Modelare geochimică

Informaţia de natură experimentală dobândită în urma lucrărilor chimico-analitice este atent şi deplin valorificată de către echipa Laboratorului de Hidrogeochimie prin modelare geochimică condusă pe baze termodinamice vizând printre altele:

  • determinarea distribuţiei speciilor chimice dizolvate în apele naturale şi a rolului pe care acestea îl joacă în stabilirea sensului reacţiilor geochimice;

  • evaluarea stabilităţii speciilor minerale din substrat şi a presiunilor parţiale a gazelor dizolvate;

  • estimarea direcţiilor de drenaj a apei subterane prin utilizarea chimismului său ca trasor de mediu, caracterizarea căilor de curgere, a domeniului de adâncime la care sunt plasate acestea, a vitezei de deplasare a apei;

  • descrierea proceselor endogene sau exogene cărora le pot fi atribuite variabilitatea valorilor parametrilor fizici, fizico-chimici şi de compoziţie a apei;

  • elucidarea mecanismelor de transfer a elementelor şi substanţelor chimice periculoase şi prioritar periculoase, cu o atenţie specială acordată reacţiilor ce se desfăşoară la interfaţa solid/soluţie, prin „solid” înţelegând particule în suspensie, sedimente, suprafaţele de rocă şi sedimente din mediul interstiţial;

  • utilizarea geotermometriei, geobarometriei şi a rapoartelor concentraţiilor componenţilor conservativi în evidenţierea „amprentelor” geochimice.

Pentru asigurarea unei calităţi înalte a modelel0r geochimice propuse, Laboratorul desfăşoară studii proprii în domeniul termodinamicii soluţiilor apoase de electroliţi, cum sunt:

  • estimarea coeficienţilor de activitate în sisteme apoase multicomponente, atât prin modelarea interacţiei specifice a ionilor, cât şi prin modelarea asocierii speciilor ionice;

  •  estimarea constantelor termodinamice de stabilitate şi a dependenţei acestora de temperatură şi presiune;

  • modelarea procesului de dizolvare a gazelor în sisteme binare gaz-H2O, precum şi sisteme ternare şi multicomponente de electroliţi prin estimarea coeficienţilor de fugacitate a componenţilor fazelor gazoase aflate atât la temperaturi şi presiuni normale cât şi ridicate - proprii hidrostructurilor termale;

  • realizarea şi permanenta actualizare a unei baze de date termodinamice, cu o înaltă compatibilitate internă, pentru determinarea coeficienţilor de activitate în sisteme apoase multicomponente.

I - Distribuţia concentraţiei totale a aluminiului dizolvat la sursele de apă termominerală de la Băile Herculane în perioada de monitorizare hidrochimică a zăcământului (iunie 2013 - noiembrie 2014).

II - Ponderea principalelor specii anorganice pe care le formează aluminiu (exprimată procentual) la două surse de apă termală cu caracteristici compoziţionale net diferite.

Proiect RESILTHERM:

PN-II-PT-PCCA-2011-3.1-1619

Simularea dependenţei de  diferenţa de potenţial redox (Eh) a concentraţiilor speciilor (cumulate în funcţie de valenţă) unor elemente prioritar periculoase, precum şi variaţia indicilor de saturaţie pentru unele specii minerale, în apa subterană din Bucureşti.

Contract Nr. 6732/26.07.2013.

Beneficiar: Centrul de Cercetare pentru Ingineria Apelor Subterane. Universitatea Tehnică de Construcţii din Bucureşti

Ilustrarea comparativă a valorilor indicelui de maturitate (MI) şi a temperaturilor furnizate de geotermometrele Na-K (a) şi K-Mg (b) la unul din izvoarele de la Slănic Moldova în intervalul de monitorizare hidrochimică ianuarie 2003 - decembrie 2009. Linia verticală roşie indică momentul producerii seismului din 27 octombrie 2004 (mb = 5,8).

Acord de colaborare între institutele de Speologie "Emil Racoviţă" şi de Geodinamică "Sabba S. Ştefănescu" ale Academiei Române

Modelul de alimentare a Izvorului Hercules I (Băile Herculane) dedus din evoluţia în timp a chimismului apei.

Fig. stânga sus: evoluția în timp a debitului și a concentrației de Cl. Culorile diferite se referă la regimuri distincte ale corelaţiei concentrație-debit, pentru anumite intervale de timp.

Fig. dreapta sus: evoluția în timp a debitelor și a fluxurilor de Cl asociate Izvorului Hercules I. Săgeţile duble indică intervalele de timp distincte ale regimului hidric.

Fig. jos: reprezentarea schematică a principiului de funcţionare a Izvorului Hercules I.

Proiect RESILTHERM:

PN-II-PT-PCCA-2011-3.1-1619

Modelarea transferului prin advecţie-dispersie a unor contaminanţi ai apei subterane din amplasamentul viitorului Depozit Final de Deşeuri Slab şi Mediu Active de la Saligny.

În diagramele alăturate sunt redate hărţi de interpolare realizate pentru trei serii de analize de probe de apă subterană. În toate hărţile, alura suprafeţei piezometrice (raportată în metri peste nivelul mării) aferentă acviferului contaminat cu anionul sulfat este conturată prin izolinii de culoare albastră. Distribuţia concentraţiilor anionului sulfat (exprimată în mg/L) este reprezentată prin izolinii de culoare roşie, iar cea a concentraţiilor clorurilor (mg/L) este reprezentată prin izolinii de culoare galbenă. 

Proiect MIGRELEMENTS: PN-II-PT-PCCA-2008-3-1784

Simularea distribuţiei concentraţiilor componenţilor majori (exprimate în molalităţi) funcţie de temperatură în fluidul hidrotermal de la Băile Herculane aflată în echilibru cu diferite asociaţii minerale (curbe continue). Dreptele cu linie întreruptă indică concentraţiile  aceloraşi componenţi estimate pentru un end-member salin ipotetic.

Proiect RESILTHERM:

PN-II-PT-PCCA-2011-3.1-1619