| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Udvikling af metode til testning af udvaskning af organiske stoffer fra jord og restprodukter

Eksempel på fasefordelingsberegning

Hvis man kender begyndelsesværdien i jorden, som det er tilfældet i beregning nr. 1, 2 og 4, forløber beregninger som vist i det følgende.

Den totale koncentration til start fordeler sig efter følgende massebalance, hvis der ikke er fri fase:

hvor
C_T er den oprindelig start koncentrationen i jorden (mg/kg TS)
C med indeks L, V eller J er henholdsvis koncentrationen i luften, vandet og jorden efter ligevægt
V_L er luftvolumet i systemet

V_V er væskevolumet i systemet
M er jordmængden i systemet.

Ligevægt med luft beskrives med Henrys lov:

hvor
H er Henrys konstant (fordelingen mellem luft og vand) (-).

Fordelingen mellem vand og jord beskrives med lineær sorptionsisoterm:

hvor
K_d er den lineære fordelingskoefficient mellem jord og vand (l/kg)

Ud fra en sammenhæng mellem henholdsvis K_oc og K_ow og henholdsvis K_d, f_oc og K_oc er følgende sammenhæng anvendt (Miljøstyrelsen 1996):

hvor
K_oc er fordelingskoefficienten mellem det organiske stof i jorden og vand
K_ow er fordelingskoefficienten mellem octanol og vand
f_oc udtrykker indeholdet af naturligt organisk stof i jorden.

Indsættes fordelingen mellem luft og vand og mellem jord og vand i den overordnede massebalance fås:

Isoleres C_V fås

I standardudvaskningssystemet er

V_L = 0,050 l
V_V = 1,88 l
M = 0,94 kg TS

Som eksempel regnes på benzen, der har følgende egenskaber
H = 0,22
log(K_OW) = 2,1

Jorden har følgende egenskaber
f_OC = 0,001
C_T =1,5 mg/kg TS
K_OC beregnes til

dvs

og K_d beregnes til

Væskekoncentrationen efter ligevægt kan nu beregens

Hvis der er fri fase vil den beregnede væskekoncentration efter ligevægt være større end opløseligeheden for stoffet. Hvis dette er tilfældet sættes væskekoncentrationen til opløseligheden og beregningerne forløber som normalt.

Koncentrationen i luften efter ligevægt beregnes vha. Henrys lov:

Koncentration på jorden efter ligevægt beregnes udefra ligevægten mellem jord og vand:

Den fordeling mellem faserne, der er vist i figur 7.1, beregnes udfra mængderne i de enkelte faser. Mængden, M_V, i væskefasen er:

Mængden i luften, M_L, er:

Mængden på jorden, M_J, er:

I alt er der:

så andelen, der er i væskefasen, er:

og i luften:

og på jorden:

Hvis der er fri fase beregnes mængden af fri fase, M_F, som følger:

hvor mængderne i væsken, i luften og på jorden er fundet ved at følgende ovenstående beregninger og bruge opløseligheden som væskekoncentration. Mængden af fri fase skal selvfølgelig også medtages når andelene i de enkelte faser beregnes.

Hvis istedet væskekoncentration ved ligevægt er kendt, som det er tilfældet i beregning nr. 3, forløber beregninger således:

For benzen er
C_V = 0,00001 mg/l

Koncentrationen i luften efter ligevægt beregnes vha. Henrys lov:

Koncentration på jorden efter ligevægt beregnes udefra ligevægten mellem jord og vand:

Mængden i væskefasen er:

Mængden i luften er:

Mængden på jorden er:

I alt er der:

Koncentrationen i jorden, der svarer til detektionsgrænsen for benzen i vand beregnes som:

Fasefordelingsberegning til Figur 7.1 Se her!

Beregning af den relative fordeling af stof mellem de tre faser (jord, vand og luft) udfra en arbitrær jordkoncentration, der ikke resulterer i fri fase. Kolonnen "Kor. konc i vand" indeholder en kontrol af om den beregnede koncentration i vandet er højere end opløseligheden, og hvis det er tilfælde benyttes opløseligheden i de resterende beregninger. Værdier i fed er enten estimeret/vurderet eller sat til 0, fordi de er ubetydelige.

Fasefordelingsberegning til Figur 7.2 Se her!

Beregning af den eluatkoncentrationen, der svarer til jordkvalitetskriterierne for de enkelte stoffer. Kolonnen "Kor. konc i vand" indeholder en kontrol af om den beregnede koncentration i vandet er højere end opløseligheden, og hvis det er tilfælde benyttes opløseligheden i de resterende beregninger.

Fasefordelingsberegning til Figur 7.3 Se her!

Beregning af den jordkoncentration, der svarer til detektionsgrænserne for de enkelte stoffer.

Fasefordelingsberegning til Figur 7.4 Se her!

Beregning af den eluatkoncentrationen, der svarer til jordkvalitetskriterierne for de enkelte stoffer. Her er benyttet et LS-forhold på 10 l/kg i modsætning til de øvrige beregninger, hvor der er benyttet et LS-forhold på 2 l/kg. Kolonnen "Kor. konc i vand" indeholder en kontrol af om den beregnede koncentration i vandet er højere end opløseligheden, og hvis det er tilfælde benyttes opløseligheden i de resterende beregninger.