Query about calculation of Saturation Indices

[sally.xiaosa.0212]

There are several questions about saturation indices. I'm wondering about the way to judge results and asking for help. The questions are as follows:
1. In output, several SI results of direct calculation after solution input is distinctly different from SI results in inverse modeling, what?s the reason and how to judge and choose?
2. In inverse modeling, what is the acceptable level of uncertainty for input? Sometimes, a way to eliminate the charge imbalance error is increasing the uncertainty, but what?s the limit?

[dlparkhurst]

To the extent you trust the SI calculations, an inverse model is invalid if it precipitates an undersaturated mineral or dissolves a supersaturated mineral.

In PHREEQC inverse modeling, you must define at least enough uncertainty to allow for charge balance. I prefer analyses that balance within 5 or 10 percent (cations - anions)/(cations + anions), and I like to see several analyses that demonstrate the same trends in concentrations. In general, I like to use 0.05 or 0.1 for uncertainties, but you will have to account for the quality and consistency of your analyses.

[sally.xiaosa.0212]

Thanks for your reply, Dr. Parkhurst. In my inverse model, the uncertainty of input solution2 must be increased to 0.4 to eliminate charge imbalance error, perhaps due to missing of NO3- data or large uncertainty in HCO3- data. After solving the problem of solution charge imbalance（uncertainty of input solution2 was set 0.4）, the output of inverse model path is too much, there were 75 or 155 paths. So a new question is how to simplify and choose the most reasonable one?

[dlparkhurst]

Start by using the -minimal option.

If you know some minerals must dissolve or precipitate, you can put dis or pre for those minerals, which may decrease the number of models.

Don't spend too much time on inverse modeling if your analyses have that much charge balance error. And, in general, inverse modeling is a process for you to consider the reactions that are occurring in your system, even if you do not find a quantitative model.

[sally.xiaosa.0212]

Thanks for your advice, Dr. Parkhurst. My research focuses on quantitative calculation of transfer amount of iron & manganese minerals.
Firstly the charge imbalance error of input solutions was solved. Then I selected ?minimal? option and set dis/prep states of several minerals in phases. The process of reducing modeling results was actually time-consuming as I needed to set mineral dis/prep state one by one (Seems to depend to input order of minerals). Now output models has decreased to just 2. Seems in line with expectations. But several new questions appeared:
1.   The dis/prep state was set according to SI results of initial solution. Take Hematite as example, the calculated SI of Hematite is 18.6, which indicates prep. If I set prep state in phases windows, the output model was 0. The state of Hematite must be set as dissolution to get 2 output models but it contradicts the SI results. So on this occasion, whether SI results was reliable? Should I trust the SI calculation or the quantitative model?
2.   The mineral phase input includes Hematite, but the output didn?t show the mole transfer result of Hematite, only the transfer amount of other Fe-bearing minerals, which does not reach the purpose of quantitative calculation of targeted Fe-bearing minerals.

[dlparkhurst]

First, consider that the Fe(3) is not usually measured, so the SI for Fe(3) minerals relies on the total Fe measurement and your choice of pe.

It sounds like you have an increase in Fe concentration, which means you need a mineral that dissolves. It is probably not hematite or any of the other oxyhydroxides like goethite or Fe(OH)3.

If the increase in Fe is significant, you should consider other possible sources--pyrite, aluminosilicates, others.

[sally.xiaosa.0212]

Thanks for your help, Dr. Parkhurst. I?m now carrying out forward reaction path simulation, and some new problems have emerged.
I originally planned to use the amount of mineral transfer calculated in the reverse simulation as the input for the forward simulation, but found that the units did not agree.
The unit of mineral transfer for inverse modeling is mol/kgw, but the unit of mineral transfer input in forward modeling is mol. As it is impossible to acquire the water quantity in a natural groundwater system, how to solve the unit problem and continue the forward simulation?

[dlparkhurst]

The units of mole transfers from inverse modeling are moles. The amount would change depending on the mass or volume of solution. In most cases you are using SOLUTION definitions with the default of 1 kg water, which will close to 1 L. So, effectively the mole transfers are numerically equal to mol/L.

Your water analyses are concentration, usually mg/L or ppm, which would apply regardless of the representative volume that you choose. If you use a representative volume of 1 L (~ 1 kgw) for your groundwater system, the inverse modeling results would be directly applicable. You would be tracking the evolution of 1 L of water as it moves through the groundwater system.

[sally.xiaosa.0212]

Thanks for your reply, Dr. Parkhurst. I am now carrying out forward simulation for Fe and trying to find mainly contributors for excess Fe in solution. Only goethite and siderite were reported in XRD results.
Ferrihydrite (Fe5HO8?nH2O) is a kind of weakly crystalline iron hydroxide, which is often a precursor to more stable crystalline forms such as goethite and hematite. Although thermodynamically unstable, amorphous or poorly crystallized ferrihydrite is the main product of abiotic and biocatalytic iron oxidation. These minerals have significant differences in reactivity, with Ferrihydrite being the most active. Although ferrihydrite is not detected in XRD, it may make an important contribution to the accumulation of groundwater Fe. There are a few questions:
1.   How to consider its mineral reaction in PHREEQC when ferrihydrite does not be included in mineral phases input? Is there any other software that contains ferrihydrite and do some simulation?
2.   Is it the same chemical formula as goethite （FeOOH）, that is, goethite also stands for component of ferrihydrite?
3.   What does Fe(OH)3 (a) represent in PHREEQC phases? Iron hydroxide precipitates?

[dlparkhurst]

As you note, there are many ferric oxyhydroxide minerals that have a varying solubilities ranging from hematite to goethite to Fe(OH)3(a) (amorphous) and ferrihydrite (which is in the minteq.v4.dat database). For inverse modeling, it does not matter which ferric oxyhydroxide mineral you chose because you are only concerned with mole transfers, not quantitative saturation.

For other modeling, ferrric oxyhdroxides in any form are relatively insoluble, so if you include any one of them in EQUILIBRIUM_PHASES, the concentration of Fe(3) will be small except at low pH.  At non-acid pH (say >5), I generally assume the iron is ferrous (Fe(2)), and the question is whether oxygen will enter the system to oxidize ferrous to ferric, which will precipitate.

For acid drainage, Fe(3) concentrations can be large, but Fe(2) could be present as well. Here you will genereally see red precipitates, so some ferric phase is precipitating. The environment is dynamic with Fe(2) oxidation, ferric precipitation (oxides and sulfates), and gradual conversion to more stable phases.

[sally.xiaosa.0212]

A new question arises, Dr. Parkhurst. When using default phreeqc.dat, there are some relationships between output Fe concentrations and input conditions (T, pe, ph) when Fe-minerals (siderite, goethite) dissolves. When the default database was changed from phreeqc.dat to minteq.v4.dat, the required ferrihydrite mineral was found and its mineral transfer amount was set for forward simulation. However, it was found that the output iron concentration did not change with pH, pe or other conditions, but only changed with the magnitude of input mineral transfer amount. Why does the output result not change when using minteq.v4.dat, even the saturation index was negative which indicates dissolution trend?
I'm not sure about the results.

[dlparkhurst]

You will have to post a simple input file(s) that demonstrate your question. Please use the # button (just above the text box and below the Subject) when you include the text files so that the post is more readable and easier to copy to PHREEQC.

[sally.xiaosa.0212]

The default database has changed to minteq.v4.dat，even if the solid phase has been changed to Siderite, the saturation index of Siderite is negative, but the output Fe concentration does not change when pH、T or pe varies. The input text as follows:
#
SOLUTION 1
    temp      25
    pH        7
    pe        4
    redox     pe
    units     mg/l
    density   1
    Alkalinity 86
    C         84.92
    Ca        12.9422
    Cl        6.845
    F         0.0161
    Fe        0.012029094
    K         1.1514
    Mg        13.1524
    Mn        0.124344934
    N(5)      5.37484
    Na        9.5611
    S(6)      3.8644
    -water    1 # kg

EQUILIBRIUM_PHASES 1
    Ferrihydrite 0 1
SELECTED_OUTPUT 1
    -file                 202410_Ferrihydrite_minteqdat.txt
    -high_precision       true
    -pH                   true
    -pe                   true
    -totals               Fe
    -saturation_indices   Ferrihydrite Siderite

USER_PUNCH
    -headings Fe(mg/L)
    -start
    10 PUNCH TOT("Fe") * 55.845 * 1000
    -end
#

[dlparkhurst]

(1) pH. You have entered both Alkalinity and C in SOLUTION. In this case, PHREEQC will adjust the pH to produce a solution that has the specified alkalinity and C. The pH that you enter will be adjusted, so even if you change the pH of the SOLUTION definition, the program will calculate the same pH that produces the alkalinity and C that you specified. If you enter only one of the two quantities, Alkalinity or C, then the pH that you enter in SOLUTION will be used in the calculation, and the amount of Ferrihydrite that precipitates will change.

(2) pe. The pe of 4 will distribute almost all of the iron to the Fe(3) redox state. Adjusting the pe higher will have little effect because the concentration of Fe(2) will get even smaller. If you reduce the pe to -4, then Fe(2) will predominate in the solution concentration; however, in the reaction calculation with ferrihydrite, Fe(2) is oxidized to Fe(3) by N(5), so essentially, all of the Fe is converted to Fe(3) and almost the same amount of Ferrihydrite is precipitated.

(3) T. The solubility is dependent on T. If you change the temperature to 10, the Fe concentration in equilibrium with Ferrihydrite is different.

When you are typing your next query, look just above the box that you are typing in and you will see a button that has "#". Use it to include code.

[sally.xiaosa.0212]

Thanks for kindly reminding me. Since the hydrochemical data in situ only included total alkalinity, and bicarbonate content may not be accurate because it was from conversion. So I chose only total alkalinity (mg/L as CaCO3) as the input item of solution with the other major ions, and rerun forward simulation accordingly. The result varies with the change of ph, pe or others. Now I have 2 questions:
1. The first question is that the output values of HCO3 and total alkalinity are 0. Since this item is missing, how do I check whether the result is correct? Because calculating the charge balance error of the output solution requires the amount of HCO3 or total alkalinity. By the way, I would like to enquire you about the verification method of forward simulation results, because there is no measured data of the reaction endpoint.
2.The second question is, in forward simulation, assuming that the mineral saturation index is taken as the constraints of calculation, when the phase transfer quantity of several iron/ manganese-bearing minerals were set as 1mol/kgw, output saturation indices were negative, which indicated dissolution trend. Does it mean that the set mineral transfer amount (1mol/kgw) is not enough and need to be increased to meet or reach the output saturation index of 0?
The code is listed below. Hopefully, the format of the code is correct and easy to copy and run. Thanks!

Code: [Select]

SOLUTION 1
    temp      26.8
    pH        6.8
    pe        4
    redox     pe
    units     mg/l
    density   1
    Alkalinity 90 as CaCO3
    Ca        12.6665
    Cl        9.3694
    F         0.0569
    Fe        0.245955027
    K         2.4122
    Mg        12.8145
    Mn        0.101356727
    N(5)      1.379
    Na        10.9061
    S(6)      11.2181
    -water    1 # kg
EQUILIBRIUM_PHASES 1
    Ferrihydrite 0 1
    Goethite  0 1
    Manganite 0 1
    Pyrolusite 0 1
    Siderite  0 1
SELECTED_OUTPUT 1
    -file                 202411for_GW134_output.txt
    -high_precision       true
    -pH                   true
    -pe                   true
    -saturation_indices   Goethite  Siderite  Ferrihydrite  Manganite
                          Pyrolusite

USER_PUNCH 1
    -headings Na(mg/L) K(mg/L) Mg(mg/L) Ca(mg/L) HCO3(mg/L) F(mg/L) Cl(mg/L) NO3(mg/L) SO4(mg/L) Fe(mg/L) Mn(mg/L) Total_Alkalinity(mg/L)
    -start
 10 PUNCH TOT("Na") * 22.98977 * 1000
 20 PUNCH TOT("K") * 39.0983 * 1000
 30 PUNCH TOT("Mg") * 24.305 * 1000
 40 PUNCH TOT("Ca") * 40.078 * 1000
 50 PUNCH TOT("HCO3") * 61.0168 * 1000
 60 PUNCH TOT("F") * 18.9984 * 1000
 70 PUNCH TOT("Cl") * 35.453 * 1000
 80 PUNCH TOT("NO3") * 62.0049 * 1000
 90 PUNCH TOT("SO4") * 96 * 1000
100 PUNCH TOT("Fe") * 55.845 * 1000
110 PUNCH TOT("Mn") * 54.9 * 1000
120 PUNCH TOT("Alk") * 50000 / 50.04345
    -end


[dlparkhurst]

I don't understand question 1. The following is the output when running with the minteq.v4.dat database. HCO3- and Alkalinity are not 0.0.

As for 2.0, ferrihydrite and siderite dissolve completely and goethite is formed. In this system, goethite is more stable relative to ferrihydrite and siderite.

Code: [Select]

   Input file: C:\temp\Phrqc16.pqi
  Output file: C:\temp\Phrqc16.pqo
Database file: C:\Program Files (x86)\USGS\Phreeqc Interactive 3.8.2-16969\database\minteq.v4.dat

------------------
Reading data base.
------------------

SOLUTION_MASTER_SPECIES
SOLUTION_SPECIES
SOLUTION_SPECIES
PHASES
PHASES
SURFACE_MASTER_SPECIES
SURFACE_SPECIES
END
------------------------------------
Reading input data for simulation 1.
------------------------------------

DATABASE C:\Program Files (x86)\USGS\Phreeqc Interactive 3.8.2-16969\database\minteq.v4.dat
SOLUTION 1
    temp      26.8
    pH        6.8
    pe        4
    redox     pe
    units     mg/l
    density   1
    Alkalinity 90 as CaCO3
    Ca        12.6665
    Cl        9.3694
    F         0.0569
    Fe        0.245955027
    K         2.4122
    Mg        12.8145
    Mn        0.101356727
    N(5)      1.379
    Na        10.9061
    S(6)      11.2181
    water    1 # kg
EQUILIBRIUM_PHASES 1
    Ferrihydrite 0 1
    Goethite  0 1
    Manganite 0 1
    Pyrolusite 0 1
    Siderite  0 1
USER_PUNCH 1
    headings Na(mg/L) K(mg/L) Mg(mg/L) Ca(mg/L) HCO3(mg/L) F(mg/L) Cl(mg/L) NO3(mg/L) SO4(mg/L) Fe(mg/L) Mn(mg/L) Total_Alkalinity(mg/L)
    start
10 PUNCH TOT("Na") * 22.98977 * 1000
20 PUNCH TOT("K") * 39.0983 * 1000
30 PUNCH TOT("Mg") * 24.305 * 1000
40 PUNCH TOT("Ca") * 40.078 * 1000
50 PUNCH TOT("HCO3") * 61.0168 * 1000
60 PUNCH TOT("F") * 18.9984 * 1000
70 PUNCH TOT("Cl") * 35.453 * 1000
80 PUNCH TOT("NO3") * 62.0049 * 1000
90 PUNCH TOT("SO4") * 96 * 1000
100 PUNCH TOT("Fe") * 55.845 * 1000
110 PUNCH TOT("Mn") * 54.9 * 1000
120 PUNCH TOT("Alk") * 50000 / 50.04345
    end
-------------------------------------------
Beginning of initial solution calculations.
-------------------------------------------

Initial solution 1.

WARNING: Equivalent wt for alkalinity should be Ca.5(CO3).5. Using 50.0446 g/eq.
-----------------------------Solution composition------------------------------

Elements           Molality       Moles

Alkalinity        1.799e-03   1.799e-03
Ca                3.161e-04   3.161e-04
Cl                2.643e-04   2.643e-04
F                 2.995e-06   2.995e-06
Fe                4.405e-06   4.405e-06
K                 6.171e-05   6.171e-05
Mg                5.273e-04   5.273e-04
Mn                1.845e-06   1.845e-06
N(5)              9.847e-05   9.847e-05
Na                4.745e-04   4.745e-04
S(6)              1.168e-04   1.168e-04

----------------------------Description of solution----------------------------

                                       pH  =   6.800   
                                       pe  =   4.000   
                        Activity of water  =   1.000
                 Ionic strength (mol/kgw)  =   3.204e-03
                       Mass of water (kg)  =   1.000e+00
                    Total carbon (mol/kg)  =   2.382e-03
                       Total CO2 (mol/kg)  =   2.382e-03
                         Temperature (oC)  =  26.80
                  Electrical balance (eq)  =  -1.646e-04
 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|)  =  -3.61
                               Iterations  =  11
                                  Total H  = 1.110166e+02
                                  Total O  = 5.551475e+01

----------------------------Distribution of species----------------------------

                                               Log       Log       Log    mole V
   Species          Molality    Activity  Molality  Activity     Gamma   cm3/mol

   H+              1.686e-07   1.585e-07    -6.773    -6.800    -0.027      0.00
   OH-             7.742e-08   7.272e-08    -7.111    -7.138    -0.027     (0) 
   H2O             5.551e+01   9.999e-01     1.744    -0.000     0.000     18.08
C(4)          2.382e-03
   HCO3-           1.780e-03   1.676e-03    -2.749    -2.776    -0.026     (0) 
   H2CO3           5.842e-04   5.842e-04    -3.233    -3.233     0.000     (0) 
   CaHCO3+         8.225e-06   7.746e-06    -5.085    -5.111    -0.026     (0) 
   MgHCO3+         7.383e-06   6.939e-06    -5.132    -5.159    -0.027     (0) 
   CO3-2           6.580e-07   5.135e-07    -6.182    -6.289    -0.108     (0) 
   NaHCO3          4.060e-07   4.060e-07    -6.392    -6.392     0.000     (0) 
   CaCO3           2.001e-07   2.001e-07    -6.699    -6.699     0.000     (0) 
   MgCO3           1.762e-07   1.762e-07    -6.754    -6.754     0.000     (0) 
   MnHCO3+         4.878e-08   4.589e-08    -7.312    -7.338    -0.026     (0) 
   FeHCO3+         4.002e-08   3.769e-08    -7.398    -7.424    -0.026     (0) 
   NaCO3-          4.307e-09   4.054e-09    -8.366    -8.392    -0.026     (0) 
Ca            3.161e-04
   Ca+2            3.030e-04   2.365e-04    -3.519    -3.626    -0.108     (0) 
   CaHCO3+         8.225e-06   7.746e-06    -5.085    -5.111    -0.026     (0) 
   CaSO4           4.552e-06   4.552e-06    -5.342    -5.342     0.000     (0) 
   CaCO3           2.001e-07   2.001e-07    -6.699    -6.699     0.000     (0) 
   CaNO3+          7.297e-08   6.827e-08    -7.137    -7.166    -0.029     (0) 
   CaF+            7.613e-09   7.163e-09    -8.118    -8.145    -0.026     (0) 
   CaOH+           3.717e-10   3.501e-10    -9.430    -9.456    -0.026     (0) 
Cl            2.643e-04
   Cl-             2.643e-04   2.484e-04    -3.578    -3.605    -0.027     (0) 
   MnCl+           4.519e-10   4.252e-10    -9.345    -9.371    -0.026     (0) 
   MnCl2           1.492e-13   1.492e-13   -12.826   -12.826     0.000     (0) 
   FeCl+2          1.798e-17   1.409e-17   -16.745   -16.851    -0.106     (0) 
   MnCl3-          1.085e-17   1.021e-17   -16.965   -16.991    -0.026     (0) 
   FeCl2+          1.572e-20   1.479e-20   -19.804   -19.830    -0.026     (0) 
   FeCl3           3.674e-25   3.674e-25   -24.435   -24.435     0.000     (0) 
F             2.995e-06
   F-              2.854e-06   2.682e-06    -5.545    -5.571    -0.027     (0) 
   MgF+            1.324e-07   1.245e-07    -6.878    -6.905    -0.027     (0) 
   CaF+            7.613e-09   7.163e-09    -8.118    -8.145    -0.026     (0) 
   NaF             7.760e-10   7.760e-10    -9.110    -9.110     0.000     (0) 
   HF              6.494e-10   6.494e-10    -9.187    -9.187     0.000     (0) 
   MnF+            1.585e-10   1.491e-10    -9.800    -9.827    -0.026     (0) 
   HF2-            7.121e-15   6.689e-15   -14.147   -14.175    -0.027     (0) 
   FeF+2           6.832e-15   5.353e-15   -14.165   -14.271    -0.106     (0) 
   FeF2+           4.154e-16   3.908e-16   -15.382   -15.408    -0.026     (0) 
   FeF3            1.523e-18   1.523e-18   -17.817   -17.817     0.000     (0) 
   H2F2            1.059e-18   1.059e-18   -17.975   -17.975     0.000     (0) 
Fe(2)         2.333e-06
   Fe+2            2.252e-06   1.724e-06    -5.648    -5.763    -0.116     (0) 
   FeHCO3+         4.002e-08   3.769e-08    -7.398    -7.424    -0.026     (0) 
   FeSO4           3.564e-08   3.564e-08    -7.448    -7.448     0.000     (0) 
   FeOH+           5.306e-09   4.992e-09    -8.275    -8.302    -0.026     (0) 
   Fe(OH)2         2.940e-13   2.940e-13   -12.532   -12.532     0.000     (0) 
   Fe(OH)3-        6.382e-15   6.004e-15   -14.195   -14.222    -0.026     (0) 
Fe(3)         2.072e-06
   Fe(OH)2+        1.913e-06   1.801e-06    -5.718    -5.745    -0.026     (0) 
   Fe(OH)3         1.580e-07   1.580e-07    -6.801    -6.801     0.000     (0) 
   Fe(OH)4-        7.722e-10   7.268e-10    -9.112    -9.139    -0.026     (0) 
   FeOH+2          1.029e-10   8.062e-11    -9.988   -10.094    -0.106     (0) 
   FeF+2           6.832e-15   5.353e-15   -14.165   -14.271    -0.106     (0) 
   Fe+3            3.103e-15   1.776e-15   -14.508   -14.750    -0.242     (0) 
   FeSO4+          1.859e-15   1.749e-15   -14.731   -14.757    -0.026     (0) 
   FeF2+           4.154e-16   3.908e-16   -15.382   -15.408    -0.026     (0) 
   FeCl+2          1.798e-17   1.409e-17   -16.745   -16.851    -0.106     (0) 
   Fe(SO4)2-       3.255e-18   3.045e-18   -17.487   -17.516    -0.029     (0) 
   FeNO3+2         1.961e-18   1.502e-18   -17.707   -17.823    -0.116     (0) 
   FeF3            1.523e-18   1.523e-18   -17.817   -17.817     0.000     (0) 
   Fe2(OH)2+4      5.874e-19   2.021e-19   -18.231   -18.694    -0.463     (0) 
   FeCl2+          1.572e-20   1.479e-20   -19.804   -19.830    -0.026     (0) 
   Fe3(OH)4+5      2.838e-23   5.359e-24   -22.547   -23.271    -0.724     (0) 
   FeCl3           3.674e-25   3.674e-25   -24.435   -24.435     0.000     (0) 
H(0)          3.491e-25
   H2              1.746e-25   1.747e-25   -24.758   -24.758     0.000     (0) 
K             6.171e-05
   K+              6.167e-05   5.796e-05    -4.210    -4.237    -0.027     (0) 
   KSO4-           3.637e-08   3.423e-08    -7.439    -7.466    -0.026     (0) 
Mg            5.273e-04
   Mg+2            5.135e-04   4.008e-04    -3.289    -3.397    -0.108     (0) 
   MgHCO3+         7.383e-06   6.939e-06    -5.132    -5.159    -0.027     (0) 
   MgSO4           6.108e-06   6.108e-06    -5.214    -5.214     0.000     (0) 
   MgCO3           1.762e-07   1.762e-07    -6.754    -6.754     0.000     (0) 
   MgF+            1.324e-07   1.245e-07    -6.878    -6.905    -0.027     (0) 
   MgOH+           1.268e-08   1.194e-08    -7.897    -7.923    -0.026     (0) 
Mn(2)         1.845e-06
   Mn+2            1.775e-06   1.359e-06    -5.751    -5.867    -0.116     (0) 
   MnHCO3+         4.878e-08   4.589e-08    -7.312    -7.338    -0.026     (0) 
   MnSO4           2.039e-08   2.039e-08    -7.691    -7.691     0.000     (0) 
   MnCl+           4.519e-10   4.252e-10    -9.345    -9.371    -0.026     (0) 
   MnOH+           2.639e-10   2.483e-10    -9.579    -9.605    -0.026     (0) 
   MnNO3+          2.130e-10   1.993e-10    -9.672    -9.701    -0.029     (0) 
   MnF+            1.585e-10   1.491e-10    -9.800    -9.827    -0.026     (0) 
   MnCl2           1.492e-13   1.492e-13   -12.826   -12.826     0.000     (0) 
   Mn(NO3)2        4.610e-14   4.610e-14   -13.336   -13.336     0.000     (0) 
   MnCl3-          1.085e-17   1.021e-17   -16.965   -16.991    -0.026     (0) 
   Mn(OH)3-        5.751e-21   5.411e-21   -20.240   -20.267    -0.026     (0) 
   Mn(OH)4-2       1.416e-27   1.110e-27   -26.849   -26.955    -0.106     (0) 
Mn(3)         1.377e-27
   Mn+3            1.377e-27   7.883e-28   -26.861   -27.103    -0.242     (0) 
Mn(6)         0.000e+00
   MnO4-2          0.000e+00   0.000e+00   -53.035   -53.141    -0.106     (0) 
Mn(7)         0.000e+00
   MnO4-           0.000e+00   0.000e+00   -58.368   -58.396    -0.027     (0) 
N(5)          9.847e-05
   NO3-            9.839e-05   9.248e-05    -4.007    -4.034    -0.027     (0) 
   CaNO3+          7.297e-08   6.827e-08    -7.137    -7.166    -0.029     (0) 
   MnNO3+          2.130e-10   1.993e-10    -9.672    -9.701    -0.029     (0) 
   Mn(NO3)2        4.610e-14   4.610e-14   -13.336   -13.336     0.000     (0) 
   FeNO3+2         1.961e-18   1.502e-18   -17.707   -17.823    -0.116     (0) 
Na            4.745e-04
   Na+             4.738e-04   4.454e-04    -3.324    -3.351    -0.027     (0) 
   NaHCO3          4.060e-07   4.060e-07    -6.392    -6.392     0.000     (0) 
   NaSO4-          2.104e-07   1.980e-07    -6.677    -6.703    -0.026     (0) 
   NaCO3-          4.307e-09   4.054e-09    -8.366    -8.392    -0.026     (0) 
   NaF             7.760e-10   7.760e-10    -9.110    -9.110     0.000     (0) 
O(0)          0.000e+00
   O2              0.000e+00   0.000e+00   -42.289   -42.289     0.000     (0) 
S(6)          1.168e-04
   SO4-2           1.058e-04   8.259e-05    -3.975    -4.083    -0.108     (0) 
   MgSO4           6.108e-06   6.108e-06    -5.214    -5.214     0.000     (0) 
   CaSO4           4.552e-06   4.552e-06    -5.342    -5.342     0.000     (0) 
   NaSO4-          2.104e-07   1.980e-07    -6.677    -6.703    -0.026     (0) 
   KSO4-           3.637e-08   3.423e-08    -7.439    -7.466    -0.026     (0) 
   FeSO4           3.564e-08   3.564e-08    -7.448    -7.448     0.000     (0) 
   MnSO4           2.039e-08   2.039e-08    -7.691    -7.691     0.000     (0) 
   HSO4-           1.435e-09   1.349e-09    -8.843    -8.870    -0.027     (0) 
   FeSO4+          1.859e-15   1.749e-15   -14.731   -14.757    -0.026     (0) 
   Fe(SO4)2-       3.255e-18   3.045e-18   -17.487   -17.516    -0.029     (0) 

------------------------------Saturation indices-------------------------------

  Phase               SI** log IAP   log K(299 K,   1 atm)

  Anhydrite        -3.34     -7.71   -4.37  CaSO4
  Aragonite        -1.60     -9.92   -8.31  CaCO3
  Artinite         -8.96      0.52    9.47  MgCO3:Mg(OH)2:3H2O
  Birnessite      -13.99      4.10   18.09  MnO2
  Bixbyite        -12.63    -13.41   -0.78  Mn2O3
  Brucite          -6.52     10.20   16.72  Mg(OH)2
  Calcite          -1.43     -9.92   -8.49  CaCO3
  CH4(g)          -65.51   -106.29  -40.77  CH4
  CO2(g)           -1.75    -19.89  -18.14  CO2
  Dolomite(disordered)  -3.01    -19.60  -16.59  CaMg(CO3)2
  Dolomite(ordered)  -2.47    -19.60  -17.13  CaMg(CO3)2
  Epsomite         -5.37     -7.48   -2.11  MgSO4:7H2O
  Fe(OH)2          -5.73      7.84   13.56  Fe(OH)2
  Fe(OH)2.7Cl.3     5.57      2.53   -3.04  Fe(OH)2.7Cl.3
  Fe2(SO4)3       -37.76    -41.75   -3.99  Fe2(SO4)3
  Fe3(OH)8         -1.09     19.14   20.22  Fe3(OH)8
  Ferrihydrite      2.54      5.65    3.11  Fe(OH)3
  Fluorite         -4.28    -14.77  -10.49  CaF2
  Goethite          5.22      5.65    0.43  FeOOH
  Gypsum           -3.10     -7.71   -4.61  CaSO4:2H2O
  H-Jarosite       -6.08    -18.42  -12.34  (H3O)Fe3(SO4)2(OH)6
  Halite           -8.56     -6.96    1.61  NaCl
  Hausmannite     -15.79     44.80   60.59  Mn3O4
  Hematite         12.85     11.30   -1.55  Fe2O3
  Huntite          -8.89    -38.98  -30.08  CaMg3(CO3)4
  Hydromagnesite  -19.55    -28.54   -9.00  Mg5(CO3)4(OH)2:4H2O
  K-Jarosite       -0.92    -15.85  -14.94  KFe3(SO4)2(OH)6
  Lepidocrocite     4.28      5.65    1.37  FeOOH
  Lime            -22.52      9.97   32.50  CaO
  Maghemite         4.91     11.30    6.39  Fe2O3
  Magnesioferrite   4.94     21.50   16.57  Fe2MgO4
  Magnesite        -2.25     -9.69   -7.44  MgCO3
  Magnetite        15.95     19.14    3.18  Fe3O4
  Manganite        -6.81     18.53   25.34  MnOOH
  Melanterite      -7.66     -9.85   -2.19  FeSO4:7H2O
  Mg(OH)2(active)  -8.59     10.20   18.79  Mg(OH)2
  MgF2             -6.40    -14.54   -8.14  MgF2
  Mirabilite       -9.76    -10.79   -1.03  Na2SO4:10H2O
  Mn2(SO4)3       -60.57    -66.46   -5.88  Mn2(SO4)3
  MnCl2:4H2O      -15.78    -13.08    2.70  MnCl2:4H2O
  MnSO4           -12.46     -9.95    2.51  MnSO4
  Na-Jarosite      -3.61    -14.97  -11.36  NaFe3(SO4)2(OH)6
  Natron          -11.75    -12.99   -1.24  Na2CO3:10H2O
  Nesquehonite     -4.99     -9.69   -4.70  MgCO3:3H2O
  Nsutite         -13.41      4.10   17.50  MnO2
  O2(g)           -39.29     43.20   82.49  O2
  Periclase       -11.22     10.20   21.43  MgO
  Portlandite     -12.70      9.97   22.67  Ca(OH)2
  Pyrochroite      -7.36      7.73   15.09  Mn(OH)2
  Pyrolusite      -11.76     29.33   41.09  MnO2
  Rhodochrosite    -1.57    -12.16  -10.58  MnCO3
  Siderite         -1.80    -12.05  -10.26  FeCO3
  Thenardite      -11.10    -10.79    0.31  Na2SO4
  Thermonatrite   -13.62    -12.99    0.63  Na2CO3:H2O

**For a gas, SI = log10(fugacity). Fugacity = pressure * phi / 1 atm.
  For ideal gases, phi = 1.

-----------------------------------------
Beginning of batch-reaction calculations.
-----------------------------------------

Reaction step 1.

Using solution 1.
Using pure phase assemblage 1.

-------------------------------Phase assemblage--------------------------------

                                                      Moles in assemblage
Phase               SI  log IAP  log K(T, P)   Initial       Final       Delta

Ferrihydrite     -2.70     0.42      3.11    1.000e+00           0  -1.000e+00
Goethite         -0.00     0.43      0.43    1.000e+00   3.000e+00   2.000e+00
Manganite         0.00    25.34     25.34    1.000e+00   1.614e+00   6.137e-01
Pyrolusite        0.00    41.09     41.09    1.000e+00   1.931e-01  -8.069e-01
Siderite         -8.93   -19.18    -10.26    1.000e+00           0  -1.000e+00

-----------------------------Solution composition------------------------------

Elements           Molality       Moles

C                 1.014e+00   1.002e+00
Ca                3.196e-04   3.161e-04
Cl                2.673e-04   2.643e-04
F                 3.029e-06   2.995e-06
Fe                1.158e-10   1.145e-10
K                 6.239e-05   6.171e-05
Mg                5.332e-04   5.273e-04
Mn                1.953e-01   1.931e-01
N                 9.957e-05   9.847e-05
Na                4.798e-04   4.745e-04
S                 1.181e-04   1.168e-04

----------------------------Description of solution----------------------------

                                       pH  =   5.936      Charge balance
                                       pe  =   9.818      Adjusted to redox equilibrium
                        Activity of water  =   0.980
                 Ionic strength (mol/kgw)  =   5.101e-01
                       Mass of water (kg)  =   9.889e-01
                 Total alkalinity (eq/kg)  =   3.924e-01
                       Total CO2 (mol/kg)  =   1.014e+00
                         Temperature (oC)  =  26.80
                  Electrical balance (eq)  =  -1.646e-04
 Percent error, 100*(Cat-|An|)/(Cat+|An|)  =  -0.02
                               Iterations  =  22
                                  Total H  = 1.114029e+02
                                  Total O  = 5.790102e+01

----------------------------Distribution of species----------------------------

                                               Log       Log       Log    mole V
   Species          Molality    Activity  Molality  Activity     Gamma   cm3/mol

   H+              1.582e-06   1.160e-06    -5.801    -5.936    -0.135      0.00
   OH-             1.546e-08   9.739e-09    -7.811    -8.011    -0.201     (0) 
   H2O             5.551e+01   9.801e-01     1.744    -0.009     0.000     18.08
C(4)          1.014e+00
   H2CO3           6.212e-01   6.212e-01    -0.207    -0.207     0.000     (0) 
   HCO3-           3.528e-01   2.435e-01    -0.452    -0.614    -0.161     (0) 
   MnHCO3+         3.899e-02   2.648e-02    -1.409    -1.577    -0.168     (0) 
   MgHCO3+         2.813e-04   1.823e-04    -3.551    -3.739    -0.188     (0) 
   CaHCO3+         2.107e-04   1.486e-04    -3.676    -3.828    -0.152     (0) 
   NaHCO3          4.244e-05   4.244e-05    -4.372    -4.372     0.000     (0) 
   CO3-2           3.530e-05   1.019e-05    -4.452    -4.992    -0.539     (0) 
   MgCO3           6.325e-07   6.325e-07    -6.199    -6.199     0.000     (0) 
   CaCO3           5.245e-07   5.245e-07    -6.280    -6.280     0.000     (0) 
   NaCO3-          8.392e-08   5.791e-08    -7.076    -7.237    -0.161     (0) 
   FeHCO3+         2.885e-14   2.035e-14   -13.540   -13.692    -0.152     (0) 
Ca            3.196e-04
   CaHCO3+         2.107e-04   1.486e-04    -3.676    -3.828    -0.152     (0) 
   Ca+2            1.082e-04   3.123e-05    -3.966    -4.505    -0.539     (0) 
   CaCO3           5.245e-07   5.245e-07    -6.280    -6.280     0.000     (0) 
   CaSO4           1.924e-07   1.924e-07    -6.716    -6.716     0.000     (0) 
   CaNO3+          1.625e-08   7.005e-09    -7.789    -8.155    -0.365     (0) 
   CaF+            9.228e-10   6.267e-10    -9.035    -9.203    -0.168     (0) 
   CaOH+           8.780e-12   6.192e-12   -11.056   -11.208    -0.152     (0) 
   CaNH3+2         9.577e-31   3.308e-32   -30.019   -31.480    -1.462     (0) 
   Ca(NH3)2+2      0.000e+00   0.000e+00   -57.494   -58.955    -1.462     (0) 
Cl            2.673e-04
   Cl-             2.653e-04   1.945e-04    -3.576    -3.711    -0.135     (0) 
   MnCl+           1.946e-06   1.322e-06    -5.711    -5.879    -0.168     (0) 
   MnCl2           3.632e-10   3.632e-10    -9.440    -9.440     0.000     (0) 
   MnCl3-          2.865e-14   1.945e-14   -13.543   -13.711    -0.168     (0) 
   FeCl+2          1.269e-19   2.699e-20   -18.897   -19.569    -0.672     (0) 
   FeCl2+          3.265e-23   2.218e-23   -22.486   -22.654    -0.168     (0) 
   FeCl3           4.313e-28   4.313e-28   -27.365   -27.365     0.000     (0) 
F             3.029e-06
   F-              2.424e-06   1.777e-06    -5.615    -5.750    -0.135     (0) 
   MnF+            5.776e-07   3.923e-07    -6.238    -6.406    -0.168     (0) 
   MgF+            2.245e-08   1.491e-08    -7.649    -7.827    -0.178     (0) 
   HF              3.149e-09   3.149e-09    -8.502    -8.502     0.000     (0) 
   CaF+            9.228e-10   6.267e-10    -9.035    -9.203    -0.168     (0) 
   NaF             3.699e-10   3.699e-10    -9.432    -9.432     0.000     (0) 
   HF2-            3.410e-14   2.149e-14   -13.467   -13.668    -0.201     (0) 
   FeF+2           4.079e-17   8.676e-18   -16.389   -17.062    -0.672     (0) 
   H2F2            2.491e-17   2.491e-17   -16.604   -16.604     0.000     (0) 
   FeF2+           6.180e-19   4.197e-19   -18.209   -18.377    -0.168     (0) 
   FeF3            1.083e-21   1.083e-21   -20.965   -20.965     0.000     (0) 
Fe(2)         2.144e-13
   Fe+2            1.855e-13   6.407e-15   -12.732   -14.193    -1.462     (0) 
   FeHCO3+         2.885e-14   2.035e-14   -13.540   -13.692    -0.152     (0) 
   FeSO4           4.239e-17   4.239e-17   -16.373   -16.373     0.000     (0) 
   FeOH+           3.658e-18   2.484e-18   -17.437   -17.605    -0.168     (0) 
   Fe(OH)2         1.959e-23   1.959e-23   -22.708   -22.708     0.000     (0) 
   Fe(OH)3-        7.892e-26   5.360e-26   -25.103   -25.271    -0.168     (0) 
   Fe(HS)2         0.000e+00   0.000e+00  -211.071  -211.071     0.000     (0) 
   Fe(HS)3-        0.000e+00   0.000e+00  -311.583  -311.948    -0.365     (0) 
Fe(3)         1.156e-10
   Fe(OH)2+        1.145e-10   7.902e-11    -9.941   -10.102    -0.161     (0) 
   Fe(OH)3         9.283e-13   9.283e-13   -12.032   -12.032     0.000     (0) 
   FeOH+2          1.242e-13   2.641e-14   -12.906   -13.578    -0.672     (0) 
   Fe(OH)4-        8.289e-16   5.720e-16   -15.081   -15.243    -0.161     (0) 
   Fe+3            7.110e-17   4.346e-18   -16.148   -17.362    -1.214     (0) 
   FeF+2           4.079e-17   8.676e-18   -16.389   -17.062    -0.672     (0) 
   FeSO4+          2.016e-18   1.369e-18   -17.695   -17.863    -0.168     (0) 
   FeF2+           6.180e-19   4.197e-19   -18.209   -18.377    -0.168     (0) 
   FeCl+2          1.269e-19   2.699e-20   -18.897   -19.569    -0.672     (0) 
   FeNO3+2         8.266e-20   2.855e-21   -19.083   -20.544    -1.462     (0) 
   Fe2(OH)2+4      1.524e-20   2.169e-26   -19.817   -25.664    -5.847     (0) 
   Fe(SO4)2-       1.770e-21   7.632e-22   -20.752   -21.117    -0.365     (0) 
   FeF3            1.083e-21   1.083e-21   -20.965   -20.965     0.000     (0) 
   FeCl2+          3.265e-23   2.218e-23   -22.486   -22.654    -0.168     (0) 
   Fe3(OH)4+5      3.446e-26   2.524e-35   -25.463   -34.598    -9.135     (0) 
   FeCl3           4.313e-28   4.313e-28   -27.365   -27.365     0.000     (0) 
H(0)          3.839e-35
   H2              1.919e-35   2.159e-35   -34.717   -34.666     0.051     (0) 
K             6.239e-05
   K+              6.238e-05   4.573e-05    -4.205    -4.340    -0.135     (0) 
   KSO4-           1.253e-08   8.644e-09    -7.902    -8.063    -0.161     (0) 
Mg            5.332e-04
   MgHCO3+         2.813e-04   1.823e-04    -3.551    -3.739    -0.188     (0) 
   Mg+2            2.509e-04   7.246e-05    -3.600    -4.140    -0.539     (0) 
   MgCO3           6.325e-07   6.325e-07    -6.199    -6.199     0.000     (0) 
   MgSO4           3.535e-07   3.535e-07    -6.452    -6.452     0.000     (0) 
   MgF+            2.245e-08   1.491e-08    -7.649    -7.827    -0.178     (0) 
   MgOH+           4.035e-10   2.892e-10    -9.394    -9.539    -0.145     (0) 
Mn(2)         1.953e-01
   Mn+2            1.563e-01   5.398e-03    -0.806    -2.268    -1.462     (0) 
   MnHCO3+         3.899e-02   2.648e-02    -1.409    -1.577    -0.168     (0) 
   MnSO4           2.592e-05   2.592e-05    -4.586    -4.586     0.000     (0) 
   MnCl+           1.946e-06   1.322e-06    -5.711    -5.879    -0.168     (0) 
   MnNO3+          1.426e-06   6.149e-07    -5.846    -6.211    -0.365     (0) 
   MnF+            5.776e-07   3.923e-07    -6.238    -6.406    -0.168     (0) 
   MnOH+           1.945e-07   1.321e-07    -6.711    -6.879    -0.168     (0) 
   MnCl2           3.632e-10   3.632e-10    -9.440    -9.440     0.000     (0) 
   Mn(NO3)2        1.106e-10   1.106e-10    -9.956    -9.956     0.000     (0) 
   MnCl3-          2.865e-14   1.945e-14   -13.543   -13.711    -0.168     (0) 
   Mn(OH)3-        7.601e-20   5.162e-20   -19.119   -19.287    -0.168     (0) 
   Mn(OH)4-2       6.667e-27   1.418e-27   -26.176   -26.848    -0.672     (0) 
Mn(3)         3.372e-17
   Mn+3            3.372e-17   2.061e-18   -16.472   -17.686    -1.214     (0) 
Mn(6)         2.842e-33
   MnO4-2          2.842e-33   6.045e-34   -32.546   -33.219    -0.672     (0) 
Mn(7)         3.627e-33
   MnO4-           3.627e-33   2.214e-33   -32.440   -32.655    -0.214     (0) 
N(-3)         2.910e-24
   NH4+            2.908e-24   1.712e-24   -23.536   -23.767    -0.230     (0) 
   NH3             9.542e-28   9.542e-28   -27.020   -27.020     0.000     (0) 
   NH4SO4-         7.140e-28   4.849e-28   -27.146   -27.314    -0.168     (0) 
   CaNH3+2         9.577e-31   3.308e-32   -30.019   -31.480    -1.462     (0) 
   Ca(NH3)2+2      0.000e+00   0.000e+00   -57.494   -58.955    -1.462     (0) 
N(3)          8.893e-08
   NO2-            8.893e-08   5.429e-08    -7.051    -7.265    -0.214     (0) 
N(5)          9.948e-05
   NO3-            9.804e-05   7.187e-05    -4.009    -4.143    -0.135     (0) 
   MnNO3+          1.426e-06   6.149e-07    -5.846    -6.211    -0.365     (0) 
   CaNO3+          1.625e-08   7.005e-09    -7.789    -8.155    -0.365     (0) 
   Mn(NO3)2        1.106e-10   1.106e-10    -9.956    -9.956     0.000     (0) 
   FeNO3+2         8.266e-20   2.855e-21   -19.083   -20.544    -1.462     (0) 
Na            4.798e-04
   Na+             4.372e-04   3.205e-04    -3.359    -3.494    -0.135     (0) 
   NaHCO3          4.244e-05   4.244e-05    -4.372    -4.372     0.000     (0) 
   NaCO3-          8.392e-08   5.791e-08    -7.076    -7.237    -0.161     (0) 
   NaSO4-          6.609e-08   4.561e-08    -7.180    -7.341    -0.161     (0) 
   NaF             3.699e-10   3.699e-10    -9.432    -9.432     0.000     (0) 
O(0)          5.752e-23
   O2              2.876e-23   3.235e-23   -22.541   -22.490     0.051     (0) 
S(-2)         0.000e+00
   H2S             0.000e+00   0.000e+00  -101.853  -101.853     0.000     (0) 
   HS-             0.000e+00   0.000e+00  -102.549  -102.914    -0.365     (0) 
   S5-2            0.000e+00   0.000e+00  -104.842  -106.304    -1.462     (0) 
   S6-2            0.000e+00   0.000e+00  -105.398  -106.859    -1.462     (0) 
   S4-2            0.000e+00   0.000e+00  -105.436  -106.898    -1.462     (0) 
   S3-2            0.000e+00   0.000e+00  -106.239  -107.701    -1.462     (0) 
   S2-2            0.000e+00   0.000e+00  -107.251  -108.712    -1.462     (0) 
   S-2             0.000e+00   0.000e+00  -113.554  -114.227    -0.672     (0) 
   Fe(HS)2         0.000e+00   0.000e+00  -211.071  -211.071     0.000     (0) 
   Fe(HS)3-        0.000e+00   0.000e+00  -311.583  -311.948    -0.365     (0) 
S(6)          1.181e-04
   SO4-2           9.155e-05   2.644e-05    -4.038    -4.578    -0.539     (0) 
   MnSO4           2.592e-05   2.592e-05    -4.586    -4.586     0.000     (0) 
   MgSO4           3.535e-07   3.535e-07    -6.452    -6.452     0.000     (0) 
   CaSO4           1.924e-07   1.924e-07    -6.716    -6.716     0.000     (0) 
   NaSO4-          6.609e-08   4.561e-08    -7.180    -7.341    -0.161     (0) 
   KSO4-           1.253e-08   8.644e-09    -7.902    -8.063    -0.161     (0) 
   HSO4-           4.758e-09   3.160e-09    -8.323    -8.500    -0.178     (0) 
   FeSO4           4.239e-17   4.239e-17   -16.373   -16.373     0.000     (0) 
   FeSO4+          2.016e-18   1.369e-18   -17.695   -17.863    -0.168     (0) 
   Fe(SO4)2-       1.770e-21   7.632e-22   -20.752   -21.117    -0.365     (0) 
   NH4SO4-         7.140e-28   4.849e-28   -27.146   -27.314    -0.168     (0) 

------------------------------Saturation indices-------------------------------

  Phase               SI** log IAP   log K(299 K,   1 atm)

  Anhydrite        -4.72     -9.08   -4.37  CaSO4
  Aragonite        -1.18     -9.50   -8.31  CaCO3
  Artinite        -10.92     -1.44    9.47  MgCO3:Mg(OH)2:3H2O
  Birnessite       -2.23     15.86   18.09  MnO2
  Bixbyite          0.99      0.22   -0.78  Mn2O3
  Brucite          -9.01      7.71   16.72  Mg(OH)2
  Calcite          -1.01     -9.50   -8.49  CaCO3
  CH4(g)         -102.09   -142.87  -40.77  CH4
  CO2(g)            1.29    -16.85  -18.14  CO2
  Dolomite(disordered)  -2.04    -18.63  -16.59  CaMg(CO3)2
  Dolomite(ordered)  -1.50    -18.63  -17.13  CaMg(CO3)2
  Epsomite         -6.66     -8.78   -2.11  MgSO4:7H2O
  Fe(OH)2         -15.90     -2.34   13.56  Fe(OH)2
  Fe(OH)2.7Cl.3     0.57     -2.47   -3.04  Fe(OH)2.7Cl.3
  Fe2(SO4)3       -44.47    -48.46   -3.99  Fe2(SO4)3
  Fe3(OH)8        -21.72     -1.50   20.22  Fe3(OH)8
  Ferrihydrite     -2.70      0.42    3.11  Fe(OH)3
  FeS(ppt)       -108.21   -111.17   -2.96  FeS
  Fluorite         -5.51    -16.01  -10.49  CaF2
  Goethite         -0.00      0.43    0.43  FeOOH
  Greigite       -391.80   -436.83  -45.03  Fe3S4
  Gypsum           -4.49     -9.10   -4.61  CaSO4:2H2O
  H-Jarosite      -19.28    -31.62  -12.34  (H3O)Fe3(SO4)2(OH)6
  H2S(g)         -100.84   -108.85   -8.01  H2S
  Halite           -8.81     -7.21    1.61  NaCl
  Hausmannite      -0.30     60.28   60.59  Mn3O4
  Hematite          2.42      0.86   -1.55  Fe2O3
  Huntite          -6.81    -36.89  -30.08  CaMg3(CO3)4
  Hydromagnesite  -19.85    -28.85   -9.00  Mg5(CO3)4(OH)2:4H2O
  K-Jarosite      -15.08    -30.02  -14.94  KFe3(SO4)2(OH)6
  Lepidocrocite    -0.94      0.43    1.37  FeOOH
  Lime            -25.14      7.36   32.50  CaO
  Mackinawite    -107.57   -111.17   -3.60  FeS
  Maghemite        -5.52      0.86    6.39  Fe2O3
  Magnesioferrite  -7.98      8.59   16.57  Fe2MgO4
  Magnesite        -1.69     -9.13   -7.44  MgCO3
  Magnetite        -4.65     -1.47    3.18  Fe3O4
  Manganite         0.00     25.34   25.34  MnOOH
  Melanterite     -16.64    -18.83   -2.19  FeSO4:7H2O
  Mg(OH)2(active) -11.08      7.71   18.79  Mg(OH)2
  MgF2             -7.50    -15.64   -8.14  MgF2
  Mirabilite      -10.62    -11.65   -1.03  Na2SO4:10H2O
  Mn2(SO4)3       -43.22    -49.11   -5.88  Mn2(SO4)3
  MnCl2:4H2O      -12.43     -9.72    2.70  MnCl2:4H2O
  MnS(grn)        -99.38    -99.25    0.14  MnS
  MnS(pnk)       -102.59    -99.25    3.34  MnS
  MnSO4            -9.36     -6.85    2.51  MnSO4
  Na-Jarosite     -17.82    -29.17  -11.36  NaFe3(SO4)2(OH)6
  Natron          -10.83    -12.07   -1.24  Na2CO3:10H2O
  Nesquehonite     -4.46     -9.16   -4.70  MgCO3:3H2O
  Nsutite          -1.65     15.86   17.50  MnO2
  O2(g)           -19.49     63.00   82.49  O2
  Periclase       -13.70      7.72   21.43  MgO
  Portlandite     -15.32      7.35   22.67  Ca(OH)2
  Pyrite         -170.06   -188.51  -18.46  FeS2
  Pyrochroite      -5.51      9.59   15.09  Mn(OH)2
  Pyrolusite        0.00     41.09   41.09  MnO2
  Rhodochrosite     3.32     -7.26  -10.58  MnCO3
  Siderite         -8.93    -19.18  -10.26  FeCO3
  Sulfur          -75.18    -77.34   -2.16  S
  Thenardite      -11.88    -11.57    0.31  Na2SO4
  Thermonatrite   -12.61    -11.99    0.63  Na2CO3:H2O

**For a gas, SI = log10(fugacity). Fugacity = pressure * phi / 1 atm.
  For ideal gases, phi = 1.

------------------
End of simulation.
------------------

------------------------------------
Reading input data for simulation 2.
------------------------------------

-------------------------------
End of Run after 0.124 Seconds.
-------------------------------



[sally.xiaosa.0212]

The essence of problem 1 is how to verify the results of forward simulation. Because the reaction system contains more than one chemical component and one mineral phase, we are concerned about the accuracy of the forward simulation in water quality prediction. In reality, there is no downstream sampling point as verification, a method I want to take is checking the charge balance error of the output solution. Besides, results of literature review reveal that there are relatively fewer articles on forward simulation than inverse modeling. Therefore I'm wondering about reasonable varification method. Do you have any suggestions? Thanks.

[sally.xiaosa.0212]

As I have defined a txt file named ?202411for_GW134_output.txt?, the output anions/cations were checked in the text file. Among all the output ions, HCO3、NO3、SO42-、total alkalinity were all zero.

[dlparkhurst]

The charge balance of the reaction calculation will be the same as the charge balance of the initial solution.

You must use the right Basic functions and formulas. TOT("C") give total dissolved carbon. TOT("C(4)") give total dissolved inorganic carbon, MOL("HCO3-") give the molality of the HCO3- species, TOT("N(5)") gives total nitrate concentration, MOL("NO3-") gives molality of the NO3- aqueous species. TOT("S(6)") gives total dissolved sulfur of valence 6, MOL("SO4-2") gives molality of the SO4-2 aqueous species. The Basic function Alk gives the alkalinity of the solution.

[sally.xiaosa.0212]

When I set the phase transfer of a single iron-mineral as 1 mol/kgw, the output iron concentration seems in a reasonable magnitude.
(Input only Ferrihydrite, output Fe=3.4E-4mg/L；Input only Goethite, output Fe=7E-7mg/L; Input only Siderite, output Fe=46.95mg/L; Input 3 phases Ferrihydrite, Goethite, Siderite, each as 1 mol/kgw, output Fe=8.98mg/L.)
 But when three iron-bearing phases were input with 2 Mn-bearing phases at the same time (each of them is 1 mol/kgw), why does the output iron concentration is much less than that of the output of one iron-bearing phase? The output major ions also decreased compared with the initial solution, only the contents of bicarbonate (HCO3=2.15e-4 mg/L) and Mn were abnormally increased(Mn=1.07e4 mg/L), and the concentration of iron was abnormally small (Fe=6.47e-6 mg/L). Is the result reasonable?

Code: [Select]

SOLUTION 1
    temp      26.8
    pH        6.8
    pe        4
    redox     pe
    units     mg/l
    density   1
    Alkalinity 90 as CaCO3
    Ca        12.6665
    Cl        9.3694
    F         0.0569
    Fe        0.245955027
    K         2.4122
    Mg        12.8145
    Mn        0.101356727
    N(5)      1.379
    Na        10.9061
    S(6)      11.2181
    -water    1 # kg
EQUILIBRIUM_PHASES 1
    Ferrihydrite 0 1
    Goethite  0 1
    Manganite 0 1
    Pyrolusite 0 1
    Siderite  0 1
SELECTED_OUTPUT 1
    -file                 202411for_GW134_output.txt
    -high_precision       true
    -pH                   true
    -pe                   true
    -saturation_indices   Goethite  Siderite  Ferrihydrite  Manganite
                          Pyrolusite

USER_PUNCH 1
    -headings Na(mg/L) K(mg/L) Mg(mg/L) Ca(mg/L) HCO3(mg/L) F(mg/L) Cl(mg/L) NO3(mg/L) SO4(mg/L) Fe(mg/L) Mn(mg/L)
    -start
 10 PUNCH TOT("Na") * 22.98977 * 1000
 20 PUNCH TOT("K") * 39.0983 * 1000
 30 PUNCH TOT("Mg") * 24.305 * 1000
 40 PUNCH TOT("Ca") * 40.078 * 1000
 50 PUNCH MOL("HCO3-") * 61.0168 * 1000
 60 PUNCH TOT("F") * 18.9984 * 1000
 70 PUNCH TOT("Cl") * 35.453 * 1000
 80 PUNCH MOL("NO3-") * 62.0049 * 1000
 90 PUNCH MOL("SO4-2") * 96 * 1000
100 PUNCH TOT("Fe") * 55.845 * 1000
110 PUNCH TOT("Mn") * 54.9 * 1000
    -end


[dlparkhurst]

When you include all three phases, all of the siderite and ferrihydrite dissolve, and all of the iron is precipitated in goethite. However, all of the carbon from siderite remains in solution. If you simply dissolve the individual minerals, you do not have the large carbon concentration. That is the main difference. You can look at the output file to see the differences in pH and Fe speciation for more details.

I am done with this thread. No more questions here.

[sally.xiaosa.0212]

I'm sorry for bothering you all the time. Your answer has helped me to learn many details of PHREEQC. Thank you for your help and patience!