Sn

1
Pohyb kontaminantu v pudách
2
Sorpce v pude a v sedimentech
A Absorpce do amorfní organické hmoty
(non-aqueous phase liquid, NAPL) B Absorpce do
kondenzované organické hmoty (soil organic
matter, SOM) C Adsorpce na vlhké povrchy
organické hmoty D Adsorpce na vlhké minerální
povrchy E Adsorpce na minerály s mikropóry
(napr. zeolity)
3
Sorpce na ruzných pudách
Sorpce fenantrenu na ruzných pudách a
sedimentech Proc je sorbované množství ruzné?
Prícinou je ruzný obsah organické hmoty (organic
matter, OM)
4
KOC

• Particní proces
• Aw ? Aoc nebo Aw ? Aom nebo Aw ? As
• Particní koeficient voda organický uhlík
• Koc má jednotku l/kg
• (litry vodného roztoku na kilogramy organického
  uhlíku)
• jde o tendenci látky precházet z vody do
  organické složky pudy
• oc organický uhlík (organic carbon)
• om organická hmota (organic matter)
• s puda (soil)

5
Kd (alt. oznacení Kp), Kom , Koc

• Vztah mezi Koc a Kd (Kp)
• foc (fom) je vlastnost pudy
• organická hmota je asi z 50 uhlík
• foc 0.5 fom
• Koc 2 Kom

6
foc a fom

• Merení foc a fom
• Spalováním organické hmoty v peci (450?C 24 h) a
  urcení rozdílu hmotností
• Chemickou oxidací organické hmoty napr.
  manganistanem a IC detekcí vzniklého CO2
• Typické hodnoty fom
• Rašelina vetšina organické hmoty, fom 0.5 až
  1.0
• Pudy závisí na vrstve, fom 0.01 až 0.5
• Vodní sedimenty vetšina organické hmoty
  mineralizována, fom 0.00001 až 0.05

7
Odhad Koc

• logKoc je prímo úmerné logKow(particní
  koeficient voda oktanol)
• log Koc 1.00 log Kow 0.21
• logKoc je prímo úmerné logCwsat (rozpustnost
  látky ve vode)log Koc -0.54 log xwsat 0.44

Karickhoff et al. (1979, Water Research 13,
241-248)
8
Odhad Koc
log Koc 4.04 - 0.557 log Cwsat (?M)
Chiou et al. (1979, Science 206, 831-832)
9
Odhad Koc

• Detailnejší korelacní vztahy Koc Kow

Compounds a b
Alkylated and chlorinated benzenes, PCBs 0.74 0.15
PAHs 0.98 -0.32
Chlorinated phenols 0.89 -0.15
C1 and C2 halocarbons 0.57 0.66
only chloroalkanes 0.42 0.93
only chloroalkenes 0.96 -0.23
Brominated compounds 0.50 0.81
Phenylureas 0.49 1.05
10
Príklady
Vypocítejte sorpcní koeficient benzenu v
sedimentu, je-li v literature nalezená hodnota
logKoc pro benzen 1.58 a v sedimentu je kolem 2
procent organické hmoty. Kd Koc foc 10logKoc
fom/2 101.58 0.02/2 0.38 l/kg
Odhadnete sorpcní koeficient m-chlorophenolu z
distribucního koeficientu Kow (napr. na
http//logkow.cisti.nrc.ca/logkow/search.html
). Doporucená hodnota logKow 2.50 logKoc 0.89
logKow 0.15 2.08 Literární hodnota logKoc
2.54 chyba 10logKocodhad / 10logKoclit 0.35,
chyba odhadu je 65
11
Mechamismy sorpce
Ruzné formy vztahu pro absorpci do
organického uhlíku
Platí pouze pro neutrální (hydrofobní)
organické látky foc gt 0.001 se obecne považuje
za hranici použitelnosti, jinak dominuje sorpce
na površích anorganických složek, popr. sorpce
spojená s chemickou reakcí (chemisorpce).
12
Mechamismy sorpce
13
Adsorpce
Sorpce na povrchu pudních cástic je adsorpce.
Experimentální data o adsorpci jsou zpravidla
vyjadrována ve forme adsorpcní izotermy
závislosti adsorbovaného množství na parciálním
tlaku (v prípade adsorpce z plynné fáze) nebo na
koncentraci (v prípade roztoku). Freundlichova
izoterma

alt. Langmuirova
izoterma n, popr. a, b jsou konstanty
14
Exponent Freundlichovy izotermy pri ruzných
mechanismech adsorpce, príklad adsorpce s absorpcí
Kd particní koeficient puda - voda (l/kg) fOC
podíl organického uhlíku v pude
(kgOC/kgpuda) KOC distribucní koeficient
organický uhlík voda (l/kgOC) fBC podíl pevné
fáze, na které probíhá adsorpce
(kgBC/kgpuda) KBC adsorpcní koeficient pevná
fáze - voda (µg/kgBC/µg/ln) Cw koncentrace
ve vode (µg/L) n exponent ve Freundlichove
izoterme
15
Pohyb težkých kovu v pude, závislost na pH
16
Limitní obsah težkých kovu v pude (celkový obsah
v mg na 1 kg sušiny, výluh lucavkou královskou)