理论教育 污染物质在大气和水体中的分布与转化

污染物质在大气和水体中的分布与转化

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:大气和水体是地球上体积最大的两个环境相。从式和式可知,水中微溶的溶质有大的活度系数、大的亨利系数和大气-水体分配系数值。表10-725℃下某些有机物的lg KAW,i[例10.4]假设大气中存在低浓度的苯酚,若10mL空气中有一滴水,试计算25℃和5℃条件下两相平衡时,苯酚在两相中的分布情况。

污染物质在大气和水体中的分布与转化

大气和水体是地球上体积最大的两个环境相。表征环境有机物质在其中的两相中的溶解、迁移、传输的量,可采用其在大气-水体两相中的分配系数来表达,与式(10-10)相类似,有

式中,ki,k′i分别为以物质的量分数和物质的量浓度为基准的亨利系数。由于cA,i=nA,i/V=pi/RT,则式(10-18)可写为

由此,从式(10-20)可分别得到

表10-7 25℃下某些有机物的lg KAW,i

解:(1)查表10-7得25℃时苯酚的lgKAW,i=-4.79,则

设苯酚的总量为1个单位,大气和水滴中苯酚的物质的量分数分别为xA,i和xW,i,则

由此可得xA,i/xW,i=1/617,即25℃一滴水中的所含苯酚量是10mL大气所含苯酚量的617倍。计算结果表明,化合物的KAW,i越小,越倾向于聚集在水相。

(2)假设ΔHAW,i受温度的影响可忽略,5℃的KAW,i可根据式(10-25)求取:

则KAW,i(5℃)=3.02×10-6,按(1)中相同的步骤计算可得xA,i/xW,i=1/3317。由此可以看到温度对大气-水体分配系数有较大影响,随着温度下降,更多的苯酚从气相向水相迁移。

温度对KAW,i的影响也可用式(10-13)的关系式来表达:

式中,ΔHAW,i为化合物从水进入大气中的迁移焓,且

式中,ΔHAW,i和化合物的蒸发焓有相同的数量级,因此温度对大气-水体分配系数的影响通常是比较显著的。

若将有机溶剂替换为水,则可得到另一个重要的平衡常数:大气-有机溶剂分配系数KAO,i。有机溶剂有“干”“湿”之分,“干”指的是纯有机溶剂,“湿”指的是饱和水的有机溶剂。KAO,i描述的化合物在大气和“湿”有机溶剂之间的分配过程,则有

三个分配系数中,只要知道其中任两个系数的实验值,便可推算另一个系数。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈