История изучения электроосмоса в геологии
Введение
Данная работа посвящена истории изучения электроосмоса в геологии. На сегодняшний день данный способ востребован и эффективно применяется в инженерной и экологический геологии с целью очистки, осушения и закрепления массивов грунтов. Электроосмос можно использовать для решения многих геотехнических задач, таких как обезвоживание, восстановление и улучшение глин. Такое решение требует использования электричества без введения химикатов. Это экологически актуально в условиях остро нарастающей проблемы загрязнения планеты.Электроосмос представляет собой перенос жидкости через непрерывную капиллярно-пористую систему, где движение в основном создается в диффузном двойном слое или пленке влаги, где преобладают катионы. При воздействии прямого электрического градиента на систему глина-вода поверхность или частица фиксируются, но перемещается подвижный диффузный слой, а вместе с ним и раствор. Согласно Hausmann (1990) основным механизмом электроосмоса является миграция ионов [13], а причиной возникновения - наличие двойного электрического слоя.
Оглавление
Введение
Глава 1. Начальный этап в изучении электроосмоса
Глава 2. Этап точки роста в развитии электроосмоса - представления о двойном электрическом слое
Глава 3. Современный этап исследования электроосмоса и личный вклад автора
Заключение
Список литературы
Список литературы
Грунтоведение. / Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А., Голодковская Г.А., Васильчук Ю.К., Зиангиров Р.С. Под ред. В.Т. Трофимова – 6-е изд. и доп. – М.: изд-во МГУ, 2005, 1024 с.
Духин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез. М.: Наука, 1976. 332 с.
Иванова Т.Е., Карнаухова Т.М., Исмагилова А.В. Электрокинетические явления. Учебное пособие. – М.: Изд-во ТюмГНГУ, 2013, 53 с.
Королёв В.А., Некрасова М.А., Полищук С.Л. Роль электроповерхностных явлений в механизмах вторичной миграции нефти. // Геология нефти и газа, №6, 1997. С. 28-32.
Королёв В.А. Теория электроповерхностных явлений в грунтах и их применение. - М.: ООО «Сам Полиграфист», 2015, 468 с.
Королёв В.А. Электрохимическая очистка грунтов от нитратов, тяжёлых металлов и фенола / В сб.: “ Сергеевские чтения. Мат-лы годичной сессии Науч. совета РАН по проблемам геоэкологии, инж. геологии и гидрогеологии”. М.: ГЕОС, 2001, 291-294.
Простов С.М., Покатилов А.В., Рудковский Д.И. Электрохимическое закрепление грунтов. / РАЕН. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 2011. – 294 с.
D.H., Gray, Geotechnique, 1970, 81-93.
D.H., Gray, and H.K., Mitchell, Journal of the Soil Mechanics and Foundations, ASCE 1967, 209-236.
J.R., Hunter, Zeta potential in colloid science. Academic Press, London, 1981, 386 p.
Korolev V.A., Nesterov D.S. Influence of electro-osmosis on physicochemical parameters and microstructure of clay soils // Journal of Environmental Science and Health, 2019, 2019, vol. 54, № 6, 560-571.
M.B., Das, Advanced Soil Mechanics. Taylor and Francis, New York, 2008, 594p.
M.R., Hausmann, Engineering Principles of Ground Modifications, New York: McGraw Hill Publishing Company, 1990.
V.M.,Smoluchowski, Handbuch der Elektrizitat un der Magnetismus II, 2, 1921, 366-428.
Первые работы по электролизу воды и солевых растворов были написаны в 1804 году Берцелиусом, что послужило толчком для открытия нового явления. Так, в 1808 году профессор Московского государственного университета Ф.Ф. Рейсс открыл электроосмос [12].В те времена представления в электрохимии сильно отличались от современных. Поэтому к открытию электроосмоса не была подготовлена наука. Кроме того, это должно было полностью изменить положения ученых электрохимиков того времени.Рейсс поставил эксперимент, в котором был обнаружен эффект, называемый в настоящий момент электроосмосом. Ученый установил закономерность возникновения движения воды, когда прилагал постоянный ток к трубке. Эта жидкость заполняла трубку, которая имела U-образную форму. При этом движение воды преграждала диафрагма из кварцевого песка внизу трубки (рис.2). В ходе ряда испытаний Рейссу стало заметно, что жидкость всегда движется к электроду, который имел отрицательный заряд.Так, ученый опытным путем получил важное заключение, что заряд частиц и жидкости имеют противоположный знак и открыл явление – электроосмос - движение жидкости через пористое тело под действием постоянного электрического поля [1].