挥发作用

由水中的溶解态转变形成气态进入大气的过程

水体中有机污染物的挥发作用主要是指其由水中的溶解态转变形成气态进入大气的过程。挥发作用是有机污染物在水环境中迁移的一个重要途径。污染物的性质、水文和气象条件都会影响挥发过程的进行。

简介

许多有机物，特别是卤代脂肪烃和芳香烃，都具有挥发性，从水中挥发到大气中后，其对人体健康的影响加速，挥发作用是有机物质从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。在自然环境中，需要考虑许多有毒物质的挥发作用。挥发速率依赖于有毒物质的性质和水体特征。如果有毒物质具有“高挥发”的性质，那么显然在影响有毒物质的迁移转化和归趋方面，挥发作用是一个重要的过程，但即便毒物的挥发较小时，挥发作用也不能忽视。

亨利定律

挥发通常可以用亨利定律描述。亨利定律是指一定温度下，物质在气一液两相间达到平衡时，溶解于液(水)相的浓度与气相中浓度(或分压)成正比，线性关系的斜率定义为亨利常数，其表达式为

式中， ——污染物在水面大气中的平衡分压，Pa； ——污染物在水相中的平衡浓度，mol/m3，

——亨利常数，Pa·m3/mol；

通常情况下， >102Pa·m3/mol的化合物属于高挥发性化合物，而 <1 Pa·m3/mol的化合物属于低挥发性化合物。

挥发速率

水体中有机物的挥发速率可用下面的方程来表示：

式中：C为溶解相中有机物的浓度；Kv为挥发速率常数；Z为水体的混合深度；P为有机物在大气中的分压；

KH为亨利常数。

在多数情况下，有机污染物在大气中的分压可忽略不计，Kv‘代替-KV/Z，因此上式可简化为

由上述方程式可知，有机污染物在水体中的挥发过程符合一级动力学方程，挥发速率与水体中所溶解的有机污染物浓度成正比。

应用

环境中易挥发的重金属主要有汞及其化合物。通常情况下，有机汞的挥发性大于无机汞。有机汞中甲基汞和苯基汞的挥发性最大，无机汞中碘化汞的挥发性最大，硫化汞最不易挥发。环境中易挥发的有机污染物种类很多，大部分的小分子卤代脂肪烃及芳烃化合物都具有很强的挥发性。例如，美国国家环境保护局确定的114种优先控制的有机污染物中，具有显著挥发性的有31种，约占27%。虽然这些有机物也能被微生物不同程度地降解，但在流速较快的河流中，挥发到大气中是它们的主要迁移途径。除了污染物的亨利常数外，污染物从水体中的挥发也受水体的水深、流速等影响，在浅而流速较快的河流中挥发速率较大。

在实际污(废)水处理过程中，人们常利用某些污染物易挥发的特性，将它们从水体中驱赶出来，以降低水环境污染的风险。常见的处理技术有吹脱、汽提、曝气等。一些污染物在水中的难挥发形态，也可以通过简单的化学处理将它们转化为易挥发形态，然后采用上述技术处理。例如，废水中的NH4+：通常可以加入NaOH或Ca(OH)2等将pH调节到碱性使其转化为易挥发的NH3，然后通过吹脱、曝气等技术去除。

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