364 
Глава 14
РЕАКЦИЯ В НЕОДНОРОДНОЙ НЕПОДВИЖНОЙ И/ИЛИ
КОНВЕКТИВНОЙ СРЕДЕ
Неоднородность среды означает, что концентрации растворенных веществ
изменяются от места к месту. Конвекция (в данной работе) означает, что
раствор движется гпо отношению к твердой фазе. Неоднородность означает,
что необходимо рассматривать диффузию и дисперсию (если конвективное
движение значительно), а это влечет за собой необходимость учета времени
при расчетах. Все математические формулировки этих процессов основаны
на простом уравнении сохранения массы, которое для одноразмерного слу-
чая имеет форму
дс; 
д? с; 
де;
—— 
= р -— 
— 
и
ОВ 
дх? 
* дх
* ], 
(14.1)
где е; 
— концентрация 
: -го вешества, О — коэффициент диффузии или дис-
персии, и„ 
— скорость движения жидкости в направлении х, / (обсуждаемые
ниже) — приращение или потеря вешества в процессе пеякнии, х — расстоя-
ние, & — время, Уравнение свидетельствует о том, что изменение концентра-
ции во времени в каждом пространственно ограниченном объеме равно ее
изменению вследствие диффузии или дисперсии плюс изменение благодаря
конвекции (если концентрация изменяется в направлении движения, то дви-
жение воды сказывается в том, что оно переносит воду с неодинаковой кон=
центрацией в одну и ту же точку среды) плюс изменения вследствие реак-
ций.
Большинство затруднений в моделях обсуждаемого здесь типа - (перенос
плюс реакция) связаны с членом /, который иногда разделяют на два члена:
источник и сток вешества. Член / должен включать математические выраже-
ния для всех процессов, вызывающих удаление компонента #г 
ИЗ ВОДЫ или
его поступление в воду. Форма этих выражений должна быть такой, чтобы
можно было интегрировать полученное дифференциальное уравнение за до-
пустимое расчетное время на компьютере, Примерами процессов, для кото-
рых можно сформулировать удовлетворительные выражения для /, являются;
1. Радиоактивный распад.
2. Адсорбционные равновесия, включающие ионный обмен.
3. Химическое равновесие с простыми твердыми фазами 
(например, калье
цитом или гипсом).
4. Простые кинетические выражения для скорости осаждения или раство-
рения твердой фазы в зависимости от состава раствора.
Прежде чем приступить к обсуждению отдельных примеров, необходимо
отметить, что сделанные предположения ограничивают приближение, © кото-
рым численные модели могут аппроксимировать некоторые аспекты химической эволю-
ции природных вод. В предыдуших главах было показано, что природные сис-
темы не всегда являются химически равновесными, а в гл. 6 был сделан вывод,
что кинетика процессов растворения и осаждения часто не поддается описа-