Modelling and Interpretation of Environmetal Data

                                            Cvičení #3


                      Kinetické vlivy na osud polutantů v životním prostředí:

                                          Level-II Model



V tomto cvičení budeme pokračovat ve vytváření boxového modelu pro Švýcarsko z minulého týdne.
Předpokládáme tři kompártmenty vzduch, vodu a půdu se stejnými vlastnostmi z minulého zadání.
Tentokrát ale zvýšíme komplexnost modelu zavedením kinetických procesů (odbourávání a advekce) a
vytvoříme tzv. Level-II model. Chemické látky zůstávají stejné jako v modelu Level-I, tedy
tetrafluoropropen (TFP), α-HCH a PCB‑180.



                                                                TFP

                                                                                                                   α-HCH

                                                                                                                                     PCB-180

                                   degradace t[½] ve vzduchu [h]

                                                                                                                260

                                                                                                                   1418

                                                                                                                                      1200

                                    degradace t[½] ve vodě [h]

                                                                                                               1000

                                                                                                                   2920

                                                                                                                                    5.5·10^4

                                     degradace t[½] v půdě [h]

                                                                                                               1000

                                                                                                                 1.4·10^4

                                                                                                                                    1.0·10^6


1.1: Kromě rozdělování, chemické látky v prostředí podléhají též odbourávání v jednotlivých
kompártmentech vyjádřených pomocí “poločasu života”. Vypočítejte rychlostní konstanty prvního řádu
pro degradaci v kompártmentech, respektive takzvané “D-koeficienty” pro degradaci, které se
používají ve fugacitních modelech.


1.2: Průměrné množství vody, které odtéká ze Švýcarska řekami Rýn a Rhôna je 400 m^3/s a 250 m^3/s.

Advektivní tok vzduchu přes Švýcarsko z okolních zemí je 5.5∙10^8 m^3/s.

Použijte do modelu D-koeficienty pro advekci vzduchu a vody (předpokládáme tok vody odpovídající
součtu obou řek).


1.3: Vypočítejte distribuci polutantů použitím Level-II fugacitního modelu. Předpokládejme, že
emise polutantů na území Švýcarska je následující:


TFP: 450 kg/rok přímo do vzduchu.

α-HCH: 10 kg/rok přímo do vody.

PCB-180: 9 kg/rok přímo do vzduchu.

Prezentujte výsledek ve formě tabulky.


1.4 Přidejte do modelu rovnice pro výpočet celkového rezidenčního času (T[ov]), celkové perzistence
(P[ov]) a advektivního rezidenčního času (A[ov]).


1.5 Co pozorujete při pohledu na distribuci polutantů? Popište vaše pozorování. Stručně diskutujte
rozdíly mezi polutanty a pro každý identifikujte média ve kterých se pravděpodobně bude akumulovat.