A kioldódási forgatókönyvek számos típusa létezik, ezért a téma terjedelme óriási. Általánosságban azonban három anyagot lehet leírni:
- egy hordozó, az A anyag;
- egy oldott anyag, a B anyag;
- és egy oldószer, a C anyag.
Az A és a B anyag a C anyag bevezetése előtt a rendszerben valamelyest homogén. A kioldási folyamat kezdetén a C anyag meglehetősen nagy sebességgel dolgozik a felszíni B anyag feloldásán. Az oldódás sebessége jelentősen csökken, amint az anyagnak át kell hatolnia az A anyag pórusain ahhoz, hogy továbbra is a B anyagot célozza meg. Ez a behatolás gyakran az A anyag feloldódásához, vagy egynél több oldott anyag termékéhez vezethet, mindkettő nem kielégítő, ha specifikus kioldást kívánunk elérni. A kioldási folyamat megfigyelésekor figyelembe kell venni a hordozó és az oldott anyag fiziokémiai és biológiai tulajdonságait, és bizonyos tulajdonságok fontosabbak lehetnek az anyagtól, az oldószertől és azok elérhetőségétől függően. Ezek a specifikus tulajdonságok többek között a következők lehetnek:
- Részecskeméret
- Oldószer
- Hőmérséklet
- Az agitáció
- Felület
- A hordozó és az oldott anyag homogenitása
- . Mikroorganizmusok aktivitása
- Ásványtan
- Középtermékek
- Kristályszerkezet
Az általános folyamatot általában három részre bontják és foglalják össze:
- A felszíni oldott anyag oldása az oldószer által
- A belső oldott anyag diffúziója a hordozó pórusain keresztül az oldószerbe
- A feloldott oldott anyag kijuttatása a rendszerből
Biológiai anyagok kioldódási folyamataiSzerkesztés
A biológiai anyagok maguk is tapasztalhatnak kioldódást, valamint a nehézfémek visszanyerésére szolgáló oldószeres anyag részeként is használhatók kioldásra. Sok növénynél tapasztalható a fenolok, szénhidrátok és aminosavak kimosódása, és akár 30%-os tömegveszteséget is okozhat a kimosódás, csak olyan vízforrásokból, mint az eső, harmat, pára és köd. Ezek a vízforrások a kimosódási folyamat oldószerének tekinthetők, és a növényekből szerves tápanyagok, például szabad cukrok, pektintartalmú anyagok és cukoralkoholok kimosódásához is vezethetnek. Ez viszont a vízhez közvetlenebbül hozzáférő növényfajok nagyobb változatosságához vezethet. Ez a fajta kioldódás gyakran vezethet egy nemkívánatos komponens vízzel történő eltávolításához a szilárd anyagból, ezt a folyamatot nevezzük mosásnak. A növények kimosódásával kapcsolatos legnagyobb aggodalomra ad okot, ha a növényvédő szerek kimosódnak és a csapadékvíz lefolyásával eljutnak,; ez nem csak a növények egészsége szempontjából szükséges, de fontos az ellenőrzés, mert a növényvédő szerek mérgezőek lehetnek az emberi és állati egészségre.
A biolúgosítás a fémkationoknak az oldhatatlan ércekből biológiai oxidációs és komplexképzési folyamatokkal történő eltávolítását írja le. Ezt a folyamatot nagyrészt a réz, kobalt, nikkel, cink és urán oldhatatlan szulfidokból vagy oxidokból történő kivonására alkalmazzák. A biológiai kioldási folyamatok a pernye újrafelhasználására is alkalmazhatók az alumínium kénsavval történő visszanyerésével.
A pernye kioldási folyamataiSzerkesztés
A szénipari pernye olyan termék, amely az ártalmatlanítás során nagymértékű kioldódáson megy keresztül. Bár a pernye újrafelhasználását más anyagokban, például betonban és téglában ösztönzik, az Egyesült Államokban még mindig nagy részét tárolómedencékben, lagúnákban, hulladéklerakókban és salakhalmokban helyezik el. Ezek a lerakóhelyek mind vizet tartalmaznak, ahol a mosóhatás a pernye típusától és származási helyétől függően számos különböző fő elem kimosódását okozhatja. A pernye kimosódása csak akkor aggályos, ha a pernyét nem megfelelően ártalmatlanították, mint például a Tennessee állambeli Roane megyében található Kingston Fossil Plant esetében. A Tennessee Valley Authority Kingston Fossil Plant szerkezeti meghibásodása hatalmas pusztításhoz vezetett az egész területen, és súlyos szennyeződéseket eredményezett az Emory River és a Clinch River folyókban.
A talajban történő kioldódási folyamatokSzerkesztés
A talajban történő kioldódás nagymértékben függ a talaj jellemzőitől, ami megnehezíti a modellezési erőfeszítéseket. A legtöbb kimosódás a víz beszivárgásából származik, egy mosóhatás, amely nagyban hasonlít a biológiai anyagok kimosódási folyamatánál leírtakhoz. A kimosódást jellemzően oldott anyag szállítási modellekkel írják le, mint például a Darcy-törvény, tömegáramlási kifejezések és diffúziós-diszperziós felfogások. A kioldódást nagyrészt a talaj hidraulikus vezetőképessége szabályozza, amely függ a szemcsemérettől és a relatív sűrűségtől, amelyre a talaj a feszültség révén konszolidálódott. A diffúziót más tényezők, például a pórusméret és a talajváz, az áramlási útvonal tekervényessége, valamint az oldószer (víz) és az oldott anyagok eloszlása szabályozza.