Model multimediální fugacity - Multimedia fugacity model

Model multimediální fugacity je model v chemie životního prostředí který shrnuje procesy kontrolující chemické chování v prostředí pomocí vývoje a aplikace matematických tvrzení nebo „modelů“ chemického osudu.[1]

Většina chemikálií má potenciál migrovat z média na médium. Modely multimediální fugacity se používají ke studiu a předpovědi chování chemických látek v různých složkách životního prostředí.[1][2]

Modely jsou formulovány pomocí konceptu prchavost, který představil Gilbert N. Lewis v roce 1901 jako kritérium rovnováhy a pohodlná metoda výpočtu rozdělení multimediálních rovnováh. Fugacity chemikálií je matematický výraz, který popisuje rychlosti, kterými chemikálie difundují nebo jsou transportovány mezi fázemi. Přenosová rychlost je úměrná rozdílu fugacity, který existuje mezi zdrojovou a cílovou fází. Při vytváření modelu je počátečním krokem nastavení rovnice hmotnostní bilance pro každou příslušnou fázi, která zahrnuje fugacity, koncentrace, toky a množství. Důležitými hodnotami jsou konstanta proporcionality, tzv fugacity kapacita vyjádřeno jako hodnoty Z (jednotka SI: mol / m3 Pa) pro různá média a parametry přenosu vyjádřené jako hodnoty D (jednotka SI: mol / Pa h) pro procesy, jako je advekce, reakce a intermediální transport. Hodnoty Z se vypočítají pomocí rovnovážných rozdělovacích koeficientů chemických látek, Henryho zákon konstantní a další související fyzikálně-chemické vlastnosti.[1][3]

Aplikace modelů

Pro predikci osudu a transportu organických chemikálií ve vícekompartmentovém prostředí existují čtyři úrovně modelů multimediální fugacity:[1][4][5][6]

Úroveň I.Uzavřený systém v rovnováhaRovnováha mezi oddíly podle termodynamika předpokládané (rozdělovací koeficienty jako K.OW, K.AW nebo K.S ); proměna a aktivní přeprava není zohledněna
Úroveň IIOtevřený systém v rovnovázeKromě úrovně I: kontinuální emise a transformace (např. biodegradace, fotolýza ) vzít v úvahu
Úroveň IIIOtevřený systém v ustálený stavKromě úrovně II: zohledněna aktivní emise z dopravy a emise specifické pro jednotlivé oddíly
Úroveň IVOtevřený systém, nestabilní stavKromě úrovně III: zohledněna dynamika emisí a výsledný průběh časové koncentrace

V závislosti na počtu fází a složitosti procesů se používají různé modely úrovní. Mnoho modelů platí pro podmínky ustáleného stavu a lze je přeformulovat tak, aby popsaly časově proměnné podmínky pomocí diferenciálních rovnic. Koncept byl použit k posouzení relativní náchylnosti chemikálií k transformaci z mírných zón a „kondenzaci“ v polárních oblastech. Vícekompartmentový přístup byl aplikován na model „kvantitativní interakce vodního vzduchu se sedimentem“ nebo „QWASI“ model, který má pomoci v porozumění chemickému osudu v jezerech.[7] Další aplikace nalezená v modelu POPCYCLING-BALTIC, který popisuje osud perzistentních organických znečišťujících látek v pobaltské oblasti.[8]

Reference

  1. ^ A b C d Mackay, Donald (2001). Multimediální environmentální modely. Lewis Publishers. ISBN  1-56670-542-8. Citováno 2. června 2011.
  2. ^ Mackay, D; Wania, Frank (1999). Vývoj modelů hmotnostní bilance přetrvávajícího osudu organických polutantů v životním prostředí. Znečištění životního prostředí. 100. str. 223–240.
  3. ^ Mackay, Donald; Shiu, Wan Ying Shiu; Ma, Kuo Ching (2000). Příručka o fyzikálně-chemických vlastnostech a osudu a degradaci prostředí. Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN  1-56670-255-0. Citováno 2. června 2011.
  4. ^ Donald Mackay Sally Paterson (1991). "Hodnocení multimediálního osudu organických chemikálií: model fugacity úrovně III". Věda o životním prostředí a technologie. 25 (3): 427–436. Bibcode:1991EnST ... 25..427M. doi:10.1021 / es00015a008.
  5. ^ D. Mackay; S. Paterson; W.Y. Shiu (1992). "Obecné modely pro hodnocení regionálního osudu chemických látek". Chemosféra. 24 (6): 695–717. Bibcode:1992Chmsp..24..695M. doi:10.1016 / 0045-6535 (92) 90531-U.
  6. ^ Donald Mackay; Antonio Di Guardo; Sally Paterson; Gabriel Kicsi; Christina E. Cowan; David M. Kane (1996). „Hodnocení chemického osudu v životním prostředí pomocí hodnotících, regionálních a lokálních modelů: Ilustrativní aplikace na chlorbenzen a lineární alkylbenzensulfonáty“. Toxikologie životního prostředí a chemie. 15 (9): 1638–1648. doi:10.1002 / atd. 5620150930.
  7. ^ „Kanadské centrum pro modelování životního prostředí a chemii. QWASI model chemického osudu v jezerech“. Citováno 2. června 2011.
  8. ^ „Kanadské centrum pro environmentální modelování a chemii. Wania Models“. Citováno 2. června 2011.

Další čtení