Multimedialny model lotności
Multimedialny model lotności to model w chemii środowiska , który podsumowuje procesy kontrolujące zachowanie chemiczne w mediach środowiskowych poprzez opracowywanie i stosowanie stwierdzeń matematycznych lub „modeli” losów chemicznych.
Większość chemikaliów może migrować z medium do medium. Multimedialne modele lotności są wykorzystywane do badania i przewidywania zachowania substancji chemicznych w różnych elementach środowiska.
Modele są formułowane z wykorzystaniem pojęcia lotności , które zostało wprowadzone przez Gilberta N. Lewisa w 1901 roku jako kryterium równowagi i wygodna metoda obliczania podziału równowagowego multimediów. Lotność chemikaliów jest wyrażeniem matematycznym opisującym szybkość, z jaką chemikalia dyfundują lub są transportowane między fazami. Szybkość transferu jest proporcjonalna do różnicy lotności istniejącej między fazami źródłową i docelową. Pierwszym krokiem do zbudowania modelu jest utworzenie równania bilansu masy dla każdej rozpatrywanej fazy, które obejmuje ulotność, stężenia, strumienie i ilości. Ważnymi wartościami są stała proporcjonalności, tzw zdolność lotna wyrażona jako wartości Z (jednostka SI: mol/m 3 Pa) dla różnych mediów oraz parametry transportu wyrażone jako wartości D (jednostka SI: mol/Pa·h) dla procesów takich jak adwekcja , reakcja i transport pośredni . Wartości Z są obliczane przy użyciu równowagowych współczynników podziału substancji chemicznych, stałej prawa Henry'ego i innych powiązanych właściwości fizykochemicznych.
Zastosowanie modeli
Istnieją cztery poziomy multimedialnej lotności Modele stosowane do przewidywania losów i transportu chemikaliów organicznych w środowisku wieloprzedziałowym:
| Poziom I | Układ zamknięty w równowadze | Równowaga między przedziałami według przyjętej termodynamiki (współczynniki podziału takie jak K OW , K AW lub KS); transformacja i aktywny transport nie są brane pod uwagę |
| Poziom II | Otwarty system w równowadze | Oprócz poziomu I: uwzględniono ciągłe emisje i przemiany (np. biodegradacja , fotoliza ). |
| Poziom III | System otwarty w stanie ustalonym | Oprócz poziomu II: uwzględniono transport aktywny i emisje specyficzne dla przedziału |
| Poziom IV | System otwarty, stan niestabilny | Oprócz poziomu III: uwzględniono dynamikę emisji i wynikający z niej czasowy przebieg koncentracji |
W zależności od liczby faz i złożoności procesów stosowane są różne modele poziomów. Wiele modeli stosuje się do warunków stanu ustalonego i można je przeformułować w celu opisania warunków zmieniających się w czasie za pomocą równań różniczkowych. Koncepcja została wykorzystana do oceny względnej skłonności chemikaliów do przekształcania się ze stref umiarkowanych i „kondensacji” w regionach polarnych. Podejście wielokompartmentowe zostało zastosowane w modelu „ilościowej interakcji woda-powietrze” lub „QWASI”, zaprojektowanym w celu pomocy w zrozumieniu losów chemicznych w jeziorach. Inne zastosowanie można znaleźć w modelu POPCYCLING-BALTIC, który opisuje losy trwałych zanieczyszczeń organicznych w regionie Morza Bałtyckiego .
Dalsza lektura
- Franek Wania; Donalda Mackaya (1993). „Modelowanie globalnej dystrybucji toksafenu: dyskusja wykonalności i celowości”. Chemosfera . 27 (10): 2079–2094. Bibcode : 1993Chmsp..27.2079W . doi : 10.1016/0045-6535(93)90403-R .