环境多介质归趋模型简介ppt课件

3/10/2021
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Z值越大，介质所能容纳的污染物越多， 污染物越易滞留在该介质中。高Z值的相 能够在保持低逸度的情况下吸收更多的溶 质。相反，低z值的相即使吸收少量溶质也 会导致，的大大增加。z值的大小主要取决 于以下几个因素：所研究的污染物的性质； 所研究的环境介质的性质与环境介质的温 度。
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（二）污染物的环境迁移过程
污染物在环境中的迁移途径包括三类，即： • 平流过程 • 降解过程 • 界面质量交换过程。
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a.平流过程
污染物的跨区域研究已经成为当今国际环境问题研 究的热点，由于大气和水等介质的流动性和平流输送功 能，使得很多环境问题发展成了全球性环境问题。在多 介质环境模型中，为了定量化平流输送过程，引入平流 速率系数D，其单位是mol·Pa-1h-1。
环境多介质归趋模型
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多介质环境模型简介
多介质模型的建立 多介质模型的分类
多介质环境模型的应用
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多介质环境模型
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多介质环境模型最初是由CEMC(加拿大环境建 模中心)开发并用于解析计算化学物质在环境中的变 化归趋的模型。模型建立在质量平衡的基础上，模 型建立的最重要原则是逸度代替浓度，从而简化化 学物质在环境相间迁移和分配的数学表达式。在稳 态或非稳态条件下，对所研究的环境相分别建立质 量平衡方程，通过计算得出数值解或分析解。
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二、逸度
逸度(fugacity)是一热力学量，它表示 物质脱离某一相的倾向性的大小，其单位 为压力单位(Pa)。作为判别各相间平衡标准 的一种简便方法，于1901年G．N．Lewis 提出。用逸度代替浓度，应用到多介质环 境模型中，简化了模型的计算，因而得到 了广泛应用。
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D=G×Z (2．1) 而对流通量N(mol·h-1)与D的关系如下：
N=D × f (2．2) 需要说明的是模型中假定环境主相的流量与流动主体物 质的流量相等。如水相的流量等于相中水的流量相等。
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b.降解过程
污染物在环境相中的转化或降解反应过程是多介质环
境的重要行为，从地球这个大环境体系而言，只有各种
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1.封闭系统，稳态方程
这类质量平衡方程描述了在没有流入和 流出的封闭系统内，一定质量的污染物 在各固定体积的环境相中的分配情况。 根据污染物的总量等予各相中污染物分 量和来列方程，而各相中污染物量是体 积和浓度的乘积。
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2.开放系统、稳态方程
这类质量平衡方程，系统中既有污 染物的流入、流出，也有污染物的反应 与生成。系统内的条件不随时间改变。 基本的质量平衡就是总输入速率等于总 输出速率。
多介质环境，划分基本的环境相和子相。
一般而言，真实的环境系统和我们模拟的环
境系统之间存在一定的差距，在构建模型时，
需要用一系列的假设来简化真实的环境系统，
比如：
环境体系由多个环境主相和若干子相组成；
任一时刻，每个环境主相的污染物呈均匀分
布，各子相之间的逸度关系符合平衡稳态，即
逸度值在同一时刻处处相等；
大量研究表明，多介质环境模型是研究生态环 境中污染物，特别是有机污染物多介质环境行为的 有效手段。
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一、多介质环境
在地球表面不存在完全的单一的环境介 质，因为水中往往含有一定量的气体和固体 悬浮物，大气中含有一定量的水和固体颗粒 物，土壤中则含有水分、气体和生物。但在 宏观研究中，一般将大气、水体、土壤、岩 石和生物分别看作单介质，而把由两种以上 的单介质构成的体系称为多介质环境。
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多介质模型的建立
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（一）模型概化 （二）污染物的环境迁移过程 （三）模型参数 （四）模型构建和计算 （五）模型验证
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(一）模型概化
首先应该确定研究区域，包括研究区域的地
理位置和范围。然后要明确研究区域所涉及的
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在多介质环境中，由于存在复杂的物理、 化学和生物过程的联合作用，排放到环境系 统的污染物发生跨介质迁移、转化，并在各 环境介质间进行重新分配。因此全面而深刻 地认识污染物在环境中的行为及生态效应， 需要从多介质的概念出发深入研究污染物在 多介质环境系统中的迁移转化和降解。
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质量平衡
质量守恒定律是多介质环境模型计算的基础。如果 已经确定了控制区域或相的体积，就可以对流入和 流出这一区域的污染物建立质量平衡方程。根据 Mackay等人的定义，质量平衡方程有三类”。
1. 封闭系统，稳态方程 2 . 开放系统、稳态方程 3. 非稳态方程
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在多介质环境模型中，如果污染物在研究系统各 相之间的逸度相等，则污染物在系统各相间达到平衡； 如果逸度不同，则污染物会从逸度高的相向逸度低的 相移动。作为平衡标准，逸度可应用于水、土壤及水 生生物等。逸度和浓度之间通过逸度容量存在线性关 系：
C=Z×f 式中C是污染物的浓度(mol·m-3),f是逸度(Pa)，z是逸 度容量(mol·m-3·pa-1)，是在给定的逸度下，某一介质 所能容纳污染物的能力。
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3. 非稳态方程
前两类质量平衡方程是简单的代数等式，而在 非稳态条件下的质量平衡方程是微分方程。最简单 的方法是列出如下方程：
dC／dt=总的输入速率一总的输出速率 式中，dC是浓度增量， dt是时间增量，输入、
输出的速率单位为mol·h-1或g·h-1。
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3/10/2021 环境主相之间处于不平精选衡ppt 动态。
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例如，对于一个由大气、地表水、沉积物 和土壤四个环境主相组成的环境系统。每 个环境主相下面又分为若干个环境子相。 大气由气体和颗粒物两个子相组成，地表 水由悬浮颗粒物和水两个子相组成，沉积 物和土壤都包含固相子相、气相子相和液 相子相。