Các quá trình vật lý và hóa học của hồ - Chương 6

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những trao đổi các chất hoá học giữa khí quyển và hồ 6.1 Lời giới thiệu Những trao đổi vật chất hoá học căn bản giữa khí quyển và hồ góp một phần quan trọng trong việc định ra những điều kiện sống vô sinh hay hữu sinh và mức độ ô nhiễm. Vật chất trong tự nhiên nh là Cacbonníc (CO2), Oxy (O2), Hidrosunfua (H2S), và khí mê tan (CH4). Chúng là luôn luôn di chuyển giữa không khí và n ớc trong các điều kiện nguyên thuỷ. Trái lại những vật chất ô nhiễm khác nh là Pôliclorinbiphenil...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các quá trình vật lý và hóa học của hồ - Chương 6

Ch ¬ng 6 Nh÷ng trao ®æi c¸c chÊt ho¸ häc gi÷a khÝ quyÓn vμ hå 6.1 Lêi giíi thiÖu Nh÷ng trao ®æi vËt chÊt ho¸ häc c¨n b¶n gi÷a khÝ quyÓn vμ hå gãp mét phÇn quan träng trong viÖc ®Þnh ra nh÷ng ®iÒu kiÖn sèng v« sinh hay h÷u sinh vμ møc ®é « nhiÔm. VËt chÊt trong tù nhiªn nh lμ CacbonnÝc (CO2), Oxy (O2), Hidrosunfua (H2S), vμ khÝ mª tan (CH4). Chóng lμ lu«n lu«n di chuyÓn gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc trong c¸c ®iÒu kiÖn nguyªn thuû. Tr¸i l¹i nh÷ng vËt chÊt « nhiÔm kh¸c nh lμ P«liclorinbiphenil (PCBS), P«licylcaromatichidrocacbons (PAHS) vμ ch× (Pb) cã thÓ x©m nhËp chñ yÕu vμo hå tõ trong khÝ quyÓn. §èi víi c¸c lo¹i chÊt « nhiÔm kh¸c, nh c¸c l îng chÊt h÷u c¬ dÔ bay h¬i, bèc h¬i lμ con ® êng g©y tæn thÊt cña chóng tõ hå. Th«ng th êng tån t¹i mét qu¸ tr×nh trao ®æi c¸c chÊt ho¸ häc gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc víi ®é lín vμ h íng chuyÓn ®éng thùc, thay ®æi theo mïa. HiÖn nay ng êi ta ®· nh©n ra r»ng nång ®é c¸c chÊt ho¸ häc chñ yÕu trong hå, kÓ c¶ c¸c hå lín nh hå Superic cã thÓ bÞ ¶nh h ëng thËm trÝ bÞ chi phèi bëi sù cã mÆt cña c¸c chÊt ho¸ hoc nμy cã trong khÝ quyÓn (Eisenreich, 1987). Cã lÏ hÇu hÕt nh÷ng biÓu hiÖn cã tÝnh thuyÕt phôc vÒ vai trß cña khÝ quyÓn ®ã lμ trong tr êng hîp ë hÖ thèng hå Siskiwit ë Isleroyale thuéc hå Superior (Theo Swain - 1978). N íc, trÇm tÝch, vμ c¸ cña hå cæ nμy, theo quan tr¾c, chøa mét l îng ®¸ng kÓ c¸c hîp chÊt Orgonoclorin, hîp chÊt mμ chØ cã thÓ ®Õn hå tõ khÝ quyÓn. Nh÷ng hå lín ë Remoten thuéc biÓn Arcitc lμ mét biÓu hiÖn t ¬ng tù cho qu¸ tr×nh nμy. 273 http://www.ebook.edu.vn
Trong ch ¬ng nμy, chóng t«i m« t¶ c¸c hiÖn t îng liªn quan ®Õn trao ®æi khÝ - n íc vμ gîi ý c¸c h íng tiÕp cËn ®Ó ®Þnh l îng ho¸ c¸c tèc ®é vËn chuyÓn. Trong khi c¸c ®o ®¹c thùc nghiÖm cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c nång ®é trong kh«ng khÝ vμ n íc, tèc ®é vËn chuyÓn kh«ng thÓ x¸c ®Þnh b»ng c¸c ®o ®¹c trùc tiÕp, mμ chØ cã thÓ x¸c ®Þnh th«ng qua tÝnh to¸n. §é lín vμ ngay c¶ vËn chuyÓn trùc tiÕp còng kh«ng râ rμng. §Çu tiªn chóng t«i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nμy b»ng c¸ch l îng ho¸ sù c©n b»ng ho¸ häc gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc d íi d¹ng c¸c hÖ sè ph©n t¸n hay h»ng sè cña ®Þnh luËt Henry, bëi v× chÝnh sù lÖch khái tr¹ng th¸i c©n b»ng thóc ®Èy c¸c qu¸ tr×nh bèc h¬i vμ hÊp thô. Sau ®ã, c¸c tèc ®é cña c¸c qu¸ tr×nh khuÕch t¸n nμy sÏ ® îc xem xÐt, ®Çu tiªn b»ng viÖc tãm t¾t c¸c vÊn ®Ò c¬ b¶n cña khuÕch t¸n, sau ®ã m« t¶ h íng tiÕp cËn ma s¸t kÐp dïng trong tÝnh to¸n tèc ®é vËn chuyÓn cña n íc. Nh©n tè chÝnh quyÕt ®Þnh tèc ®é trao ®æi lμ hÖ sè vËn chuyÓn khèi, lμ nh©n tè kiÓm so¸t vËn tèc khuÕch t¸n. C¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ cña c¸c hÖ sè nμy sÏ ® îc m« t¶. "Kh¶ n¨ng s½n cã" cña c¸c chÊt ho¸ häc ë d¹ng hoμ tan trong n íc, vμ ë d¹ng khÝ trong kh«ng khÝ còng rÊt quan träng vμ sÏ ® îc tr×nh bμy. VÒ c¬ b¶n "kh¶ n¨ng s½n cã" nμy lμ mét d¹ng ®¸nh gi¸ møc ®é cña hÊp phô. C¬ chÕ vμ tèc ®é cña c¸c qu¸ tr×nh phi khuÕch t¸n cña c¸c l¾ng ®äng Èm vμ kh« sÏ ® îc m« t¶. Còng chÝnh nhê c¸c qu¸ tr×nh nú mμ c¸c chÊt ho¸ häc ® îc hÊp phô vμo c¸c ph©n tö thuû khÝ ® îc vËn chuyÓn tíi n íc th«ng qua m a r¬i hay bôi r¬i. §©y chÝnh lμ c¬ chÕ vËn chuyÓn chÝnh cña c¸c chÊt kh«ng bay h¬i, nh ch×. Tuy nhiªn nã còng quan träng ®èi víi c¸c chÊt b¸n bay h¬i nh PCBS. Bøc tranh toμn c¶nh c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ - n íc nμy, nh ® îc m« t¶ ë h×nh 6.1, kh¸ phøc t¹p. Víi mét sè c¸c qu¸ tr×nh hå trÞ vμ c¹nh tranh. §Ó gióp ng êi ®äc ® a ra cho mét chÊt PCBs trong ®ã tèc ®é c¸c qu¸ tr×nh ® îc suy ra tõ c¸c nång ®é cho tr íc trong kh«ng khÝ vμ n íc 274 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 6.1 Nh÷ng qu¸ tr×nh trao ®æi gi÷a n íc - kh«ng khÝ Cuèi cïng, c¸c nghiªn cøu vÝ dô ® îc tr×nh bμy víi c¸c hå cô thÓ mμ ë ®ã vai trß cña sù trao ®æi n íc - khÝ ® îc l îng ho¸. 6.2 Qu¸ tr×nh c©n b»ng cña sù trao ®æi chÊt ho¸ häc gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc C©n b»ng gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc ® îc thÓ hiÖn bëi mét ®¹i l îng kh«ng thø nguyªn gäi lμ hÖ sè chuyÓn ®æi kh«ng khÝ vμ n íc ( kÝ hiÖu lμ KAW) hay lμ bëi mét h»ng sè kh«ng ®æi theo ®Þnh luËt cña Henry (H) ( ®¬n vÞ lμ Pam3/mol). H»ng sè nμy liªn hÖ c¸c nång ®é c©n b»ng cña mét chÊt ho¸ häc trong hai pha (láng vμ khÝ), vμ cã d¹ng sau: KAW=CA/ CW hoÆc PA=H.CW (1) ë ®©y: C lμ nång ®é ( ®¬n vÞ mol/m3), P lμ ¸p suÊt riªng phÇn (Pa) vμ chØ sè d íi A,W ® îc quy cho giai ®o¹n cña kh«ng khÝ vμ n íc. Víi ®Þnh nghÜa C lμ nång ®é cña c¸c chÊt hoμ tan ngo¹i trõ ®i vËt chÊt hÊp phô. VÝ dô, sù ®Þnh nghÜa kh¸c cña H lμ ® îc sö dông ®Ó thÓ hiÖn nång ®é nh lμ 1 tû lÖ mol. Mèi quan hÖ gi÷a nång ®é khÝ cña pha kh«ng khÝ vμ ¸p suÊt riªng phÇn cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng viÖc sö dông c«ng thøc chÊt khÝ lÝ t ëng: CA= n/V =Pa/RT Trong c«ng thøc trªn: n lμ sè mol khÝ, V lμ thÓ tÝch (m3), R lμ h»ng sè khÝ kh«ng ®æi: R=8.314Pa m3/(mol.K) vμ T lμ nhiÖt ®é Kelvin ( K) HÖ sè chuyÓn ®æi c©n b»ng ® îc tÝnh nh sau: 275 http://www.ebook.edu.vn
KAW= H/RT NÕu nh÷ng ph ¬ng tr×nh nμy ¸p dông cho c¸c ®iÒu kiÖn b·o hoμ (® îc ký hiÖu bëi chØ sè trªn S) mμ t¹i ®ã pha nguyªn chÊt cña chÊt ho¸ häc cã thÓ cïng tån t¹i víi n íc vμ khÝ, khi ®ã trë thμnh: C A / CW PAS /( RTCW ) S S S (2) K AW ë c«ng thøc trªn: PAS lμ ¸p suÊt h¬i n íc b·o hoμ cña chÊt ho¸ häc Pa ¸p suÊt trong kh«ng khÝ vμ CW lμ ®é hoμ tan b·o hoμ trong n íc (mol/m3). Th«ng th êng H cã thÓ ® îc S tÝnh tõ ¸p suÊt h¬i n íc vμ ®é hoμ tan trong n íc vμ b»ng PAS / CW . §èi víi mét S sè chÊt ho¸ häc, vÝ dô nh Etanol, kh«ng tån t¹i ®é hoμ tan, vμ H hoÆc KAW b¾t buéc ph¶i x¸c ®Þnh bëi c¸c ®o ®¹c thùc nghiÖm trùc tiÕp c¸c yÕu tè CA vμ CW. CÇn ghi nhí lμ khi sö dông c¸c sè hiÖu ho¸ lý, nh lμ H, PAS hay CW , tõ c¸c sæ S tay cho c¸c hå thùc tÕ. C¸c ®Æc tr ng nμy phô thu«c vμo nhiÖt ®é, vμ nh vËy cÇn ph¶i ®iÒu chØnh phï hîp c¸c ®Æc tr ng nμy. Sù phô thuéc c¶u H vμ nhiÖt ®é cã thÓ ® îc miªu t¶ bëi ph ¬ng tr×nh sau: h / RT hoÆc ln(H 1 / H 2 ) ( h / R)(1 / T1 1 / T2 ) ln( H ) A (3) trong ®ã A lμ h»ng sè tû lÖ vμ h lμ Entanpi cña l îng bèc h¬i (KJ/mol) tõ dung dÞch vμ chØ sè 1,2 lμ hai tû sè t ¬ng øng víi hai nhiÖt ®é kh¸c nhau. VÝ dô trong PCBS h xÊp xØ b»ng 50KJ/mol (theo Hulsher 1992). NÕu nhiÖt ®é t¨ng lªn 100C th× H sÏ t¨ng gÊp ®«i (theo MacKay va Shiu 1981). VÝ dô, ë hå Great trong suèt th¸ng 8 mÆt n íc lu«n cã nhiÖt ®é lín nhÊt. Nã lμm t¨ng h»ng sè Henry vμ do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn cho trao ®æi n íc - khÝ (Mc Connell cïng céng sù 1993). MÆc dï c¸c gi¸ trÞ H nhá th êng ® îc cho lμ cña c¸c chÊt ho¸ häc Ýt bay h¬i. Tuy nhiªn, ®iÒu nμy kh«ng ph¶i ®óng cho mäi tr êng hîp. §èi víi mét sè chÊt, nh PCBs, mÆc dï ¸p suÊt h¬i n íc lμ nhá, ®é hoμ tan trong n íc còng nhá. Tû lÖ gi÷a hai ®¹i l îng nμy do ®ã cã thÓ lín, ¸m chØ kh¶ n¨ng bèc h¬i lín (H cã gi¸ trÞ ®¸ng kÓ). C¸c ®ång d¹ng cña c¸c chÊt ho¸ häc cã xu h íng cã c¸c gi¸ trÞ KAW vμ H lμ t ¬ng ® ¬ng nhau, kÓ c¶ khi PS vμ CS biÕn ®æi trong c¸c kho¶ng gi¸ trÞ trªn h×nh 6.2. §Ó biÕt thªm chi tiÕt vÒ hÖ sè ph©n t¸n khÝ - n íc, còng nh ®o ®¹c vμ t ¬ng quan cña chóng, ®éc gi¶ cã thÓ ®äc trong c¸c b¸o c¸o cña MacKay va Shiu 1986; Meylen vμ Howard 1981, Suntionetal 1998 vμ cña Mackay 1991. 276 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 6.2 BiÓu ®å log cña tÝnh tan trong kh«ng khÝ (¸p suÊt h¬i n íc/RT) vμ log tÝnh tan trong n íc cho c¸c ho¸ chÊt ® îc chän. C¸c chÊt ho¸ häc lμ b×nh ®¼ng ® êng biÓu diÔn t ¬ng tù nhau nghiªng mét gãc 450 (§ îc m« pháng tõ Mackay 1991) 6.3 Sù khuÕch t¸n gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc KhuÕch t¸n lμ qu¸ tr×nh thô ®éng s¶y ra trong ph¹m vi gi÷a pha kh«ng khÝ vμ pha n íc. Trong kh«ng khÝ, vÝ dô nh sù l¾ng ®äng cña khÝ quyÓn th× theo mét ph ¬ng duy nhÊt, cßn sù khuÕch t¸n th× l¹i cã thÓ lμm ®¶o lén l¹i, ®IÒu ®ã gãp phÇn t¹o ra vßng tuÇn hoμn gi÷a c¸c pha nμy. §iÒu nμy ®· ® îc biÓu hiÖn ë trong h×nh 6.3. Mét ph©n tö di chuyÓn tõ n íc vμo kh«ng khÝ ph¶i bÞ khuÕch t¸n ë khu vùc ph©n giíi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc, qua mÆt n íc chÝnh, vμ khi ®ã chóng xuyªn qua mét vïng n íc ø ®äng gÇn ®Êy. BÒ dμy phô thuéc vμo nh©n tè m«i tr êng nh lμ vËn tèc ch¶y rèi vμ vËn tèc giã. Khi ®ã h íng di chuyÓn ph¶i ngang qua bÒ mÆt vμ ngang qua mét ® êng tÇng biªn cña kh«ng khÝ ®i vμo trong khu vùc chÝnh cña kh«ng khÝ. Nh÷ng ® êng tÇng biªn nμy thùc tÕ lμ nã cã t¸c dông c¶n trë lín ®èi víi c¸c lo¹i vËt chÊt ®Õn møc thÊp nhÊt ë møc giíi h¹n mμ nã di dêi ® îc. 277 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 6.3 Sù di chuyÓn gi÷a khèi kh«ng khÝ vμ n íc minh ho¹ hai kh¸i niÖm ®èi nghÞch Tèc ®é di chuyÓn hay sù tho¸t ra bëi sù khuÕch t¸n trong kh«ng khÝ hoÆc n íc ®· ® îc m« t¶ bëi ®Þnh luËt thø nhÊt cña Fick; §Þnh luËt nμy m« t¶ ® îc qu¸ tr×nh t¹o nªn sù hoμ nhËp cña khuÕch t¸n trong nh÷ng tr¹ng th¸i thay ®æi ký hiÖu lμ N (mol/h), ng îc l¹i víi sù t ¬ng xøng vÒ nh÷ng biÕn d¹ng phÇn chiªu réng cña s«ng ký hiÖu lμ y (m); møc ®é xuyªn suèt c¸i mμ ® îc khuÕch t¸n theo h íng tõ trªn xuèng trùc tiÕp cho khu vùc mμ nã ®i qua, lμ còng ®ang ® îc khuÕch t¸n ký hiÖu lμ A (m2) vμ t ¬ng øng víi c¸c vïng kh¸c. C¸c hÖ sè hoμ tan (C1 -C2) (mol/m3), ® îc thÓ hiÖn ®èi víi phÇn chiÒu dμi. H»ng sè øng víi sù t ¬ng xøng lμ hÖ sè khuÕch t¸n hay tÝnh khuÕch t¸n ký hiÖu lμ D (m2/h). N=A.D.(C1-C2)/y (4) §iÒu ph¶i ® îc nhÊn m¹nh thªm r»ng: nh÷ng phÇn tö khuÕch t¸n chØ ®¬n thuÇn lμ tr¶i qua mét sù di chuyÓn ngÉu nhiªn theo tÊt c¶ c¸c h íng, tuy nhiªn trong thùc tÕ mét gradien nång ®é ®ã sÏ chØ di chuyÓn chËm theo mét h íng nhÊt ®Þnh, ®ång thêi, sÏ di chuyÓn tõ n¬i cã nång ®é cao xuèng n¬i cã nång ®é thÊp. HÖ sè khuÕch t¸n trong kh«ng khÝ vμ n íc cã thÓ ® îc ®Þnh nghÜa tõ nh÷ng qu¸ tr×nh t ¬ng quan. Chóng phô thuéc vμo ®Æc ®iÓm cña tõng lo¹i khuÕch t¸n. Nh÷ng tr êng hîp ®©m xuyªn lμ mét tr êng hîp khuÕch t¸n, nh nhiÖt ®é vμ ¸p xuÊt. §Æc ®iÓm b¾t nguån vμ sù t ¬ng quan lμ cã hiÖu lùc trong nh÷ng bμI nãi vÒ ®Æc tÝnh cña nh÷ng chÊt láng (theo tμI liÖu cña Reidetal 1987). Bëi v× ë ®©y chóng ta cã thÓ cßn h¬i ph©n v©n vÒ c êng ®é cña D vμ y, nã lμ tiÖn lîi cho viÖc tÝnh tû sè D/y nh lμ mét th«ng sè ®¬n gi¶n hÖ sè cña hÖ sè di chuyÓn khèi K (m/h), ® îc ®Þnh nghÜa b»ng kÕt qu¶ thùc nghiÖm víi ®é ®o lμ N, A vμ (C1-C2) ë d íi ®· ® îc ®iÒu chØnh qua nh÷ng ®iÒu kiÖn cô thÓ. HÖ sè di 278 http://www.ebook.edu.vn
chuyÓn khèi cã ®¬n vÞ cña vËn tèc, vμ do ®ã mét vËn tèc thùc sù cña sù thay ®æi hay cña mét tèc ®é khuÕch t¸n; Khi ®ã ph ¬ng tr×nh (4) b©y giê trë thμnh: N=K1A(C1-C2) (5) 6.4 Sù bay h¬i vμ sù hÊp thô: h íng tiÕp cËn ma s¸t kÐp Nh ®· ® îc thÓ hiÖn trong h×nh 6.3, vËt chÊt khuÕch t¸n qua hai líp biªn ë tõng ®ît, vμ kinh nghiÖm cho thÊy r»ng sÏ cã hai qu¸ tr×nh khuÕch t¸n ®èi kh¸ng. Sù thay ®æi liªn tôc cña vËt chÊt trong suèt bèn qu¸ tr×nh bèc h¬i tõ tÇng biªn cña n íc tíi mÆt ph©n giíi cã thÓ ® îc biÓu diÔn nh sau: N=KW.A.(CW-CWi) (6) ë ®©y CW lμ nång ®é kh«ng khÝ Èm, CWi lμ nång ®é xen gi÷a hai bÒ mÆt n íc, vμ KW lμ hÖ sè di chuyÓn khèi mÆt n íc. Khi kh«ng khÝ thay ®æi liªn tôc th× ta cã c«ng thøc sau: N=KA.A.(CAi-CA) (7) ë ®©y c¶ hai tr¹ng th¸i cè ®Þnh vμ thay ®æi liªn tôc ph¶i ® îc c©n b»ng víi nhau bëi v× ë ®©y kh«ng cã sù tÝch luü vËt chÊt ë mÆt ph©n giíi. Chóng ta ®· thõa nhËn r»ng CAi, CWi lμ g¾n bã mËt thiÕt víi nhau, vμ r»ng chóng ®· cã quan hÖ víi nhau bëi mét hÖ sè gäi lμ hÖ sè v¸ch ng¨n kh«ng khÝ - n íc: KAW=CAi/CWi (8) Thay thÕ cña qu¸ tr×nh nμy ® îc thÓ hiÖn trong ph ¬ng tr×nh (6) vμ (7) vμ lo¹i trõ ®i CAi vμ Cwi cho sau ®· cã mét vμi x¾p xÕp l¹i nh sau: N = KOA.A.(CW-CA/KAW) =KOA.A.(CWKAW-CA) (9) ë ®©y: 1/ KOW= 1/ KW+1/ (KA KAW ) vμ 1/ KOA=1/ KA+KAW/KA = KAW/KOW (10) trong ®ã kOW lμ hÖ sè di chuyÓn toμn bé mÆt n íc, t ¬ng tù KOA lμ hÖ sè di chuyÓn toμn bé mÆt kh«ng khÝ. Trong ph ¬ng tr×nh KOW vμ KOA cuèi cïng ® îc quy vÒ gi¶i theo ph ¬ng ph¸p ®¹i sè. Tû sè 1/KOW cã thÓ ® îc thÓ hiÖn nh lμ tæng l îng sù ®èi kh¸ng ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh thay ®æi, c¸i mμ lμ mét hμm ®èi kh¸ng cña n íc (1/kW) vμ ®èi kh¸ng kh«ng khÝ (1/KAKAW). T ¬ng tù nh theo ®Þnh luËt «m lμ hiÓn nhiªn ®óng. Sù ®èi kh¸ng gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc ® îc ®iÒu chØnh bëi mét hÖ sè chuyÓn ®æi gi÷a kh«ng khÝ - n íc, c¸i mμ ®é lÖch cho phÐp nång ®é hÊp thô trong mçi tr êng hîp ë c¸c tr¹ng th¸i c©n b»ng: khi mμ KAW lín th× nh÷ng phÇn tö ®ang khuÕch t¸n trong kh«ng khÝ lμ cã quan hÖ réng h¬n so víi nång ®é ë trong n íc. Do vËy sù khuÕch t¸n trong kh«ng khÝ vμ n íc trë nªn rÊt thuËn tiÖn. Mét phÇn ®èi kh¸ng kh«ng khÝ lμ nhá do ®ã mμ sù ®èi kh¸ng cña n íc (KOW) sÏ chiÕm u thÕ. V× vËy mμ c¸c hÖ thèng ®· nãi ë trªn ® îc gäi lμ tr êng hîp ®èi kh¸ng trong n íc ®iÒu chØnh. Khi KAW nhá th× nång 279 http://www.ebook.edu.vn
®é trong n íc lμ sÏ lín h¬n, hÖ sè ®èi kh¸ng trong kh«ng khÝ trë thμnh nh©n tè giíi h¹n, hÖ thèng ®ã trë thμnh tr êng hîp ®èi kh¸ng kh«ng khÝ ®iÒu chØnh; §iÓn h×nh lμ KA lín xÊp xØ gÊp 100 lÇn KW bëi v× do tÝnh chÊt ph©n t¸n cña nã lín h¬n ë trong kh«ng khÝ. Do vËy khi KAW xÊp xØ b»ng 0.01 hay H xÊp xØ b»ng 25 Pa.m3/mol th× nh÷ng sù ®èi kh¸ng lμ xÊp xØ ® îc c©n b»ng. Mét hÖ qu¶ ®· ® îc rót ra tõ hai qu¸ tr×nh ®èi kh¸ng nμy thÓ hiÖn r»ng mét sù ®èi kh¸ng th êng kh«ng mÊy quan träng vμ chØ cÇn chó ý ®Õn sù liªn quan c¸c hÖ sè di chuyÓn khèi mμ chÝnh x¸c lμ ®ñ. MÆc dï hÖ sè di chuyÓn khèi K cã thÓ ® îc xem nh lμ mét phÇn cña tÝnh khuÕch t¸n D ®Õn phÇn khuÕch t¸n chiÒu dμi, nh ng thùc tÕ nã l¹i phøc t¹p h¬n rÊt nhiÒu. Sù phô thuéc cña K vμo D lμ mét quan hÖ tuyÕn tÝnh, K th êng lμ tû lÖ thuËn víi D, K t¨ng trong ph¹m vi tõ 0.5 - 0.8, nguyªn nh©n ®iÒu nμy lμ do qu¸ tr×nh khuÕch tan kh«ng cè ®Þnh ë trong tù nhiªn nh lμ c¸c qu¸ tr×nh xo¸y cña n íc ®· ® îc thÓ hiÖn b»ng nh÷ng thay ®æi ë bÒ mÆt ph©n giíi trong thêi kú thø cÊp cña qu¸ tr×nh thay ®æi lμm t¨ng sù x©m nhËp. Do vËy ®¸nh gi¸ ®Þnh luËt thø hai cña Fick lμ cã ý nghÜa h¬n ®Þnh luËt th nhÊt lμ mét ®iÒu sai lÇm, ë chç lμ khi ® a ra gi¸ trÞ cña y ®Ó suy ra tû sè D/K, bëi v× h íng ®óng ra lμ ph¶i gi¶ thuyÕt dùa vμo thùc tÕ. 6.5 Nh÷ng nh©n tè ¶nh h ëng ®Õn hÖ sè vËn chuyÓn khèi HÖ sè di chuyÓn khèi kh«ng khÝ - n íc phô thuéc vμo mét sè c¸c nh©n tè, bao gåm: cÊu tróc c¸c ph©n tö, nhiÖt ®é vμ ®iÒu kiÖn ® êng tÇng biªn, c¸i mμ kh¸c víi ®iÒu kiÖn cña giã vμ chuyÓn ®éng rèi cña n íc trong sù hoμ nhËp vμo dßng ch¶y. Mét vμi nghiªn cøu sù phô thuéc chuyÓn ®éng vμo tèc ®é cña giã ®· ® îc thùc hiÖn ë c¸c bÓ chøa, vμ thùc hiÖn trong c¸c hå víi mét con sè giíi h¹n. Tèc ®é cña giã chuyÓn qua khèi n íc víi vËn tèc cho kÕt qu¶ ë ® êng tÇng biªn lμ 3 m/s, ë trong tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp lμ tõ 3 ®Õn 6 m/s vμ trong ®iÒu kiÖn ch¶y rèi víi vËn tèc >6 m/s. ë líp d íi tr¹ng th¸i ® êng biªn th× lu«n tån t¹i mét sù tï ®äng cña kh«ng khÝ tån t¹i ë trªn mÆt ph©n giíi gi÷a kh«ng khÝ - n íc, n¬i mμ cã ®é dμy cho phÐp lμ 1 mm mμ c¸c phÇn tö ph¶i khuÕch t¸n qua. HÖ sè di chuyÓn khèi KA vμ KW khi ®ã cã gi¸ trÞ lμ lÇn l ît lμ 3 vμ 0.01 m/h. Khi tèc ®é giã t¨ng tÇng biªn gi¶m ®i vμ chuyÓn sang tr¹ng th¸i rèi. KÕt qu¶ lμ cã mét sù ®ång nhÊt ë mÆt ph©n giíi cña kh«ng khÝ vμ n íc c¸i mμ ® îc biÓu hiÖn d íi d¹ng sãng vμ lùc kÐo ngμy cμng lín h¬n ® îc sinh ra do t¸c ®éng cña ma s¸t khi giã di chuyÓn trªn mÆt n íc. Lùc kÐo cã thÓ ® îc quan hÖ víi vËn tèc, vμ lùc ma s¸t bÒ mÆt kh«ng khÝ vμ n íc cho phÐp ta ®Þnh nghÜa c êng ®é cña c¶ hai hÖ sè di chuyÓn khèi (theo tμi liÖu cña Mackay vμ Yeun 1983). §iÓn h×nh cho nh÷ng thÓ hiÖn nμy lμ vËn tèc giã lín h¬n h¼n cì 10 - 30 m/h th× KA vμ KW t ¬ng øng lμ 0.02 - 0.2 m/h. Mét vμi biÓu hiÖn liªn quan ®Õn sù miªu t¶ qu¸ tr×nh di chuyÓn khèi phô thuéc vμo vËn tèc giã (u, m/s) ®· ® îc ® a ra. Mackay vμ Yeun n¨m 1983 ®· theo dâi sù phô thuéc nμy cho c¶ kh«ng khÝ vμ n íc, ®· rót ra ph ¬ng tr×nh sau: 280 http://www.ebook.edu.vn
6 3.14 x10 3 U * ScW0.5 kW ( m / s ) 1.0 x10 (U>9 m/s) (11a) 6 2 *2.2 0.5 = 1.0 x10 1.44 x10 U S Cw (U
H×nh 6.4 BiÓu diÔn sù t ¬ng quan phô thuéc vμo pha khÝ cña khèi khÝ di chuyÓn, hÖ sè kA vμo tèc ®é giã (® îc tr×nh bμy tõ Schwarzenbach cïng céng sù 1993). 6.6.1 Kh«ng khÝ Ph¹m vi thÊm hót bÒ mÆt chuyÓn c¸c h¹t vËt chÊt lªn trªn kh«ng trung hoÆc nh nh÷ng b×nh phun cã thÓ ® îc tÝnh to¸n tõ viÖc ®o nång ®é cña vËt chÊt trong kh«ng khÝ th«ng qua sù bèc h¬i n íc ta cã ® îc hÖ sè biÕn ®æi CV vμ qua viÖc ®o c¸c h¹t ta cã ® îc hÖ sè CS, c¶ hai ®Òu cã ®¬n vÞ lμ ng/m3kh«ng khÝ. §iÒu mμ phæ biÕn lμ sù kÕt hîp nh÷ng sè l îng nμy víi tæng l îng ®Æc tÝnh l¬ löng cña nång ®é c¸c chÊt TSP (ng/m3), nh lμ nhãm CVTSP/CP. ChÝnh nhãm nμy rÊt cÇn thiÕt cho hÖ sè chuyÓn ®æi ë gi÷a tr êng hîp thÓ khÝ vμ tr êng hîp thÓ r¾n. Nh ®· ® îc thÓ hiÖn trong biÓu ®å cña Mackay cïng céng sù (1986), ®· hiÖu chØnh l¹i hÖ sè chuyÓn ®æi trùc tiÕp víi chÊt láng cña vËt chÊt nãi chung, hoÆc chÊt láng ® îc lμm l¹nh d íi nhiÖt ®é ng ng tô bëi lμm bay h¬I ¸p suÊt. Ph¹m vi hót thÊm bÒ mÆt mμ do ®ã quan hÖ sè l îng nh÷ng vËt chÊt ®· ® îc liªn hÖ víi tr êng hîp bay h¬i ë thÓ r¾n, phô thuéc vμo mét vμi ®Æc tr ng nh lμ ¸p suÊt bay h¬i, nhiÖt ®é, ®é Èm t ¬ng ®èi vμ c¸c thÓ r¾n tù nhiªn (theo tμi liÖu cña Ymasaki cïng céng sù 1982, Bildeman vμ Foreman 1986, Pankow cïng céng sù 1983). Nh÷ng kim lo¹i (víi sù cã mÆt cña thuû ng©n Hg) trong khÝ quyÓn gãp phÇn vμo sù bay h¬i cña c¸c h¹t vËt chÊt. Khi nhiÖt ®é t¨ng vμ träng l îng c¸c ph©n tö t¨ng th× qu¸ tr×nh bay h¬i cña c¸c h¹t vËt chÊt t¨ng lªn. 282 http://www.ebook.edu.vn
H×nh 6.5 BiÓu diÔn sù t ¬ng quan phô thuéc vμo pha khÝ cña khèi khÝ di chuyÓn, hÖ sè kW vμo tèc ®é giã (® îc tr×nh bμy tõ Schwarzenbach cïng céng sù 1993). 6.6.2 N íc Sù thay ®æi gi÷a vËt chÊt vμ h¹t vËt chÊt hoμ tan trong hå lμ mét hiÖn t îng rÊt phøc t¹p, bëi v× sù kh¸c nhau cña c¸c chÊt hÊp thô hiÖn cã mÆt trong cét n íc, ®èi víi tÝnh nh¶ n íc cña vËt chÊt th× cã khuynh h íng hÊp thô nh÷ng h¹t r¾n ®Ó t¹o ra khu vùc cã tØ lÖ nghÞch víi tÝnh tan cña chóng trong n íc. Sù tiÕp xóc phæ biÕn nhÊt lμ ®ang ® îc thÓ hiÖn trong c¸c h¹t vËt chÊt cña tù nhiªn cã tÝnh kh«ng a n íc vμ do ®ã sù hÊp thô cña nã chØ thùc hiªn ® îc ®èi víi c¸c h¹t r¾n th«ng qua sù hoμ tan. N íc octanol cã hÖ sè thay ®æi n íc KOW; ChÝnh sè l îng nμy ®· lμm mèi quan hÖ bÞ ®¶o ng îc trë l¹i trong tÝnh tan cña n íc, vμ tÝnh sö dông cña n íc, trong t×nh huèng nμy c¸i mμ vËt chÊt bÞ chi phèi b»ng cacbon h÷u c¬ trong thÓ h¹t, ®Ó råi tiÕn tíi mét ph¹m vi t ¬ng tù n¬i mμ nã hoμ tan trong octanol theo nghiªn cøu cña Ditoro 1985. §èi víi mét vμi vËt chÊt cã “mét ® ¬ng l îng” th× l îng octanol thu l¹i ® îc bëi tÝnh hiÖu chØnh ph¹m vi carbon h÷u c¬ trong kho¶ng tõ 0.2 - 0.8 (theo nghiªn cøu cña karickhoff 1981), trong ®ã gi¸ trÞ 0.4 lμ gi¸ trÞ ® îc sö dông ®iÓn h×nh. Gi¸ trÞ phô thuéc vμo vËt chÊt trong c©u hái vμ chÊt h÷u c¬ trong tù nhiªn lμ hÇu hÕt cã trong c¸c lo¹i kho¸ng vËt næi trªn mÆt n íc, nh lμ c¸c lo¹i t¶o quang hîp, lo¹i nμy ®· tån t¹i trong ph¹m vi ë 20 m trªn cïng cña cét n íc, n¬i mμ cã ®ñ ¸nh s¸ng truyÒn qua. Cã sù hÊp thô c¸c vËt chÊt « nhiÔm kh«ng a n íc x©m nhËp vμo trong t¶o ®¬n chÊt nμy, c¸i mμ ®· t¹o ra mét sù tiªu huû. Thay ®æi 283 http://www.ebook.edu.vn
vËt chÊt bëi trÇm tÝch khi t¶o chÕt vμ ® îc ®äng l¹i. VËt chÊt hÊp thô x¶y ra ë mét tèc ®é hót b¸m ban ®Çu ® îc cho phÐp bëi sù khuÕch t¸n chËm qua mμng tÕ bμo. Nh÷ng sù t ¬ng quan ®· ® îc lμm s¸ng tá trong hÖ sè chuyÓn ®æi gi÷a tÕ bμo vμ n íc vμ Octanol - n íc vμ víi sù chøa ®ùng carbon h÷u c¬ cña t¶o. Nh ng sù xuÊt hiÖn nμy sÏ dÉn ®Õn kh«ng cã sù t ¬ng quan vμ c¬ chÕ nμy kh«ng ® îc thÓ hiÖn ®Çy dñ. 6.7 Qu¸ tr×nh l¾ng ®äng khÝ quyÓn 6.7.1 Sù l¾ng ®äng kh« C¸c h¹t hay c¸c sol khÝ trong khÝ quyÓn lμ kÕt qu¶ cña sù ho¹t ®éng trong tù nhiªn s¶y ra bëi bôi vμ c¸c h¹t vËt chÊt bôi th¶i ra tõ nh÷ng nhμ m¸y tõ nh÷ng khu c«ng nghiÖp vμ nh÷ng sù bèc ra kh¸c. C¸c h¹t nμy vμ mét vμi vËt chÊt kh¸c sÏ hÊp thô chóng, chóng sÏ di chuyÓn, r¬i xuèng hoÆc ph©n t¸n vμo trong mÆt n íc cña hå vμ ® îc n íc hå tiÕp nhËn. Sù cung cÊp nμy lμ mét minh chøng quan träng ®Ó gi¶i thÝch sù thay ®æi vËt chÊt tõ kh«ng khÝ tíi hå. L îng vËt chÊt ® îc gi¶i phãng vμo trong mét diÖn tÝch hå lμ A (m2) cã thÓ ® îc ®Þnh nghÜa lμ mét s¶n phÈm cña tèc ®é l¾ng ®äng cña c¸c h¹t r¾n UD (m/h), nång ®é cña c¸c h¹t vËt chÊt kÝ hiÖu lμ CP (ng/m3 kh«ng khÝ), vμ hÖ sè khu vùc ® îc kÝ hiÖu lμ A ta cã: Tèc ®é l¾ng ®äng vËt chÊt kh« = DD (ng/h) = UDCPA (17) Tèc ®é l¾ng ®äng cho phÐp trong kho¶ng tõ 0.3 - 10.0 m/h vμ c¸c hÖ sè cÊp h¹t th êng tõ 10 - 100 . VËn tèc l¾ng ®äng cña c¸c h¹t vËt chÊt kh¸c nhau th× kh¸c nhau, chóng phô thuéc vμo h×nh thï h¹t vμ cì h¹t; Nguyªn nh©n lμ do ®Æc tÝnh cña kh«ng khÝ (nh nhiÖt ®é, mËt ®é v.v), vμ nh÷ng ®iÒu kiÖn kh«ng æn ®Þnh cña khÝ quyÓn, do vËy mμ UD lμ ®iÓn h×nh cho mét ®¹i l îng cã tÝnh trung b×nh. 6.7.2 L¾ng ®äng ít Sù l¾ng ®äng kh« x¶y ra trong qu¸ tr×nh t¹o thμnh m a tuyÕt vμ nh÷ng h¹t rÊt nhá cña s ¬ng mï, khi mμ nh÷ng gät n íc nhá nμy hay nh÷ng b«ng tuyÕt r¬i nã sÏ quÐt c¸c h¹t vËt chÊt trªn ® êng nã ®i vμ kÕt hîp c¸c h¹t vËt chÊt nμy l¹i. §iÒu nμy ®· ® îc kh¼ng ®Þnh trong suèt thêi gian nã r¬i xuèng, tõ mét h¹t rÊt nhá nã cã thÓ quÐt vμ thu gom c¸c h¹t kh¸c nhiÒu h¬n kho¶ng 200.000 lÇn thÓ tÝch cña nã trong kh«ng khÝ. Sè l îng nμy ® îc gäi lμ tØ sè thu gom n íc kÝ hiÖu lμ Q, tØ sè nμy phô thuéc vμo nh÷ng giät n íc cã trong tù nhiªn kh¸c nhau, sè lÇn biÓu hiÖn cña nã trong khÝ quyÓn vμ nh÷ng kh¶ n¨ng thu gom c¸c h¹t cña chóng. Sù ph¸t t¸n chÊt « nhiÔm vμo trong hå g©y ra bëi sù l¾ng ®äng ít cã thÓ ® îc tÝnh tõ khi cã c êng ®é m a R (m/h, nh ng th êng dïng lμ m/n¨m) trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch lμ A (m2) Nång ®é cña c¸c h¹t vËt chÊt g©y « nhiÔm trong khÝ quyÓn trong sù t¹o thμnh c¸c h¹t r¾n lμ P (ng/m3) vμ tØ sè thu gom kh«ng thø nguyªn Q, nång ®é thu gom m a lμ CR (ng/m3) cßn cã thÓ ®o ® îc trùc tiÕp b»ng 284 http://www.ebook.edu.vn
sù chia nhá c¸c h¹t ®· ® îc thu gom cña gi¸ng thuû. Ta cã c«ng thøc cña sù l¾ng ®äng ít nh sau: Sù l¾ng ®äng ít cña vËt chÊt = DW (ng/h) = QRACP = RACR (18) Mét “ TØ lÖ xãi lë” cßn ® îc ®Þnh nghÜa nh lμ tØ sè tæng l îng nång ®é chÊt « nhiÔm trong m a (CK) vμo trong kh«ng khÝ [[ng/m3] /[ng/m3]] Nã cßn cã thÓ biÓu diÔn trong thêi h¹n cña tØ lÖ khèi {(ng/kg)/(ng/kg)} c¸i mμ cho phÐp ph©n lo¹i bëi mét nh©n tè xÊp xØ gÊp 820 lÇn tØ sè mËt ®é cña n íc so víi kh«ng khÝ. TuyÕt lμ mét c¬ cÊu kh¸c cña cña sù l¾ng ®äng ít mμ tØ lÖ ®ang ® îc thu gom vμo hoÆc t¸ch ra lμ Ýt h¬n c¸i mμ chóng t¹o thμnh. Trong sù thªm vμo ®Ó thu hót c¸c h¹t r¾n th× mét giät n íc r¬i cã thÓ hoμ trén víi c¸c vËt chÊt kh¸c vμ tiÕp cËn ®Õn sù c©n b»ng víi kh«ng khÝ. Trong nhiÒu tr êng hîp, nång ®é cña c¸c h¹t vËt chÊt cã thÓ ®¸nh gi¸ ® îc tõ hÖ sè chuyÓn ®æi kh«ng khÝ - n íc KAW vμ nång ®é cña kh«ng khÝ CA thong qua tØ sè CA/KAW. §iÒu nμy th êng chØ ® îc miªu t¶ qua mét phÇn nhá cña nång ®é trong thêi gian m a r¬i. HÇu hÕt nh÷ng vËt chÊt ®ang ® îc kÕt hîp bëi víi c¸c h¹t nhá. Ngo¹i trõ nh÷ng vËt chÊt cã KAW thÊp hoÆc cã tÝnh tan trong n íc cao nh lμ cån, r îu, thÓ hiÖn trong c«ng thøc sau: Sù hoμ tan vËt chÊt trong m a = DR (ng/h) = RACA/KAW (19) 6.8 TÝnh to¸n ®¹i diÖn Tù nhiªn vμ c êng ®é cña qu¸ tr×nh nμy lμ ® îc ®¸nh gi¸ ®óng nhÊt bëi sù tÝnh to¸n dùa vμo nh÷ng biÓu hiÖn thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc cña c¸c vËt chÊt, ®ã lμ PCB cïng chÊt víi 169 chÊt mμ lμ mét hîp chÊt h÷u c¬ Hexanclobiphenyl lμ ®ång ph¼ng, nã ® îc ®¸nh gi¸ lμ nhiÒu tÝnh ®éc vμ lμ thuéc lo¹i cã ®éc tÝnh cao. §iÒu nμy c¸i mμ tÝnh chÊt cña nã ® îc ng êi ta ®¸nh gi¸ ë nhiÖt ®é lμ 1500C lμ ® îc thÓ hiÖn trong b¶ng 6.1. Chóng ta thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n cho mét c¸i hå t ëng t îng víi mét diÖn tÝch bÒ mÆt lμ 10 ha t ¬ng ® ¬ng víi 100.000 m2 ë nhiÖt ®é lμ 1500C (t ¬ng øng víi 2880K). Tæng nång ®é PCB trong kh«ng khÝ ® îc gi¶ ®Þnh lμ 0.1 ng/m3, trong khi ®ã ë n íc lμ 0.5 ng/l. Sè liÖu trong b¶ng 6.1 ®· thÓ hiÖn vμ ® îc dïng ®Ó suy ra tèc ®é thay ®æi cña sù bèc h¬i, sù hÊp thô, sù l¾ng ®äng ít vμ sù l¾ng ®äng kh«. 6.8.1 B íc 1: §Æc tÝnh ho¸ lÝ B íc ®Çu tiªn lμ tÝnh H vμ KAW ®ang sö dông trong ph ¬ng tr×nh (3) vμ ph ¬ng tr×nh (4), tÝnh tan trong n íc lμ 500x10-6 g/m3 hoÆc 1,39x10-6 mol/m3: H = 25x10-6/1,39x10-6 = 18 Pa m3/mol KAW = H/RT = 18/(8,314x288) =0,0075 ë sù c©n b»ng nång ®é cña vËt chÊt trong n íc sÏ gÊp 133 lÇn (1/KAW) trong kh«ng khÝ. Nh÷ng tØ sè nh vËy lμ mét d¹ng gièng nh c¸c h¹t PCB t ¬ng øng. 6.8.2 B íc 2: C¸c hÖ sè di chuyÓn khèi 285 http://www.ebook.edu.vn
Tõ nh÷ng sù t ¬ng quan vËn tèc giã vμ khuÕch t¸n vËt chÊt nã cã thÓ ®¸nh gi¸ ® îc hÖ sè KW lμ b»ng 0,05 m/h vμ KA lμ 5 m/h. Chóng ta khi ®ã sö dông ph ¬ng tr×nh (11) ®Ó ®Þnh nghÜa ®é chÝnh x¸c cña hÖ sè di chuyÓn khèi KOW nh sau: KOW = (1/KW +1/(KAKAW))-1 = (20+26.7)-1 =0,0215 m/h TÝnh ®èi kh¸ng trong m«i tr êng n íc vμ do ®ã sÏ lμ 20 h/m, trong khi ë trong kh«ng khÝ lμ 26,7 h/m, tæng toμn bé lμ 46,7 h/m. §èi kh¸ng trong kh«ng khÝ lμ chiÕm 57% so víi toμn bé. Do vËy c¶ KA vμ KW ®Òu ® îc biÕt rÊt chÝnh x¸c. B¶ng 6.1: §¸nh gi¸ ®Æc tÝnh cña PCB 169 c©n b»ng ë nhiÖt ®é 1500C ( cña Mackay 1992) Träng l îng ph©n tö (g/mol) 361 §iÓm tan (0C) 202 25.10-6 ¸p suÊt bay h¬i r¾n(Pa) Sù hoμ tan c¸c tinh thÓ r¾n (g/m3) 5.10-4 HÖ sè logKOW 7.0 6.8.3 B íc 3: Sù hÊp thô trong kh«ng khÝ vμ n íc 6.8.3.1 Kh«ng khÝ §iÒu cÇn thiÕt ®Ó ®¸nh gi¸ mét phÇn cña vËt chÊt hoμ tan trong n íc lμ tÝnh hoμ tan trong n íc hoÆc kh«ng khÝ (vÝ dô trong viÖc t¹o thμnh khÝ) nh biÓu hiÖn tõ sù kÕt hîp víi c¸c h¹t. §iÒu nμy rÊt cã lîi trong viÖc lμm thÝ nghiÖm ®Ó ®o tæng l îng nång ®é vμ nång ®é sau khi läc. NÕu chØ biÕt ®Õn tæng l îng nång ®é th× hÖ sè chuyÓn ®æi cã thÓ ® îc ®¸nh gi¸ nh nh lμ khi m« t¶ tr íc ®©y vμ sù hoμ tan vμ sù hÊp thô ®· ® îc suy ra tõ tÝnh to¸n nång ®é hÊp thô. Mackay vμo n¨m1986 ®· ®Ò xuÊt vμ sö dông sù t ¬ng quan hÖ sè chuyÓn ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ sol khÝ kh«ng thø nguyªn, ® îc suy ra tõ chÊt láng ® îc lμm l¹nh d íi nhiÖt ®é ng ng tô, ¸p suÊt bay h¬i cña chÊt láng PLS . Trong tr êng hîp nμy tØ sè kh«ng æn ®Þnh hay tØ sè ¸p suÊt bay h¬i cña chÊt r¾n ( PSS ) ®èi víi chÊt láng ( PLS ) lμ 0.0122 ® îc ®¸nh gi¸ tõ ®iÓm tan ch¶y sö dông biÓu thøc: PSS / PLS Exp[ 6.79(TM / T 1)] 0.0122 ë ®©y TM lμ ®iÓm tan ch¶y (475K) vμ T lμ 288K. ¸p suÊt cña h¬i n íc chÊt láng gi¶ thiÕt lμ 0,00205 Pa vμ hÖ sè chuyÓn ®æi KOA lμ: 6 x1010 / PLS 6 x10 6 / 0.00205 2.93x10 9 K QA Ng êi ta cho r»ng mét nång ®é sol khÝ cì 30 g / m 3 vμ mËt ®é lμ 20 g/cm3 th× cho mét thÓ tÝch sol khÝ riªng lμ cì 15x10-12 lÇn c¸c phÇn nhá trong khÝ ® îc cÊu t¹o nªn, do vËy ta cã c«ng thøc sau: 1/(1+KOA.15.10-12) = 1/(1+0.044) = 0.958 vμ tÝch l¹i 4.2% l îng ®· ® îc hÊp thô t¹o thμnh sol khÝ. Do ®ã nång ®é khÝ CV cã gi¸ trÞ lμ 95.8% trong 0.1 ng/m3 hoÆc 0.0958 ng/m3. §Ó thay ®æi t ¬ng quan 286 http://www.ebook.edu.vn
cña nhãm CvTSP/Cp cã thÓ cã gi¸ trÞ lμ: 684 g / m 3 c¸i mμ con sè lóc ®Çu ® a ra lμ 30 g / m 3 cho TSP (tæng c¸c h¹t l¬ löng). TØ sè cña Cv/Cp lμ 22.8 cho ®Õn 0.0958/0.0042. Nång ®é trong c¸c h¹t sol khÝ lμ KOA Cv hoÆc 0.28 g/m3 cña c¸c h¹t mμ lín h¬n rÊt nhiÒu so víi nång ®é trong kh«ng khÝ. 6.8.3.2 N íc T ¬ng tù nh÷ng ®iÒu ®· biÕt, tæng c¸c nång ®é trong n íc mμ chóng ta cã thÓ suy ra ® îc tõ sù hoμ tan nh÷ng phÇn nhá vμ sù kÕt hîp víi c¸c h¹t r¾n. Nång ®é c¸c h¹t l¬ löng nμy ® îc t¶i ®i lμ 15g/m2. Nång ®é chÊt « nhiÔm bÞ hÊp thô cã thÓ ® îc ®¸nh gi¸ sö dông lμ hÖ sè chuyÓn ®æi c¸c bon h÷u c¬ víi møc ®¶m b¶o lμ 20% c¸c bon h÷u c¬ cã trong c¸c h¹t. KOC =0.41 KOW =0,41x107 Do vËy Kp =0.2 KOC =0.83x106 (L/kg) TØ sè cña sù hoμ tan khi ®ã cã thÓ ® îc suy ra tõ Kp vμ nång ®é h¹t l¬ löng Cs(Kg/L) khi ®ã lμ : 1 /(1 C S K P ) 1 /(1 15 x10 6 x 0.82 x10 6 ) 1 /(1 12.3) 0.075 Do ®ã nång ®é hoμ tan lμ 7,5% t ¬ng øng víi 0,5 ng/l, ... , 0,0375 mg/l. Nh ng ng îc l¹i nång ®é hÊp thô lμ 0,4625 ng/l. Quy m« ho¹t ®éng cña sù hÊp thô cã thÓ kh¸c nhau tõ khu vùc nμy ®Õn khu vùc kh¸c bªn trong hå vμ gi÷a c¸c hå víi nhau phô thuéc vμo c¸c h¹t tù nhiªn vμ nhu cÇu tho¶ m·n c¸c bon h÷u c¬ cña chóng. 6.8.4 B íc 4: VÞ trÝ c©n b»ng Nång ®é cña PCB trong kh«ng khÝ ë møc c©n b»ng víi nång ®é hoa tan cña 0,0375 ng/l lμ KAW vμ CW hoÆc 0,00028 ng/l hoÆc 0,28 ng/m3. §iÒu nμy lín h¬n h¼n so víi nång ®é khÝ thùc, cña 0,0985 ng/m3 b»ng nh©n tè 2.9. Do vËy hÖ thèng nμy kh«ng® îc c©n b»ng, n íc ® îc ®¸nh gi¸ cã ®é muèi lín b»ng c¸i nh×n ®èi víi kh«ng khÝ vμ th«ng l îng khuÕch t¸n hoÆc sù bèc h¬i tõ n íc vμo kh«ng khÝ. 6.8.5 B íc 5: Tèc ®é cña sù bay h¬i vμ sù l¾ng ®äng Tèc ®é cña sù bay h¬i tÜnh hay tèc ®é cña sù bay h¬i nãi chung VL trõ ®i tèc ®é cña sù hÊp thô AD cã thÓ ® îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n tr¹ng th¸i c©n b»ng theo ph ¬ng tr×nh (10): VL - AB = KOWA(CW -CA/KAW) = 0,1215.105(0,0375.1-6-0,0958.10-9/0,075) = 53,2.10-6 g/h =0,466 g/n¨m §©y lμ sù kh¸c nhau thùc tÕ gi÷a tèc ®é bèc h¬i nãi chung lμ 80,6 vg/h hoÆc 0,706 g/n¨m vμ sù hÊp thô lμ 27,4 vg/h hoÆc 0,240 g/n¨m nãi riªng. Mμ chung ta cßn ®¸nh gi¸ tèc ®é cña qu¸ tr×nh l¾ng ®äng. Ng êi ta cho r»ng vËn tèc l¾ng ®äng kh« lμ 0,3 cm/s hoÆc 10,8 m/h th× tèc ®é c¸c h¹t l¾ng ®äng ® îc sö dông ë 287 http://www.ebook.edu.vn
ph ¬ng tr×nh (11) sÏ lμ 10,8 m/h x105x10-12 m3 h¹t/m3 Kh«ng khÝ = 16,2.10-6 m3/h hoÆc 0,142 m3/n¨m Bëi v× nång ®é trªn c¸c h¹t lμ 0,28 g/1m3 th× tèc ®é l¾ng ®äng kh« DD sÏ lμ: DD = 0,142.0,28 =0,0397 g/n¨m Ng êi ta cho r»ng c êng ®é m a lμ 0,8 m/n¨m vμ hÖ sè sμngläc lμ 200.000 th× tèc ®é l¾ng ®äng ít sÏ lμ DW: DW = 200.000x0,8m/n¨m x105m2x15x10-12x0,28g/m3 = 0,0672g/n¨m. Do ®ã toμn bé tèc ®é thay ®æi tõ kh«ng khÝ ®Õn n íc (l¾ng ®äng vμ hÊp thô c¶ kh« vμ ít) ®Òu cã gi¸ trÞ lμ 0,347 g/n¨m Ýt h¬n tèc ®é bay h¬i nãi chung lμ 0,706 g/n¨m. V× vËy chóng ta thÊy cã mét t×nh huèng nμy lμ sù thay ®æi thùc tõ n íc vμo kh«ng khÝ hoÆc sù bèc h¬i thùc tÕ lμ 0,359 g/n¨m, sù thay ®æi v ît møc tõ n íc vμo kh«ng khÝ thùc tÕ ® îc ®¸nh gi¸ bëi nh÷ng thay ®æi trùc tiÕp cña vËt chÊt ®Õn hå. Mét ch ¬ng tr×nh tÝnh to¸n ® îc ®Ò xuÊt ra tõ qu¸ tr×nh tÝnh ban ®Çu bëi Mackay 1991. 6.9 Vai trß cña sù trao ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc trong c©n b»ng khèi l îng ë hå Khi xem xÐt ë mét vμi khÝa c¹nh nhá th× th«ng l îng dßng ch¶y di chuyÓn qua bÒ mÆt x©m thùc cña kh«ng khÝ vμ n íc khi ®ã cã thÓ coi nh lμ mét bøc tranh lín trong khèi c©n b»ng cña toμn bé hå. Nh÷ng khu vùc thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc nμy ë trong mét bèi c¶nh däc theo nh÷ng qu¸ tr×nh kh¸c nh lμ sù ph¶n øng, trÇm tÝch vμ qu¸ tr×nh ch¶y tho¸t n íc, còng nh víi tèc ®é thay ®æi tõ nÒn c«ng nghiÖp, nh c¸c thμnh phè, thÜ x· vμ vμ c¸c nguån c«ng nghiÖp kh¸c. Theo nguyªn lÝ th× nh÷ng qu¸ tr×nh thay ®æi tèc ®é cã thÓ ® îc kÕt hîp ®Ó cho tèc ®é thay ®æi trong khèi vËt chÊt trong n íc cña hå (MKg) ® îc ®¸nh gi¸ nh sau: d(M)/dt = l îng nhËp vμo - l îng ®i ra = (DW + DD + AB + I + E) - (VL + RX + O + S) (20) ë ®©y: l îng nhËp vμo lμ tèc ®é cña sù l¾ng ®äng ít vμ kh« (DW vμ DD), A lμ sù hÊp thô, I lμ l îng n íc ®Õn hå, E lμ l îng n íc thay ®æi trùc tiÕp, Qu¸ tr×nh lμm mÊt n íc bao gåm: VL lμ sù bay h¬i n íc bÒ mÆt, RX lμ sù mÊt n íc do ph¶n øng, O lμ l îng n íc tho¸t ®i, vμ S lμ trÇm tÝch thùc. Mèi quan hÖ trong tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh lμ trë nªn s¹ch tr¬n. §iÒu ®ã cã thÓ lμm râ ® îc tÝnh kh¸c biÖt cña mét sè ph ¬ng tr×nh hoÆc ph©n tÝch ®Ó ®¸nh gi¸ nh÷ng thay ®æi lÞch sö hoÆc t¸c ®éng trong t ¬ng lai cña khèi vËt chÊt trong n íc. Vμ kÓ tõ ®©y nång ®é trong n íc vμ khu sinh vËt cña chóng sÏ tån t¹i. Mét sù phª b×nh quan träng vÒ sè l îng nμy ®· thu ® îc tõ sù ph©n tÝch, lμ kh¶ n¨ng thay ®æi qu¸ tr×nh phôc håi l¹i cña hå, ®ã lμ kÕt qu¶ cña sù ®iÒu chØnh ®o ®¹c ®Ó suy ra qu¸ tr×nh x©m nhËp cña n íc vμo hå. PhÇn cßn l¹i cña chñ ®Ò nμy lμ mét vμi tr êng hîp nghiªn cøu cô thÓ c¸i mμ 288 http://www.ebook.edu.vn
thùc tÕ ®· ® îc minh ho¹ vμ lμm râ b»ng quan s¸t toμn bé bëi c©n b»ng khèi l îng hå vμ nh÷ng tr êng hîp ®Æc biÖt trong sù thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc. 6.10 Nh÷ng tr êng hîp nghiªn cøu Vai trß cña sù thay ®æi kÐp gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc nh lμ PCBS, PAHS vμ HCHS (hexancloxiclohexan) ë trong vßng tuÇn hoμn « nhiÔm m«i tr êng sèng trong n íc mμ míi ®©y chØ ® îc nghiªn cøu theo mét kiÓu t ¬ng quan (theo Mackay 1979, Maveety vμ Hites 1988, Achman 1993 vμ Mcconnell 1993) mμ c¸c nhμ khoa häc ®· ¸p dông dùa vμo sù thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc bao gåm viÖc ®¸nh gi¸ vËt ch¸t cña c©n b»ng khèi l îng vμ viÖc tÝnh c¬ së th«ng l îng dßng ch¶y trªn cïng ®Þnh nghÜa nång ®é kh«ng khÝ vμ n íc vμ ®Òu liªn quan ®Õn m«i tr êng nh lμ tèc ®é giã. 6.10.1 Khèi c©n b»ng ë hå Siskiwit thuéc ®¶o Hoμng gia Isle Hites vμ Coworkers (Meveety vμ Hites 1998) (Swackhamer 1988) ®· ®ång ý r»ng c©n b»ng khèi l îng cña l îng nhËp vμo vμ tho¸t ra cña PAHS vμ PCBS ë hå Siskiwit thuéc ®¶o Hoμng gia Isle ®· ®Þnh vÞ ë c¬ së trung t©m cña vïng hå hÎo l¸nh Superior. §Æc ®iÓm vμ néi dung cña hå Ensure lμ vËt chÊt chiÕm u thÕ h¬n bëi khÝ quyÓn. Qu¸ tr×nh ®o m a vμ tuyÕt, khÝ vμ sol khÝ cña khÝ quyÓn, thÓ tÝch n íc vμ nång ®é tho¸t ra lμ c¬ së tu©n theo theo mïa, còng gièng nh lμ nång ®é trÇm tÝch bÒ mÆt, cho phÐp viÖc tÝnh to¸n ph©n c«ng tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ liªn quan cña c©n b»ng khèi l îng theo ph ¬ng tr×nh (20), ngo¹i trõ tèc ®é l¾ng ®äng kh« UD vμ toμn bé hÖ sè di chuyÓn khèi KOW c¶ hai sù liªn quan nμy ph¶i ® îc tÝnh cô thÓ tõ nh÷ng t ¬ng quan kh¸c nhau theo nh theo tμi liÖu cña Mackay vμ Yuen 1983, Schwarzenbanh 1993 hoÆc cã thÓ ® îc ®¸nh gi¸ tõ tr íc trong c©n b»ng khèi l îng. B»ng chøng minh chÝnh x¸c ph©n tö cã träng l îng thÊp nh lμ PAHS vμ PCBS ® îc biÕt ®Õn tõ qu¸ tr×nh tån t¹i ë pha thÓ khÝ (Cp lμ kh«ng ® îc quan t©m). Khèi c©n b»ng chÝnh KOW vμ trong nh÷ng thay ®æi th«ng l îng dßng ch¶y gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc. Nh÷ng hîp chÊt nμy ® îc biÕt ®Õn lμ chóng ®· tån t¹i tõ rÊt l©u trong c¸c pha h¹t r¾n (c¸c m¶nh cã träng l îng cao ph©n tö), chÝnh UD vμ sù l¾ng ®äng ®· t¹o thμnh kho th«ng l îng dßng ch¶y. Toμn bé pha láng cã nång ®é di chuyÓn khèi ® îc ®¸nh gi¸ lμ kho¶ng 0,1 vμ 0,18 m/ngμy. §èi víi tõng PCBS vμ PAHS t ¬ng øng, c¸c thÓ tÝch nμy lμ thÝch hîp víi sù tiÕp cËn cho tr íc vμ sù kh¸ng cù l¹i lμ v ît h¬n h¼n bëi sù di chuyÓn ngang qua pha láng. Theo ®¸nh gi¸ hμng n¨m th× vËn tèc trung b×nh l¾ng ®äng kh« lμ cì kho¶ng 0,16 ®èi víi PCBS vμ 0,99 ®èi víi PAHS. Nh÷ng sù kh¸c nhau nμy gÇn ®©y kh«ng thÓ dÔ dμng gi¶i thÝch ® îc nÕu kh«ng dÔ g× thay ®æi khèi c©n b»ng hoÆc kh¸c nhau thùc ë trong ho¸ häc cña khÝ quyÓn. §Æc biÖt ë gi÷a c¸c hîp chÊt ® îc nã bao hμm. 289 http://www.ebook.edu.vn
Vμo lóc nμy th× vÞ trÝ c¸ch biÖt cña nã ®· ® îc hoμn toμn thu hÑp l¹i, n¬i mμ vËn tèc l¾ng ®äng kh« lμ 0,2 cm/s t ¬ng øng ®èi víi sol khÝ lμ 1/1000000 m. H×nh 6.6 Sù ®¸nh gi¸ th«ng l îng cña ®ång lo¹i PCB tíi vμ tõ hå Siskiwit. Pháng theo tõ Swackhamer cïng céng sù (1988) L îng nhËp vμ l îng xuÊt ®èi víi mét vμi c¸ thÓ cña PCBS vμ PAHS ®· ® îc cho trong h×nh 6.6 vμ h×nh 6.7, l îng nhËp PCB vμo trong hå Siskiwit lμ v ît tréi bëi qu¸ tr×nh l¾ng ®äng ít tõ m a vμ tuyÕt víi mét sù ph©n phèi rÊt nhá tõ sù l¾ng ®äng cña c¸c h¹t kh«. L îng tho¸t ra khái hå b»ng qu¸ tr×nh bèc h¬i lμ rÊt lín. §Æc biÖt lμ ®èi víi c¸c ph©n tö cã träng l îng thÊp cïng tÝnh chÊt. Toμn bé PCBS ®· bÞ mÊt ®i bëi l îng bèc h¬i ®Õn gÇn 8,5 vg/m2/n¨m, tr¸i l¹i lμ sù l¾ng ®äng xuèng hå lμ 5,6 vg/m2/n¨m, ®iÒu nμy lμ chªnh lÖch rÊt râ rÖt gi÷a qu¸ tr×nh bèc h¬i vμ qu¸ tr×nh l¾ng ®äng. §èi víi l îng nhËp PAHS lμ rÊt lín do sù l¾ng ®äng cña c¸c h¹t kh« víi sù ph©n bè l îng m a vμ tuyÕt Ýt h¬n h¼n so víi c¸c con ® êng kh¸c. ViÖc mÊt PAHS do bèc h¬i lμ rÊt lín ë hå Siskiwit bëi nh÷ng phÇn tö cã träng l îng nhá, ®Æc biÖt nh lμ Phenanthrene, flourene vμ Pyrene nh ng ®iÓn h×nh nhÊt vÉn lμ mÊt l îng t ¬ng ®èi nhá ®èi víi hîp chÊt cao ph©n tö nh lμ PAHS. Trong tr êng hîp nμy vai trß cña sù bèc h¬i lμ bÞ gi¶m xuèng cïng víi ®ã lμ ¸p suÊt bay h¬i còng gi¶m, ®ã lμ mét ®Æc ®iÓm chung nhÊt vÒ sù nghiªn cøu míi ®©y. §©y lμ ®iÒu ® îc quy cho sù t¨ng qu¸ tr×nh hÊp thô cña vËt chÊt ®èi víi c¸c sol khÝ cña khÝ quyÓn vμ c¸c thÓ h¹t cña 290 http://www.ebook.edu.vn
n íc. H×nh 6.7 Sù ®¸nh gi¸ th«ng l îng cña PAHs tíi hå Siskiwit. Pháng theo tõ McVeety vμ Hites (1988) 6.10.2 C©n b»ng khèi l îng cña hå Superior Con ® êng kh¸c ®Ó chøng tá sù quan träng cña qu¸ tr×nh bèc h¬i lμ so s¸nh chóng víi l îng nhËp vμo kh¸c vμ qu¸ tr×nh tæn thÊt trªn toμn bé tØ lÖ hå ®· ® îc ®¸nh gi¸ bëi Jeremiason 1994. Chóng ®· ® îc sö dông ®Ó ghi l¹i sù gi¶m cña nång ®é PCB trong dung tÝch n íc cña hå Superior tõ n¨m 1978 - 1992. §Ó dÉn hÖ thèng khèi c©n b»ng, hå Superior lμ mét vÝ dô ®iÓn h×nh ® êng dÉn khÝ quyÓn trong hÖ thèng ë d íi n íc. Bëi v× nh÷ng hå lín nμy cã mét quan hÖ chÆt chÏ víi c¸c vïng lßng ch¶o nhá vμ nh÷ng sù tiÕp nhËn nhiÒu h¬n 60% so víi l îng n íc nhËp vμo bëi gi¸ng thuû trùc tiÕp trªn bÒ mÆt n íc cña hå. Cã mét vμi nguån vËt chÊt kh¸c so víi sù l¾ng ®äng cña khÝ quyÓn vμ sù t¸c ®éng gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc. Nång ®é PBC trong n íc gi¶m tõ 2,4 ng/l n¨m 1980 xuèng cßn 0,18 ng/l n¨m 1992. T ¬ng øng víi viÖc mÊt 26000 kg PCBS víi mét tèc ®é cho phÐp ®Çu tiªn kh«ng ®æi lμ 0,2 /1 n¨m. Mét khèi c©n b»ng cña PCBS trong hå Superior khi ®ã sÏ ® îc thiÕt lËp ®Ó t×m ra nguån gèc PCB ®· bÞ biÕn mÊt khi nμo trong hÖ thèng. ë nh÷ng khu vùc kh¸c th× PCBS ®· ®i ®©u? Sù thÓ hiÖn ë b¶ng 6.2 lμ l îng nhËp vμ tho¸t cña PCBS trong hå Superior ®èi chiÕu víi n¨m 1986, n¨m mμ l îng PCB bÞ mÊt ®i tõ cét n íc ®· ® îc tÝnh to¸n lμ xÊp xØ 291 http://www.ebook.edu.vn
1800 kg lμ ®· tr¶i qua l îng tho¸t ®i nhiÒu h¬n l îng nhËp vμo. B¶ng 6.2: §¸nh gi¸ l îng nhËp vμo vμ tho¸t ra cña PCBS ®èi víi hå Superior n¨m 1986 (Cña Jeremiason 1994) L îng nhËp vμo Kg/n¨m L îng tho¸t ®i Kg/n¨m Ch¶y ra s«ng 110 Kh¸c 41 Ch¶y tho¸t ®I 60 L¾ng ®äng kh« 32 TrÇm tÝch 110 L¾ng ®äng ít 125 Bèc h¬I 1900 Tæng 308 Tæng 2070 b. M¹ng l íi bèc h¬i = Sù bèc h¬i - Sù hÊp thô = L îng nhËp - L îng tho¸t + L îng tæn thÊt ë b¶ng 6.2 ®· chØ râ r»ng cø 60 kg mÊt ®i do sù tho¸t ra cña hå vμ 100 kg mÊt ®i do sù båi l¾ng cña trÇm tÝch, cho phÐp sù thiÕu hôt lμ 1900 kg c¸i mμ ® îc quy cho lμ bèc h¬i. Ng êi ta cho r»ng l îng nhËp vμo vμ tho¸t ra cña PCBS lμ Constrained kh«ng cao h¬n b»ng, do sù biÕt ®Õn mùc cña dßng s«ng, municipal, vμ sù l¾ng ®äng ít vμ kh« cña khÝ quyÓn còng nh lμ sù gi¶m nång ®é dung tÝch cña n íc; ViÖc mÊt ®ã ph¶i ® îc quy cho lμ qu¸ tr×nh bèc h¬i. §ã lμ sù ph¸t hiÖn hîp lÝ, lμ sù bèc h¬i thiÕu hôt v ît qua th× trÇm tÝch sÏ mÊt ®i bëi nh©n tè 17: VËt chÊt h÷u c¬ thuû sinh nh lμ PCBS cã tØ träng lín lμ KOW vμ nh÷ng mèi quan hÖ csao h¬n ®èi víi c¸c h¹t giμu c¸c bon h÷u c¬. MÆc dï sù ph©n phèi cña PCBS ®Õn khu vùc thuû sinh lμ rÊt cã hiÖu qu¶íngù s¸t nhËp cña chóng vμo trong trÇm tÝch lμ b»ng kh«ng. Nã ®· chÊm døt quan hÖ quan träng gi÷a bèc h¬i víi c¸c qu¸ tr×nh tæn thÊt kh¸c. §· ® îc quy cho phÇn lín viÖc chøa kh«ng hiÖu qu¶ cña PCBS trong trÇm tÝch cña hå, do ®ã lμm t¨ng qu¸ tr×nh c tró cét n íc ë nh÷ng hå lín n¬i mμ trÇm tÝch bÞ vïi lÊp lμ cã hiÖu qu¶ h¬n nh lμ mét kÕt qu¶ cña con ® êng vïi lÊp trÇm tÝch. Mét sù phï hîp h¬n trong toμn bé sù mÊt n íc cã thÓ ® îc coi lμ sù bèc h¬i, c¶ hai vÝ dô rÊt ch¾c ch¾n vÒ ®iÓm tuyÖt ®èi vμ quan hÖ quan träng cña bèc h¬i víi tÊt c¶ c¸c vßng tuÇn hoμn « nhiÔm cña hå. 6.10.3 Sù thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc ë vÞnh Green thuéc hå Michigan Nh ®· ph¸c ho¹ tõ tr íc ë trong c¸c mÉu vËt tÝnh to¸n, ng êi ta cã thÓ sö dông th«ng tin ®ã lμ ®Æc tÝnh lÝ ho¸, nång ®é vμ ®iÒu kiÖn m«i tr êng ®Ó suy ra trùc tiÕp tèc ®é thay ®æi gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc ë trong nh÷ng ®IÒu kiÖn ®Æc biÖt. Achman 1993 ®· xem xÐt sù thay ®æi cña PCBS gi÷a kh«ng khÝ vμ n íc ë vÞnh Green thuéc hå Michigan. Mét vïng cöa s«ng n íc tÜnh rÊt réng, giμu dinh d ìng, t ¬ng ®èi n«ng vμ cã ®é « nhiÔm cao bëi PCB ®· x©m nhËp vμo tõ rÊt l©u qua s«ng Fox. §é dèc cña PCB tõ phÝa nam (gÇn s«ng th¸ng) ®Õn phÝa b¾c (biªn giíi víi hå Michigan). N íc xuÊt lé vμ nång ®é trÇm tÝch cña PCBS lμ gi¶m do mét l îng lμ 200 lÇn. Theo Achman 1993 ®· s u tÇm c¸c mÉu kh«ng khÝ (pha khÝ) vμ n íc (pha hoμ tan) ®ång thêi «ng ®i trªn mét c¸i thuyÒn c¸nh 292 http://www.ebook.edu.vn