AMD grunderna

buffring … den ganska korta, inte för tekniska versionen.en ström buffras när den kan motstå förändringar i pH, säger från tillsatsen av syragruvvatten. En ström får sin buffertkapacitet genom att ha kalksten (eller liknande mineral) upplöst i den. Kalkstenen lägger till karbonat-och bikarbonatjoner som har förmågan att neutralisera syra. En buffrad ström bibehåller ett pH nära neutralt (7). Ju mer upplöst kalksten desto bättre buffertkapacitet. Det är en riktigt bra sak att ha en mycket buffrad ström. Det gör att strömmen kan ta miljömässiga träffar utan att decimera vattenlevande liv. Buffring gör vattensystemet mer robust. En buffrad ström kommer sannolikt att ha hög alkalinitet.

buffring för den mer tekniskt lutande

en buffrad lösning är en som motstår en förändring i dess pH när vätejoner (H+) eller hydroxidjoner (OH-) tillsätts. Vatten som inte buffras utsätts för drastiska förändringar i pH genom tillsats av en syra eller bas. Rent vatten är ett exempel. I naturen har de hälsosammaste, mest biologiskt olika strömmarna och vattenvägarna ett pH nära 7 (neutralt) och varierar inte med mer än en pH-enhet. Förmågan att motstå förändringar i pH uppstår genom tillsats av vissa kemikalier som kan konsumera vätejoner (H+) eller hydroxidjoner (OH-).

för AMD-problem behöver vi vara oroade över angrepp på pH endast från syrasidan, dvs det oönskade tillsatsen av surhet i form av H+ från pyritreaktioner. En ökning av antalet H+ joner i lösning kommer att sänka pH för en obuffrad lösning, ibland drastiskt. Men om en kemisk art finns i vattnet som kan konsumera eller binda upp H+ – joner, kan drastiska förändringar i pH undvikas. Detta är funktionen av en buffert.

den överlägset viktigaste bufferten för vattensystem i naturen är karbonatsystemet (CO32 -). Här förekommer en mängd olika kemiska arter och reaktioner som är mycket interaktiva. Källan till kemikalierna är koldioxid från atmosfären och karbonatinnehållande mineraler i jorden, kalksten är den vanligaste. För dem som inte är intresserade av detaljerna, här är den korta beskrivningen. Om tillräcklig kalksten (CaCO3) har upplösts i en ström, kommer den att innehålla tillräckliga antal karbonat (CO32 -) och bikarbonat (HCO3 -) joner som i sin tur kan konsumera vätejoner och upprätthålla ett ganska konstant och nästan neutralt pH. denna karbonatbaserade buffert skyddar strömmen från för lågt pH och kan mildra de dåliga effekterna av AMD. Men om fler H + – joner kommer in i strömmen än det finns karbonat-och bikarbonatjoner för att motverka dem, blir bufferten överväldigad och är inte längre effektiv. Vatten som har haft turen att vara i kontakt med kalksten har ett mått på skydd (från surheten ändå) från AMD.

summan av all surhet (H+) som konsumerar jonkoncentrationer hydroxid , karbonat och bikarbonat är känd som alkalinitet. Alkalinitet är förmågan att konsumera eller neutralisera surhet.

Alkalinitet = + 2+ –

den primära mekanismen för kalksten som löser sig i närvaro av surhet (H+) är som följer

CaCO3 (s)+ H+(aq) 2 + (aq) + HCO3-(aq)

bildar alkalinitet i form av bikarbonat (HCO3-). När bikarbonat är den dominerande karbonatarten buffras vattnet vid ett pH nära 7. Termen bikarbonatalkalinitet används ofta.

The other acid consuming reactions of the carbonate system are

CO32-(aq)+ H+ (aq) HCO3-(aq) (carbonate to bicarbonate)

HCO3-(aq)+ H+ (aq) H2CO3(aq) (bicarbonate to carbonic acid)

OH-(aq)+ H+ (aq) H2O (hydroxide to water)

Note that carbonate can effectively consume 2 hydrogen ions (in 2 steps), and is why 2 is a factor in the alkalinity equation.

Observera också att alla dessa kemiska ekvationer kan hända i båda riktningarna (reverserbara). En komplex jämvikt upprättas således bland alla kemiska arter och är slutligen ansvarig för det resulterande pH. beräkningarna är dock ganska tråkiga och lämnas bäst till en mer noggrann behandling av ämnet.

termerna buffring och alkalinitet, när man hänvisar till strömmar, används ofta omväxlande.

kalksten alkalinitet kan förekomma naturligt om vattnet passerar genom geologiska skikt som innehåller kalksten. AMD som har haft turen att ha tillräcklig alkalinitet är i allmänhet det enklaste att behandla. Å andra sidan, om AMD inte har buffrats naturligt, är en vanligbehandlingsstrategi att lägga till kalkstenalkalinitet genom design.

se St. Vincent College Environmental Education Center modul onpH/alkalinitet/surhet / buffring.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.