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Phosphate Transport in Illite Due to Consolidation

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

Charles A. Moore
Affiliation:
Department of Civil Engineering, The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.A.
Nahid Zouestiagh
Affiliation:
Proctor and Gamble Research Division, Cincinnati, Ohio, U.S.A.

Abstract

The conditions were studied under which consolidation loading caused the release of phosphate from a saturated illite clay. P32 tracer techniques were employed to follow the movement of phosphate in composite samples composed of tagged and untagged portions. The samples, initially consolidated to 1·0 kgcm−2 stress were reconsolidated to 0·1, 0·5, 2, 4 and 8 kg cm−2 stress and the transport of phosphate was monitored by counting the radioactivity of 0·01-in. thick sections sliced parallel to the major principal plane. Corrections were applied for P32-P31 self-diffusion. It was found that: (1) for low phosphate concentrations there was no observable transport due to consolidation type flow: (2) for high phosphate concentrations and for stresses less than or equal to the preconsolidation load there was no observable transport due to consolidation type flow; and (3) for high phosphate concentrations and for loads above the preconsolidation load there was detectable transport of phosphate, presumably due to the consolidation flow. A mechanism based on self-diffusion plus uniform flow was able to semi-quantatively explain the test results.

Résumé

Résumé

On a étudié les conditions dans lesquelles une charge de consolidation entraîne une libération de phosphate à partir d’une illite saturée. Des techniques utilisant P32 comme traceur ont été employées pour suivre le mouvement du phosphate dans des échantillons composites faits de parties marquées et non marquées. Les échantillons consolidés initialement sous une charge de 1.0 kg/cm2 ont été reconsolidés sous des charges de 0,1, 0,5, 2, 4 et 8 kg/cm2 et le transport du phosphate a été suivi en comptant la radioactivité de tranches de 0,01 pouce d’épaisseur coupées parallèlement au plan principal le plus important. On a apporté les corrections pour l’autodiffusion P32-P31. Les résultats suivants ont été obtenus: (1) pour les faibles concentrations en phosphate il n’y a pas de transport observable dû à un flux du type consolidation; (2) pour les fortes concentrations en phosphate et pour des charges inférieures ou égales à la charge de préconsolidation il n’y a pas de transport observable dû à un flux du type consolidation; (3) pour les fortes concentrations en phosphate et pour des charges supérieures à la charge de préconsolidation, il y a un transport de phosphate observable, probablement dû au flux de consolidation. Un mécanisme fondé sur l’autodiffusion plus un flux uniforme peut expliquer semiquantitativement les résultats de l’essai.

Kurzreferat

Kurzreferat

Die Bedingungen wurden untersucht, unter denen Verfestigungsdruck die Freisetzung von Phosphat aus einem gesättigten Illitton hervorruft. Markierungsmethoden mit P32 wurden angewandt, um die Bewegung des Phosphates in Proben zu verfolgen, die sich aus markierten und nichtmarkierten Anteilen zU.S.A.mmensetzten. Die ursprünglich unter einem Druck von 1,0 kg/cm2 verfestigten Proben wurden unter Drucken von 0,1, 0,5, 2, 4 und 8 kg/cm2 wieder verfestigt und der Phosphattransport durch Messung der Radioaktivität in 0,25 mm dicken Schnitten verfolgt, die parallel zur größeren Hauptebene angelegt wurden. Korrekturen für die P32-P31-Selbstdiffusion wurden vorgenommen. Es wurde gefunden, daß erstens bei niedrigen Phosphatkonzentrationen kein nachweisbarer Transport durch einen verfestigungsbedingten Fluß auftrat, daß zweitens bei hohen Phosphatkonzentrationen und bei Drucken, die niedriger als der oder gleich dem Verfestigungsdruck waren, kein Transport durch verfestigungsbedingten Fluß zu beobachten war. und daß drittens bei hohen Phosphatkonzentrationen und bei Drucken über dem Verfestigungsdruck ein nachweisbarer Phosphattransport wahrscheinlich als Folge eines verfestigungsbedingten Flusses auftrat. Ein Mechanismus, der auf Selbstdiffusion in Verbindung mit einförmigem Fluß beruht, konnte die Versuchsergebnisse halbquantitativ erklären.

Резюме

Резюме

Изучали условия при которых нагрузка консолидирования вела к освобождению фосфата из насыщенной иллитовой глины. Метод меченых атомов Р32 использовался для прослеживания перемещения фосфата в сложных образцах, состоящих из маркированных и не маркированных порций. Образцы первоначально консолидированные до 1,0 кг/см2 напряжения были вновь консолидированы до 0,1–0,5; 2; 4 и 8 кг/см2. Транспортировку фосфата контролировали путем подсчета радиоактивности шлифов толщиной 0,01 дюйма, срезанных параллельно к главной плоскости. Ввели поправки на самодиффузию для P32-P31. Нашли, что (1) при низкой концентрации фосфата не было заметной транспортировки в результате потока консолидирования; (2) при высокой концентрации фосфата и при напряжении ниже или равном нагрузке перед консолидированием также не было заметной транспортировки благодаря потоку консолидирования; и (3) при высоких концентрациях фосфата и нагрузках выше, чем перед консолидированием замечалось транспортирование фосфата, очевидно, вследствие потока консолидирования. Результаты исследования можно полукачественно объяснить механизмом, базированном на самодиффузии плюс однородный поток.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Clay Minerals Society 1974

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References

Abd-El-Aziz, M. H. and Taylor, S. A., (1964) Simultaneous flow of water and salt through unsaturated porous media—I. Rate equations Proc. Soil Sci. Soc. Amer. 29 141143.CrossRefGoogle Scholar
Cearlock, D. B., (1972) A systems approach to management of the Hanford ground-water basin Ground Water 10 8898.CrossRefGoogle Scholar
Greenberg, J. A. and Mitchell, J. K., (1971) Theoretical analysis of chemico-osmotic diffusion of Oxnard site: Chap. VII in Sea-Water Intrusion: Aquitards in the Coastal Ground Water Basin of Oxnard Plain, Ventura County .Google Scholar
Leonards, G. A., (1962) Foundation Engineering New York McGraw-Hill 156166.Google Scholar
Lindstrom, F. T. and Boersma, L., (1970) Theory of chemical transport with simultaneous sorption in a water saturated porous medium Soil Sci. 110 19.CrossRefGoogle Scholar
Olsen, H. W., (1969) Simultaneous fluxes of liquid and charge in saturated kaolinite Soil Sci. Soc. Am. Proc. 33 338344.CrossRefGoogle Scholar
Rowell, D. W., Martin, M. W. and Nye, P. H., (1967) The measurement and mechanism of ion diffusion in soils—III. The effect of moisture content and soil solution concentration on the self-diffusion of ions in soils J. Soil Sci. 18 204221.CrossRefGoogle Scholar