The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing
The results obtained in this work demonstrate that dynamics of desalination of porous ice depends on a mobility of ions of salts, and the mobility is determined by the diffusion coefficient. The ice was made by freezing of mineralized water of different chemical composition. Model calculations of av...
Published in: | Ice and Snow |
---|---|
Main Authors: | , , , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2016
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/342 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
Russian |
topic |
desalination diffusion coefficient mineralized water porous ice коэффициент диффузии;минерализованная вода;опреснение;пористый лёд |
spellingShingle |
desalination diffusion coefficient mineralized water porous ice коэффициент диффузии;минерализованная вода;опреснение;пористый лёд A. Sosnovsky V. I. Kontorovich I. А. Сосновский В. И. Конторович И. The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
topic_facet |
desalination diffusion coefficient mineralized water porous ice коэффициент диффузии;минерализованная вода;опреснение;пористый лёд |
description |
The results obtained in this work demonstrate that dynamics of desalination of porous ice depends on a mobility of ions of salts, and the mobility is determined by the diffusion coefficient. The ice was made by freezing of mineralized water of different chemical composition. Model calculations of average mineralization of the porous ice at its thawing were made, and the ion concentrations of different salts were defined. Values of the diffusion coefficients of the salt ions in the film of brine ice pellets were obtained by means of comparison of results of measurements and calculations of dynamics of content of the salt ions in a porous ice at its thawing. The diffusion coefficient of ions Na+, Cl−, SO4 2− is by order of magnitude larger than that of Ca2+ and by two orders of magnitudethan HCO3 −. This results in that the content of ions Na+, Cl−, SO42− decreases in porous ice at its thawing 3 times faster than the content of the ions Ca2+. Basing on analysis of chemical composition of drainage water in some regions in Russia a possibility to desalinate the porous ice formed during the winter sprinkling is demonstrated. Рассмотрена динамика опреснения пористого льда, намороженного из минерализованной воды разного химического состава. Выполнены модельные расчёты минерализации пористого льда при таянии и концентрации в нём ионов различных солей. Путём сравнения измеренной динамики содержания ионов солей в пористом льду при таянии и расчётов определены коэффициенты диффузии ионов солей в плёнке «рассола» ледяных гранул. На основе анализа химического состава дренажных вод в некоторых районах России показана возможность применения опреснения пористого льда, образованного при зимнем дождевании. |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
A. Sosnovsky V. I. Kontorovich I. А. Сосновский В. И. Конторович И. |
author_facet |
A. Sosnovsky V. I. Kontorovich I. А. Сосновский В. И. Конторович И. |
author_sort |
A. Sosnovsky V. |
title |
The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
title_short |
The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
title_full |
The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
title_fullStr |
The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
title_full_unstemmed |
The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
title_sort |
calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2016 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 |
genre |
Annals of Glaciology |
genre_facet |
Annals of Glaciology |
op_source |
Ice and Snow; Том 56, № 4 (2016); 545-554 Лёд и Снег; Том 56, № 4 (2016); 545-554 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2016-4 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342/194 Санин М.В. Использование ресурсов вод повышенной минерализации путем их опреснения. М.: Наука, 1988. 145 с. Martel C. James. How freezing temperatures can be used for wastewater treatment // Water Environment & Technology. Аugust 1998. V. 10. № 8. Р. 50–53. Сосновский А.В., Ходаков В.Г. Искусственное льдообразование в природных условиях для решения экологических проблем // МГИ. 1995. Вып. 79. С. 3–6. Сосновский А.В. Особенности процесса опреснения соленых вод при факельном намораживании льда // МГИ. 1988. Вып. 61. С. 143–149. Гохман В.В., Сосновский А.В., Ходаков В.Г. Эксперименты по опреснению пористого льда // МГИ. 1990. Вып. 69. С. 201–204. Востокова Т.А., Гохман В.В., Сосновский А.В. Динамика выхода ионов при таянии пористого льда // МГИ. 1993. Вып. 76. С. 14–19. Конторович И.И., Мариненко В.Е., Варламов Н.Е., Алимов А.Г., Брызгалин А.Д., Бальбеков Р.А. Применение метода зимнего дождевания для опреснения дренажного стока в условиях Нижнего Поволжья // Экологические основы орошаемого земледелия: Материалы Всерос. совещ. М.: изд. ВНИИГиМ, 1995. С. 262–273. Сосновский А.В. Закономерности формирования и использования искусственных фирново-ледяных массивов: Дис. на соиск. уч. степ. д‑ра геогр. наук. М.: Ин‑т географии РАН, 2010. 301 с. Конторович И.И. Технология опреснения дренажных вод методом зимнего дождевания // Современные проблемы мелиорации и пути их решения: Сб. науч. трудов. ВНИИГиМ: Т. 2. М.: изд. ВНИИГиМ, 1999. С. 183–199. Архипов С.М., Евсеев А.В., Востокова Т.В. Преобразование геохимических характеристик снежного покрова в период абляции // МГИ. 1990. Вып. 70. С. 95–101. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 527 с. Сосновский А.В. Численное моделирование массообмена при таянии минерализованного пористого льда // МГИ. 2003. Вып. 94. С. 71–74. Dynamics of snow and ice masses / Еd. by S.C. Colbeck. New York: Academic Press, 1980. 468 p. Гребер Г., Эрк С., Григулль У. Основы учения о теплообмене. М.: Изд‑во иностр. лит., 1958. 567 с. Albert M.R. Some numerical experiments on firn ventilation with heat transfer // Annals of Glaciology. 1993. V. 18. P. 161–165. Waldner P., Schneebeli M. Effect of snow structure on water flow and solute transport // Hydrological Processes. 2004. V. 18. P. 1271–1290. Капустян А.С., Юченко Л.В., Старостина О.А. Качество дренажно-сбросных вод оросительных систем // Современные проблемы мелиорации земель, пути и методы их решения: Ч. 1. Новочеркасск: изд. ФГНУ «РосНИИПМ», 2003. С. 160–164. Конторович И.И. Дренажный сток с оросительных систем Волгоградской области как объект утилизации // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиораций Прикаспия. М.: Изд‑во «Современные тетради», 2006. С. 195–212. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342 doi:10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 |
op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4 |
container_title |
Ice and Snow |
container_volume |
56 |
container_issue |
4 |
container_start_page |
545 |
op_container_end_page |
554 |
_version_ |
1766003620999856128 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/342 2023-05-15T13:29:50+02:00 The calculation of desalination of mineralized porous ice at thawing К расчёту опреснения минерализованного пористого льда при таянии A. Sosnovsky V. I. Kontorovich I. А. Сосновский В. И. Конторович И. 2016-12-21 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342/194 Санин М.В. Использование ресурсов вод повышенной минерализации путем их опреснения. М.: Наука, 1988. 145 с. Martel C. James. How freezing temperatures can be used for wastewater treatment // Water Environment & Technology. Аugust 1998. V. 10. № 8. Р. 50–53. Сосновский А.В., Ходаков В.Г. Искусственное льдообразование в природных условиях для решения экологических проблем // МГИ. 1995. Вып. 79. С. 3–6. Сосновский А.В. Особенности процесса опреснения соленых вод при факельном намораживании льда // МГИ. 1988. Вып. 61. С. 143–149. Гохман В.В., Сосновский А.В., Ходаков В.Г. Эксперименты по опреснению пористого льда // МГИ. 1990. Вып. 69. С. 201–204. Востокова Т.А., Гохман В.В., Сосновский А.В. Динамика выхода ионов при таянии пористого льда // МГИ. 1993. Вып. 76. С. 14–19. Конторович И.И., Мариненко В.Е., Варламов Н.Е., Алимов А.Г., Брызгалин А.Д., Бальбеков Р.А. Применение метода зимнего дождевания для опреснения дренажного стока в условиях Нижнего Поволжья // Экологические основы орошаемого земледелия: Материалы Всерос. совещ. М.: изд. ВНИИГиМ, 1995. С. 262–273. Сосновский А.В. Закономерности формирования и использования искусственных фирново-ледяных массивов: Дис. на соиск. уч. степ. д‑ра геогр. наук. М.: Ин‑т географии РАН, 2010. 301 с. Конторович И.И. Технология опреснения дренажных вод методом зимнего дождевания // Современные проблемы мелиорации и пути их решения: Сб. науч. трудов. ВНИИГиМ: Т. 2. М.: изд. ВНИИГиМ, 1999. С. 183–199. Архипов С.М., Евсеев А.В., Востокова Т.В. Преобразование геохимических характеристик снежного покрова в период абляции // МГИ. 1990. Вып. 70. С. 95–101. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 527 с. Сосновский А.В. Численное моделирование массообмена при таянии минерализованного пористого льда // МГИ. 2003. Вып. 94. С. 71–74. Dynamics of snow and ice masses / Еd. by S.C. Colbeck. New York: Academic Press, 1980. 468 p. Гребер Г., Эрк С., Григулль У. Основы учения о теплообмене. М.: Изд‑во иностр. лит., 1958. 567 с. Albert M.R. Some numerical experiments on firn ventilation with heat transfer // Annals of Glaciology. 1993. V. 18. P. 161–165. Waldner P., Schneebeli M. Effect of snow structure on water flow and solute transport // Hydrological Processes. 2004. V. 18. P. 1271–1290. Капустян А.С., Юченко Л.В., Старостина О.А. Качество дренажно-сбросных вод оросительных систем // Современные проблемы мелиорации земель, пути и методы их решения: Ч. 1. Новочеркасск: изд. ФГНУ «РосНИИПМ», 2003. С. 160–164. Конторович И.И. Дренажный сток с оросительных систем Волгоградской области как объект утилизации // Научно-производственное обеспечение развития комплексных мелиораций Прикаспия. М.: Изд‑во «Современные тетради», 2006. С. 195–212. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/342 doi:10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 56, № 4 (2016); 545-554 Лёд и Снег; Том 56, № 4 (2016); 545-554 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2016-4 desalination diffusion coefficient mineralized water porous ice коэффициент диффузии;минерализованная вода;опреснение;пористый лёд info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2016 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4-545-554 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-4 2022-12-20T13:30:26Z The results obtained in this work demonstrate that dynamics of desalination of porous ice depends on a mobility of ions of salts, and the mobility is determined by the diffusion coefficient. The ice was made by freezing of mineralized water of different chemical composition. Model calculations of average mineralization of the porous ice at its thawing were made, and the ion concentrations of different salts were defined. Values of the diffusion coefficients of the salt ions in the film of brine ice pellets were obtained by means of comparison of results of measurements and calculations of dynamics of content of the salt ions in a porous ice at its thawing. The diffusion coefficient of ions Na+, Cl−, SO4 2− is by order of magnitude larger than that of Ca2+ and by two orders of magnitudethan HCO3 −. This results in that the content of ions Na+, Cl−, SO42− decreases in porous ice at its thawing 3 times faster than the content of the ions Ca2+. Basing on analysis of chemical composition of drainage water in some regions in Russia a possibility to desalinate the porous ice formed during the winter sprinkling is demonstrated. Рассмотрена динамика опреснения пористого льда, намороженного из минерализованной воды разного химического состава. Выполнены модельные расчёты минерализации пористого льда при таянии и концентрации в нём ионов различных солей. Путём сравнения измеренной динамики содержания ионов солей в пористом льду при таянии и расчётов определены коэффициенты диффузии ионов солей в плёнке «рассола» ледяных гранул. На основе анализа химического состава дренажных вод в некоторых районах России показана возможность применения опреснения пористого льда, образованного при зимнем дождевании. Article in Journal/Newspaper Annals of Glaciology Ice and Snow (E-Journal) Ice and Snow 56 4 545 554 |