Modelling and Interpretation of Environmetal Data

                                            Cvičení #2


                       Rovnovážná distribuce polutantů v životním prostředí

                                       Boxový model Level-I


Při hledání toho, jaký je osud chemické látky v životním prostředí je často vhodné pokusit se
nejprve vyzkoušet, jak se chovají v hypotetickém, zjednodušeném prostoru, který má některé důležité
vlastnosti skutečného prostředí. Takové prostředí se nazývá “unit world”, často také “boxový
model”.

V tomto cvičení budeme počítat, jak se různé chemické látky rozdělují mezi vzduch, vodu a půdu za
podmínek termodynamické rovnováhy v uzavřeném systému boxového modelu.

Předpokládejme, že se jedná o prostředí velikosti Švýcarska 41 280 km^2. Pro zjednodušení
předpokládejme, že ve vzduchu nejsou aerosoly ani suspendované částice ve vodě a půda má pouze
tuhou složku.


Výška vzduchové vrstvy je 1000 m a voda pokrývá 5% plochy s průměrnou hloubkou 30m. Zbytek povrchu
je pokryt půdou o hloubce 10 cm s hmotnostním obsahem organického uhlíku 4%.  Předpokládejme
konstantní teplotu 10°C a hustotu půdy 2500 kg/m^3.


Vypočítejte rozdělení 10 kg 2,3,3,3-tetrafluoropropenu (TFP), α-hexachloro-cyklohexanu (α-HCH) a
PCB-180 mezi vzduch, vodu a půdu v tomto boxovém modelu použitím “level-I fugacity calculation”.
Použijte rozdělovací koeficienty uvedené v tabulce.


Vypočítejte procentuální rozdělení látek mezi vzduch, vodu a půdu za podmínek rovnovážného dělení
pomocí kalkulačky, nebo MS Excel. Výsledky prezentujte ve formě tabulky a grafu. Diskutujte rozdíly
výsledků mezi sloučeninami a identifikujte média, ve kterých se bude polutant akumulovat.



                                    2,3,3,3-tetrafluoropropene

                                     α-hexachloro-cyclohexane

                               2,2',3,4,4',5,5'-heptachlorobiphenyl


                                                TFP

                                               α-HCH

                                              PCB-180

log K[aw]

                                               1.80

                                               –3.52

                                               –2.51

log K[ow]

                                               2.10

                                                3.94

                                                7.66

log K[oa]

                                               0.30

                                                7.46

                                               10.17



Příklad prezentace výsledku:


Tabulka