Uttrykket anionisk eksklusjon betegner innen hydrogeologi og jordvitenskap et fenomen for reduksjon av " tilgjengelig porøsitet " til anioner (men ikke for vann) i porøse medier hvis grensesnitt med vann er negativt ladet.
Med andre ord ; i medier med veldig fine porer (for eksempel leire) er diffusjonen av anioner i porene i et porøst substrat begrenset eller forbudt mens vann kan sirkulere ( for eksempel i leire eller argillitt ); I andre tilfeller, tvert imot (større porer, for eksempel i kritt) driver den anioniske eksklusjonen ut anionene ved å akselerere dem med hensyn til vann.
Det er et fenomen som bare nylig har blitt målt og bedre forstått, men som fortsatt blir utforsket i noen av dets aspekter.
Det kan ha viktige konsekvenser i hydrogeologi, og for riktig forståelse og modellering av sirkulasjonen av anioner ( effektiv diffusivitet ) i visse jordarter, undergrunn og grunnvann.
Anionisk ekskludering skyldes negative elektriske ladninger som bæres av overflaten av naturlige mineraler (kritt, leire, etc.). Disse ladningene har en tendens til å avvise (elektrostatisk kraft) anionene mot sentrum av porene og muligens forhindre at de kommer inn i mikroporene eller i nanoporene, og endrer fordelingen av anionene sammenlignet med hva det ville være i et elektrostatisk nøytralt medium. For eksempel, i visse argillitter (Callovo-Oxfordian argillitter fra Bure), skjer alt som om "tortuosity" av porenettverket og "constrictivity" av porene ble økt, bare for anionene.
Blant faktorene som a priori griper inn i amplituden til fenomenet eksklusjon av anioner er:
Dette fenomenet, som bare nylig er tatt i betraktning av modellene, er i visse tilfeller av stor betydning
I komprimerte nanoporøse eller porøse medier (ikke-ekspanderte leire) kan anioner ikke få tilgang til hele eller deler av porøsiteten, noe som har blitt observert under studier med radiotracer i argillitter eller kompakte leire av Bure, Boom (Put og De Cannière, 1994) eller i Opalinum leire av Mont Terri (Tevissen et al., 2004; Van Loon og Soler, 2004; Wersin et al., 2004). Avhengig av størrelsen på porene, kan sirkulasjonen av ioner akselereres sterkt eller tvert imot kraftig redusert (sammenlignet med vann sporet ved hjelp av en radiosporingsmiddel ( tritium i form av tritiert vann ).
Fenomenet eksklusjon av anion kan i seg selv påvirkes av faktorer som ionestyrke (som forsterker den, som forutsagt av den såkalte dobbeltlagsteorien), temperatur, mineralogiske heterogeniteter osv.
Studier av dette fenomenet viser at måling av diffusjon av tritiert vann (HTO) i et substrat (kritt, leire) på ingen måte kan betraktes som prediktiv eller indikativ for aniontransport. Således i Callovo-Oxfordian argillitt studert av Bure-laboratoriet, for “Vi merker en ganske god homogenitet av transportparametrene til HTO på prøver, men tatt på forskjellige dybder og tilsvarer fjerne borehull. For 36Cl- er variabiliteten tvert imot større, og viser en anionekskludering som varierer i henhold til prøvene ” . I dette tilfellet konkluderte forfatteren med at "Til tross for heterogeniteten i leirdannelsen og de iboende feilene, oppnådde resultatene tydelig at anionisk ekskludering begrenser den kjemiske retensjonen av anioniske arter i Callovo-Oxfordian argillites" (...) "Tar i betraktning intensiteten av anionisk eksklusjon er viktig for utviklingen av en migrasjonsmodell av anioniske oppløste stoffer i kompakte leirmedier "