I. Uranium // Clays and Clay Minerals, 1983, 31(5):321-334.

44. Argensinger W.J. et. al. // Trans. Kansas Acad. Scl., 1950, V.53, p. 404

45. Avena M. J. and De Paull C. Proton adsorption and electrokinetics of an Argentinean Montmorillonite. // J. Colloid and Interf. Sci. 1998. V.202, 195-204.

46. Balistrieri L.S., Murray J.W. The surface chemistry of 6-Mn02 in major ion sea water// Geochlm. et Cosmochim. Acta, 1982, V. 46, p. 1041-1052

47. Beene G. M., Bryant R., and Williams D. J. A. Electrochemical properties of illites. II J. Colloid and Interf. Sci. 1991. V.147, 358-369.

48. Beetem W.A., Janzer V.J., Wahlberg J.S. Use of Cesium-137 in the determination of cation exchange capacity II U.S. Geological survay bulletin. 1962, V. 1140-B.

49. Bond W.J., Phillips I.R. Cation exchange isotherms obtained with batch and miscible-displacement techniques // Soil. Sci. Soc. Am. J. 1990. 54, 722-728.

50. Borovec Z. The adsorption of uranil species by fine clay //Chem. Geol., 1981, 32, 45-58

51. Bradbury M.H., Baeyens B. A mechanistic description of Ni and Zn sorption on Na-Montmorillonite. Part II: modelling // J. of Contaminant Hydrology, 1997. V.27. p.223-248.

52. Bradbury M.H., Baeyens B. Sorption by cation exchange. II Incorporation of a cation exchange model into geochemical computer codes. 1994. PSI, Villigen, Tech. Rep. 94-07, Nagra,Wettingen, Tech. Rep. 94-11

53. Brady P.V., Cygan R.T., Nagy K.L. Molecular control on kaolinite surface charge II J. Colloid. Interface. Sci., 1996, V.183, p. 356-364

54. Brady P.V., Papenguth H.W., Lucero D.A. Adsorption/desorption of strontium on calcite // Mineralogical Magazine, 1998,V.62A.

55. Brouwer E., Baeyens B., Maes A., Cremers A.(1983) Cesium and rubidium ion equilibria in illite clay. J.Phys.Chem., 87, 1213-1219

56. Bunzl K., Schultz W. Distribution Coefficients of 137Cs and 85Sr by mixtures of clay and humic material II J.Radioanal.Nucl.Chem.Articles, 1985, 90/1, 23-37

57. Carroll S.A., Bruno J. Mineral-solution interactions in U(VI)-C02-H20 system II Radiochimica Acta, 1991.V.52/53, p.187-193

58. Carroll S.A., et.al. Interactions of U(VI), Nd, and Th(IV) at the calcite-solution interface II Radiochimica Acta, 1992, V.58/59, p.245-252

59. Chang K.-P., Hsu C.-N. (1993) Basic Study of 137Cs sorption on Soil //J.Nucl.Sci.Technol., vol.30, no.12, 1243-1247.

60. Charlet L. Et.al. Cation adsorption on oxides and clays: The aluminium case. // Aquat.Sci. 1993. V.55, p.291-303.

61. Chu S.-Y. Sposito G. The thermodynamics of ternary cation exchange systems and subregular model II Soil.Sci.Soc.Amer.J., 1981.V.45, p.1084

62. Cole T. et.al. Diffusiopn mechanisms of multiple strontium species in clay // Geochim. et Cosmochim. Acta, 2000. V.64(3):385-396.

63. Comans R.N.J. (1987) Adsorbtion, desorbtion and isotopic exchange of cadmium on illite: Evidence for complete reversibility. Water Res. 21,1573-1576.

64. Comans R.N.J., Haller M., Peter De Preter (1991) Sorbtion of cesium on illite: Non-equilibrium behaviour and reversibility //Geochim. et Cosmochim. Acta, 55, 433-440.

65. Comans R.N.J., Hockley D.E. (1991) Kinetics of cesium sorption on illite. Geochim. Cosmochim. Acta 55,1157-1164.

66. Cornell R.M. Adsorption of cesium on minerals: a review // J. of Radioanalyt. and Nucl. Chem., Articles, 1993, V. 171(2), 483-500.

67. Cowan C.E. et. al Individual sorbent contributions to cadmium sorption on ultisols of mixed mineralogy II Soil. Sci. Soc. Am. J., 1992.V.56, 1084-1094

68. Davis J.A., Kent D.B. Surface complexation modeling in aqueous geochemistry II Mineral-Water Int. Geochem. (ed. M.F. Hochella, A.F. White), Reviews in mineralogy, 1990, V.23

69. Del Debbio J.A. Sorption of strontium, selenium, cadmium, and mercury in soil II Radiochim. Acta, 1991, 52/53, 181-186

70. Drozhko Eu. G., Glagolenko Y.G. Environment problems at the Mayak site II Proceedings of Joint Russian-American Hydrogeology seminar, 1997, C.F. Tsang, V. Mironenko, S. Pozdniakov Ed., PUB-804

71. Dunaeva A.N. Calculation of ion-exchange equilibria constants for modeling of 137Cs sorption in water-containing natural systems // Experiment in geosciens, 1998, V.7, №2, p.80-81

72. Dunaeva A.N. Sorption of 90Sr on Kaolinite, montmorillonite and illite // Experiment in geosciens, 1999, V.8, №2, p.28

73. Egozy Y. Adsorption of Cadmium and Cobalt on Montmorillonite as a Function of Solution Composition // Clays and Clay Minerals 1980, V. 28, p.311-318.

74. Elprince A.M., Vanselov A.P., Sposito G. Heterovalent, ternary cation exchange equilibria: NH4+-Ba2+-La3+ exchange on montmorillonite. // Soil.Sci.Soc.Amer.J.,1980, V.44, p. 964-968

75. Erten H.N., Aksoyoglu S., Gokturk H. Sorption/desorption of Cs on clay and soil fractions from various region of Turkey // The Science of the Total Environment. 1988. V. 69. P. 269.

76. Erten H.N., et.al. Sorption of Cesium and Strontium on montmorillonite and kaolinite// Radiochim. Acta. 1988a. V. 44/45. p. 147-151.

77. Fujikawa Y., Fukui M. Radionuclide sorption to rocks and minerals: Effect of pH and Inorganic anions. Part 1. Sorption of cesium, cobalt, strontium and manganese // Radiochim. Acta, 1997, V. 76, 153-162

78. Gaines G.L., Thomas H.C. Adsorption studies on clay minerals. 2. A formulation of thermodynamics of exchange adsorption //J. Chem. Phys. 1953. V.21. №4. P. 714-718

79. Gast R.G. Alkali metal cation exchange on chambers montmorillonite // Soil.Sci.Soc.Amer.Proc., 1972, V.36, 14-19

80. Grant S.A et.al Simulated transport of three cations through porous media: Effect of different approaches to modeling cation exchange reactions // Water Resources Research, 1995, 31(1),185-198.

81. Grant S.A., Fletcher P. Chemical thermodynamics of cation exchange reactions: theoretical and practical considerations // Ion Exchange and Solvent Extraction, 1993,Vol. 11, part 1, ed. Marinsky J.A., Marcus Y., p.1-108

82. Grant S.A., Fletcher P. Chemical thermodynamics of cation exchange reactions: theoretical and practical considerations // Ion Exchange and Solvent Extraction, 1993, Vol. II

83. Guggenheim E.A. Theoretical basis of Raoul's law. // Trans. Faraday Soc. 1937, V.33, p.151-159.

84. Hatipoglu S., et.al. Sorption of strontium and barium on clays and soil fractions // Sci.Geol.,Mem., 1990. V. 86. p. 79-86.

85. Hayes K.F., Leckie J.O. Modeling ionic strength effects on cation adsorption at hydrous oxide/solution interfaces // J. of Colloid and Int. Sci.1987. V.115(2). p. 564-572.

86. Herbelin A., Westall J.C. FITEQL3.2 User's manual // Corvallis. OR. 1996.

87. Hiemstra T., de Wit J.C.M., van Riemsdijk W.H. Multisite proton adsorption modeling at the solid/solution interface of (hydr)oxides: A new approach. II. Applications to various important (hydr)oxides // J. Coll. Int. Sci. 1989, V.133, p.105-117

88. Hingston F.J., Posner A.M., Quirk J.P. Anion adsorption by goetite and gibbsite. I. The role of the proton in determining adsorption envelopes // J. Soil. Sci., 1972, V.23, p. 177-192

89. Jacobsen J.S., Carnahan C.L. Numerical simulation of cesium and strontium migration through sodium bentonite altered by cation exchange with groundwater components // Nagra-Doe Cooperative Project Report, 1988

90. James R.O., McNaughton M.G. The adsorption of aqueous heavy metals on inordanic minerals // Geochim. et Cosmochim. Acta, 1977, V.41, p. 1549-1555.

91. Jates D.E. The structure of the oxide/aqueous electrolyte interface // Ph.D. dissertation, Univ. Mellourn, Melbourn, Australia, 1975.

92. Jedinakova-Krizova V. Radionuclides migration in the geosphere and their sorption on natural sorbents // Journal of Radioanal. and Nuclear Chemistry. Articles. 1996, V.208. N0.2 p.559

93. Jurcek P., Jedinakova-Krizova V., Ivanova P. Migration of 134Cs and 85Sr in clay materials // Journal of Nuclear Chemistry, Articles, 1996, V. 208, No 2, p.519-527

94. Karpov I.K., Chudgenko K.V., Kulik D.A. // Amer. J. Sci. 1997, V.297, p.767-806.

95. Keeney-Kennicutt W.L., Morse J.W. The redox chemistry of Pu(V)02+ interaction with common mineral surfaces in dilute solutions and seawater. //Geochim.Cosmochim.Acta, 1985, v.49, N 12, 2577-2588

96. Kinniburgh D.G., Barker J.A., Whitfield // J. Colloid Interface Sci. 1983, 95(2), 370

97. Konishi M., et. al. Sorption behavior of cesium, strontium and americium ions on clay materials//J. Nuckl. Sci. Technol.,1988, V.25 (12), p. 929

98. Kulik D.A. Acid-base surface chemistry and sorption of some lantanides on K+-saturated Marblehead lllite: II. A multisite-syrface complexation modelling // Geochim. Cosmochim. Acta, 2000. V.61, No.2, pp. 195-213

99. Kulik D.A. et al. Selector-A 3.1 ß User's manual // Kiev, 1997.

100. Kulik D.A. New aspects of thermodynamic sorption modelling introduced by Gibbs energy minimisation // Mineralogical magazine, 1998, V.62A, p.822-823

101. Kulik D.A., Peretyashko T.S. Comparison of sorption modeling by Law of mass action (FITEQL) and Gibbs energy minimisation (Selector-A) codes // Mineralogical magazine, 1998, V.62A, p.824-825

102. Lehninger, A. L. 1970. Biochemistry. Worth Publishers, Inc., New York, New York.

103. Lewis D.R. Analytical data on reference clay minerals, in Reference clay minerals: Am. Petroleum Inst. Research Proj. 49, New York, Columbia University Press. 1949, P. 92.

104. Liang T.J., Hsu C.N. Modified Freundlich sorption of cesium and strontium on Wyoming bentonite//Appl. Radiat. Isot. 1993, Vol.44, No. 9, p.1205-1208

105. Lieser K.H., Gleitsmann B., Steinkopff T.H. Sorption of trace elements or radionuclides in natural systems containing groundwater and sediments // Radiochim. Acta, 1986, V.40, p.33-37

106. Majone M., Papini M.P., Rolle E. Modeling lead adsorption on clays by models with and without electrostatic terms // J. Colloid Interface Sei., 1996, V.179, p.412.

107. Manjón G., El-Daoushy F., García-Tenorio 90Sr in lake sediments // J. of Analyt. and Nucl. Chem. 1997, V.219(1), p.95-98

108. McKinley I.G., Grogan H.A. Radionuclide sorption databases for swiss repository safety assessments // Radiochim. Acta, 1991, 52/53, 415-420

109. Mundschenk H. Zur sorption von Cäsium an Schwebstoff bzv. Sediment des Rheyns am Beispiel der nuclide Cs 133, 134 und 137. Teil ll:Laboruntersuchungen. // Deutsche Gewässerkundl. Mitt. 1983, V.27, p.62-68.

110. Oscarson D.W., Watson R.L., Miller H.G. The interaction of trace levels of cesium with montmorillonitic and illitic clays. // Applied Clay Science, 1987, V.2, No.1, p.29-39

111. Papelis C., Kim F.H. Distinguishing between interlayer and external sorption sites of clay minerals using X-ray absorption spectroscopy // Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects, 1996, V.107, 89-96

112. Parks G.A. Adsorption in the marine environment // In: Chem. Oceanography, 1975, 2 nd ed., Vol.1, Riley J.P., Skirrow G. (eds.), Academic Press, San Francisco, CA, p. 241-308

113. Parks G.A. Surface energy and adsorption at mineral-water interfaces: an introduction // Mineral-Water Int. Geochem. (ed. M.F. Hochella, A.F. White), Reviews in mineralogy, 1990, V.23

114. Parks G.A. The isoelectric points of solid oxides, solid hydroxides, and aqueous hydroxo complex systems // Chem. Rev., 1965, V. 65, p. 177-198

115. Plummer L.N., Busenberg E. Thermodynamics of aragonite strontianite solid solutions: Results from stoichiometric solubility at 25 and 76 C. // Geochemica et Cosmochemica Acta, 1987, 51, 1393-1411

116. Poinssot C., Baeyens B., Bradbury M. Stady of Cs sorption on illite // Mineralogical Magazine, 1998, V.62A

117. Poinssot C., Baeyens B., Bradbury M.H. Experimental and modelling studies of caesium sorption on illite // Geochim. Cosmochim. Acta, 1999, V.63, No. 19/20, p.3217

118. Pokrovsky O.S. et al. Surface speciation of Ca and Mg carbonate minerals in aqueous solutions: a combined potentiometric, electrokinetic, and DRIFT surface spectroscopy approach // Mineralogical Magazine 1998,V.62A p. 1196

119. Polzer W.L., Fuentes H.R. Fitting a modified Langmuir isotherm to data from batch sorption experiments for radionuclides on tuffs // Radiochim. Acta, 1991, 52/53, 177-179

120. Reardon E.J. KD's can they be used to describe reversible ion sorption reactions in contaminant migration? // Ground Water, 1981, V. 19(3), p. 279-286

121. Schindler P.W., Liechti P., Westall J.C. Adsorption of copper, cadmium and lead from aqueous solution to the kaolinite/water interface // Netherlands Journal of Agricultural Sci.,1987, V. 35, p.219-230

122. Shainberg I., Oster J.D., Wood J.D. Sodium/calcium exchange in montmorillonite and illite suspensions // Soil. Sci. Soc. Am. J., 1980, V. 44, p. 960-964

123. Sigg L., Stumm W. The interaction of anions and weak acids with the hydrous goethite (a-FeOOH) surface // Colloid Surf., 1981, V.2, p.101-117

124. Sinitsin V.A. et.al. Acid-base surface chemistry and sorption of some lantanides on K+-saturated Marblehead Illite: I. Results of an experimental investigation // Geochim. Cosmochim. Acta, 2000. V.64, No.2, pp.185-194

125. Sposito G. Chemistry in the Soil Environment. //R.H. Dowdy et al., eds, American Society of Agronomy, Madison, Wl, 1981

126. Sposito G. The surface chemistry of soils // Oxford University Press, New York. 1984. 234p.

127. Sposito G., et. al. Cation selectivity in sodium-calcium, sodium-magnesium and calcium-magnesium exchange on Wyoming bentonite at 298°K // Soil. Sci. Soc. Am. J., 1983, V.47, p.917-921.

128. Stammose D., Dolo J.-M. (1990) Sorption of Americium at Trace Level on a Clay Mineral//Radiochimica Acta, vol.51, 189-193.

129. Stumm, W., and J. J. Morgan. 1981. Aquatic Chemistry. An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters. John Wiley and Sons, New York, New York.

130. Sylwester E.R., Hudson E.A., Allen P.G. The structure of uranium (VI) sorption complexes on silica, alumina, and montmorillonite // Geochim. et Cosmochim. Acta, 2000, V. 64(14), p. 2431-2438.

131. Tesoriero A.J., Pankow J.F. Solid solution partitioning of Sr2"1", Ba2+, and Cd2+ to calcite // Geochimica et Cosmochimica Acta, 1996, V.60, No6, p. 1053-1063

132. Tewari P.H., Melean A.W. Temperature dependence of point zero charge of aluminia and magnetite // J. Coll. Int. Sci., 1972, 40:267-272

133. Tittel G., Kutzner H.J., Herrman D. et.all. (1991) Potential influence of microbial activity on the migration of radionuclieds from repositories for radioactive wastes. // Radiochim.Acta, 52/53, 305-309.

134. Torstenfelt B. (1986) Migration of the fission products strontium, technetium, iodine and cesium in clay// Radiochim. Acta, vol.39, 97-104

135. Turner G.D. et al. Surface-charge properties and U022+ adsorption of a subsurface smectite // Geochim. et Cosmochim. Acta, 1996, V.60(18), p.3399-3414

136. Understanding variation in partition coefficient, Kd, values. Volume I: The Kd Model, Methods of Measurement, and Application of Chemical Reaction Codes // 1999a. EPA 402-R-99-004B

137. Understanding variation in partition coefficient, Kd, values. Volume II: Review of Geochemistry and Available Kd Values for Cadmium, Cesium, Chromium, Lead, Plutonium, Radon, Strontium, Thorium, Tritium and Uranium. // 1999b. EPA 402-R-99-004B

138. Van Bladel R., Gheyi H.R. Thermodynamic study of calcium-sodium and calcium-magnesium exchange in calcareous soils // Soil Sci. Soc. Am. J. 1980. V.44. P.938

139. Viani B.E., Bruton C.J. Modeling ion exchange in clinoptilolite using the EQ3/6 geochemical modeling code // Water-Rock Interaction, Kharaka, Maest (eds.), 1992, Balkema, Rotterdam. ISBN 90 54100753.

140. Wahlberg J.S. et al. Exchange adsorption of strontium on clay minerals // U.S. Geological Survay Bulletin. 1965. V.1140-C.

141. Wahlberg J.S., Fishman M.J. Adsorption of cesium on clay minerals // U.S. Geological survay bulletin. 1962. V. 1140-A.

142. Wanner H. Modeling interaction of deep groundwaters with bentonite and radionuclide speciation // Nuclear Technology. 1987.V. 79. p.338

143. Westall, J. C., and H. Hohl. 1980. "A Comparison of Electrostatic Models for the Oxide/Solution Interface." Advances in Colloid and Interface Science, 12:265294.

144. Wolery T.J. Calculation of chemical equilibrium between aqueous solution and minerals: the EQ3/6 software package // Lawrence Livermore Laboratory (UCRL-52658), Livermore, CA, 1979.

145. Zachara J.M., Cowan C.E.,Resch C.T. Sorption of divalent metals on calcite // Geochim. et Cosmochim. Acta, 1991, v.50,p. 1549-1562

146. Zeltner W.A., Anderson M.A. Surface charge development at the goethite/aqueous solution interface: Effects of CO2 adsorption // Langmuir, 1988, V.4, p. 469-474