Caracteristici fizico-chimice şi procese în sistemele apă-materii în suspensie-sedimentele nistrului şi prutului
|
StatutTeza a fost susţinută pe 27 mai 2005 în CSSşi aprobată de CNAA pe 22 septembrie 2005 Autoreferat – 0.98 Mb / în română |
Cuvinte Cheie
sedimente acvatice, structura, proprietăţi de suprafaţă, modele fizico-chimice.Adnotare
Teza cuprinde cercetări fizico-chimice a sedimentelor sistemelor acvatice, incluzând stabilirea proprietăţilor de suprafaţă şi influenţei complexului organo-mineral, fazei amorfe, materialului interstratal al mineralelor argiloase, determinarea particularităţilor mineralogice, caracteristicilor stratului dublu electric, proprietăţilor sorbtive faţă de fosfaţi, modificările complexului de schimb cationic. S-a cercetat dinamica spaţială a metalelor grele în sedimente pe cursul Prutului şi lacului de baraj Dubăsari, partiţia lor chimică în constituentele particulelor şi mobilitatea la interfaţa sedimente-apă. S-a evaluat influenţa în complex a factorilor abiotici asupra calităţii apei, s-au stabilit caracteristicile cinetice ale transformărilor azotului pe cursul Nistrului şi Prutului. Evaluarea proprietăţilor de suprafaţă s-a efectuat prin verificarea adecvanţei unui şir de modele fizico-chimice.
S-au analizat modele ale stratului dublu electric, s-a formulat modelul stratului dublu electric,
postulând concepţia capacităţii variabile a stratului compact Stern în reacţii acid-bazice, s-a elucidat
aplicarea criteriului minimului energiei Gibbs pentru determinarea potenţialului responsabil de
interacţiunea specifică chimică. S-a cercetat adecvanţa unui şir de modele de adsorbţie, s-a evaluat
concordanţa parametrilor diferitelor modele, inclusiv Stern, ale adsorbţiei fosfaţilor pe suprafaţa
sedimentelor, s-au evaluat contribuţiile componentelor electrostatice şi de adsorbţie specifică. S-a
cercetat cinetica transformărilor azotului, evaluând adecvanţa modelelor cinetice privind
mineralizarea azotului, s-au evidenţiat particularităţile procesului de amonificare conform cineticii
Michaelis-Menten în modele ale activităţii enzimatice omogene şi eterogene. S-a analizat modelul
reacţiilor paralel-consecutive, în îmbinare cu modelul Streeter-Phelps modificat, pentru cercetarea
mecanismului de nitrificare, oxidarea compuşilor azotului, materiei organice şi consumului
oxigenului dizolvat din apă, utilizarea modelului pentru simulări fizico-chimice şi în scopuri
practice, pentru modelarea şi prognoza situaţiilor de crize ecologice pe cursul râurilor Nistru şi Prut.
Cuprins
Concepţii, Programe de cercetare, Obiective
- 1 Chimia apelor de suprafaţă. Retrospectivă a cercetărilor
- 2 Chimia sedimentelor. Program de cercetare
- 3 Râurile Nistru şi Prut. Particularităţi hidrologice
CAPITOLUL II. Compoziţia şi mineralogia sedimentelor
- II.1 Generalităţi
- II.1.1 Extrageri selective ale constituentelor
- II.1.2 Extragerea fazei organice
- II.1.3 Extragerea fazei amorfe
- II.1.4 Extracţii cu ditionit
- II.1.5 Extracţia materialului interstratal din mineralele argiloase
- II.1.6 Alte procedee
- II.2 Obiective. Particularităţi metodologice
- II.3 Identificarea mineralelor argiloase
- II.4 Extracţia materialului interstratal
- II.5 Modificările compoziţiei în funcţie de granulometria particulelor
- II.6 Componente neargiloase
- II.7 Structura materialului interstratal
- II.8 Analize roengenografice cantitative
- II.9 Constatări
CAPITOLUL III. Stratul dublu electric
- III.1 Stratul dublu electric. Concepţii şi modele
- III.2 Definitivarea modelului aplicat
- III.3 Particularităţi metodologice
- III.4 Titrarea acidimetrică a sedimentelor
- III.5 Densitatea de sarcină pe suprafaţă
- III.6 Densitatea de sarcină netă totală
- III.7 Punctul zero sarcini
- III.8 Determinarea potenţialului Ψ0
- III.9 Determinarea caracteristicilor stratului dublu electric în modelul CV
- III.10 Semnificaţia componentelor electrostatice şi chimice în ecuaţia Stern
- III.11 Mecanismele provenienţei sarcinilor electrice pe suprafaţa particulelor sedimentelor
- III.11.1 Particularităţile structurale ale mineralelor argiloase
- III.11.2 Influenţa fazei amorfe a sedimentelor
- III.12 Titrarea alcalimetrică a depunerilor de fund
- III.13 Constatări
CAPITOLUL IV. Capacitatea de schimb cationic
- IV.1 Generalităţi
- IV.2 Modele ale procesului de schimb ionic
- IV.3 Echilibrul reacţiilor de schimb ionic
- IV.4 CSC independentă şi dependentă de pH
- IV.5 Eterogenitatea sarcinilor pe suprafaţă
- IV.6 Obiective. Particularităţi metodologice
- IV.7 Dinamica CSC. Influenţa complexului organo-mineral şi fazei amorfe
- IV.8 Influenţa granulometriei particulelor
- IV.9 Particularităţi structurale ale depunerilor de fund
- IV.10 Componenţa COM, FA şi influenţa asupra CSC
- IV.11 Caracteristica substanţelor humice din componenţa complexului organo-mineral
- IV.12 Particularităţi structurale şi de compoziţie a fazei amorfe
- IV.13 Constatări
CAPITOLUL V. Adsorbţia fosfaţilor pe depuneri de fund
- V.1 Generalităţi
- V.2 Mecanisme de adsorbţie. Rolul constituentelor
- V.2.1 Adsorbţia pe suprafaţa compuşilor amorfi
- V.2.2 Rolul substanţelor humice
- V.2.3 Rolul mineralelor argiloase
- V.2.4 Formarea compuşilor insolubili
- V.3 Obiective. Particularităţi metodologice
- V.4 Definitivarea modelelor de adsorbţie
- V.4.1 Modelul Langmuir
- V.4.2 Modelul Langmuir sub diferite ipostaze
- V.4.3 Relaţii formale între diferite ecuaţii
- V.4.4 Ecuaţii pentru "două suprafeţe"
- V.4.5 Ecuaţia Stern
- V.5 Eterogenitatea suprafeţei
- V.6 Adecvanţa modelelor de adsorbţie
- V.6.1 Prezentarea grafică
- V.6.2 Estimarea parametrilor modelelor şi concordanţa lor
- V.6.2.1 Ecuaţiile (V.25), (V.26)
- V.6.2.2 Concordanţa ecuaţiilor Adamson şi Langmuir pentru “două suprafeţe”
- V.6.2.3 Ecuaţiile Langmuir “simplă” şi extinsă
- V.6.2.4 Ecuaţia Stern
- V.7 Titrarea conductometrică a sedimentelor cercetate
- V.8 Influenţa constituentelor sedimentelor asupra proprietăţilor sorbtive
- V.9 Particularităţile mecanismului adsorbţiei fosforului 126
- V.10 Procesele adsorbţie-desorbţie la interfaţa solidelor din apele naturale
- V.11 Aplicări practice
- V.12 Constatări
CAPITOLUL VI. Metalele grele (Cu, Zn, Pb, Cd) în sedimentele râului Prut
- VI.1 Rolul metalelor. Efecte nutritive şi nocive
- VI.2 Partiţia metalelor grele în sedimente
- VI.2.1 Partiţia chimică a metalelor grele. Scheme de extracţii secvenţiale
- VI.2.2 Afinitatea metalelor şi distribuirea în faze
- VI.3 Sistemul apă-materii în suspensie-sedimente
- VI.3.1 Direcţii de cercetări
- VI.3.2 Dinamica metalelor grele. Concepţii şi modele
- VI.3.3 Rolul fazelor amorfe şi organice
- VI.4 Obiective. Particularităţi metodologice
- VI.5 Mobilitatea migraţională a metalelor la interfaţa sedimente-apă
- VI.6 Statistica dinamicii spaţiale a conţinutului metalelor în sedimente pe cursul râului Prut
- VI.6.1 Dinamica compoziţiei ionice a apei
- VI.6.2 Statistica conţinutului metalelor grele în sedimente
- VI.6.3 Dinamica spaţială a metalelor grele în sedimente
- VI.7 Resuspendarea sedimentelor
- VI.7.1 Componenţa sedimentelor, rolul apei interstiţiale
- VI.7.2 Efectul resuspendării sedimentelor
- VI.8 Partiţia metalelor în sedimentele râului Prut. Dinamica spaţială
- VI.9 Constatări
CAPITOLUL VII. Cuantificarea caracteristicilor fizico-chimice ale sedimentelor râurilor Prut şi Nistru VII.1 Generalităţi
- VII.2 Compoziţia mineralogică a sedimentelor
- VII.3 Influenţa compoziţiei mineralogice asupra CSC
- VII.4 Influenţa fazelor amorfe asupra proprietăţilor de suprafaţă ale sedimentelor
- VII.5 Particularităţi structurale ale complexului organo-mineral
- VII.6 Dinamica spaţială a metalelor grele în sedimentele lacului Dubăsari
- VII.7 Efecte ale granulometriei sedimentelor
- VII.8 Partiţia metalelor în sedimente
- VII.9 Impactul metalelor grele
- VII.10 Constatări
CAPITOLUL VIII. Transformările azotului în râurile Nistru şi Prut. Modele cinetice
- VIII.1 Generalităţi
- VIII.2 Obiectivele modelărilor matematice. Tipurile modelelor
- VIII.3 Influenţa în complex a diferiţilor factori asupra calităţii apei râurilor Nistru şi Prut. Modelări statistice
- VIII.4 Modele cinetice. Concepţiile modelării transformărilor azotului în apele naturale
- VIII.5 Definitivarea modelelor cinetice utilizate
- VIII.6 Adecvanţa modelelor
- VIII.6.1 Modelul I – reacţii consecutive
- VIII.6.2 Modelul II - reacţii paralel-consecutive
- VIII.6.3 Modelele III-VI – reacţii enzimatice
- VIII.6.3.1 Caracteristicile cinetice ale procesului de amonificare
- VIII.6.3.2 Particularităţile mecanismului reacţiilor enzimatice
- VIII.7 Realizarea obiectivelor ecologice
- VIII.7.1 Definitivarea modelului aplicat
- VIII.7.2 Dinamica formelor de azot. Simulări cinetice
- VIII.7.3 Cinetica consumului oxigenului dizolvat
- VIII.8 Constatări
Referenţi Oficiali
- Aurelia Meghea
doctor în chimie, profesor universitar, Universitatea Politehnică, Bucureşti, România - Nicolae Bâlbă
doctor în chimie, profesor universitar, Universitatea „A.I.Cuza”, Iasi, România - Matei Macoveanu
doctor în chimie, profesor universitar, Universitatea tehnică „Gh. Asachi”, Iaşi, România - Alexandru Cecal
doctor în chimie, profesor universitar, Universitatea „A.I.Cuza”, Iasi, România
Teze
Acte Normative
