Влияние влажности воздуха на распределение летучих примесей между поверхностью твердых аэрозолей и атмосферой

Abstract

Для описания зависимости коэффициента распределения летучих органических примесей в системе поверхность атмосферной частицы/воздух при изменении относительной влажности воздуха использована теория полимолекулярной адсорбции из бинарной смеси газов. Получено эмпирическое соотношение для оценки параметров этой зависимости на основании теплот адсорбции воды, примесей на поверхности частиц и теплот их испарения. Предложенные уравнения адсорбции на дискретно-неоднородной поверхности материалов по свободным энергиям адсорбции примесей и количественное соотношение «структура – активность» между свободными энергиями адсорбции примесей на поверхности компонентов минеральных частиц и дескрипторами структуры молекул примесей позволяют удовлетворительно описать зависимость коэффициента распределения многих примесей при изменении относительной влажности воздуха в области ее высоких значений на основании коэффициентов, полученных для поверхностей сухого материала и воды.

Для того, щоб описати залежності коефіцієнта розподілу летких органічних домішок у системі поверхня атмосферної частинки/повітря при зміні відносної вологості повітря застосовано теорію полімолекулярної адсорбції з бінарної суміші газів. Отримано емпірічне співвідношення для оцінки параметрів цієї залежності на підставі теплот адсорбції води, домішок на поверхні частинок і теплот їх випаровування. Запропоновані рівняння адсорбції на дискретно-неоднорідній поверхні материалів по вільним енергіям адсорбції домішок і кількісне співвідношення «структура – активність» між вільними енергіями адсорбції домішок на поверхні компонентів мінеральних частинок і дескріпторами структури молекул домішок дозволяють задовільно описувати залежність коефіцієнта розподілу різних домішок при зміні відносної вологості повітря в області її високих значень на підставі коефіцієнтів, отриманих для поверхонь сухого матеріалу та води.

The Hill’s theory of polymolecular adsorption from binary gas mixture was used to describe the dependence of partition coefficient of organic trace gases between atmospheric particulate’ surface and air (KP) on the air’ relative humidity (RH). An empirical relationship was derived to estimate the parameters of the dependence as a function of the adsorption heats of water and the gas on the particulate surface as well as of their evaporation heats. The proposed expression for adsorption on the discrete heterogeneous surface over the free adsorption energies of the gas and qualitative “structureactivity” relationship (QSAR) between free adsorption energies of the gases on the surface of components of mineral particulates and molecular descriptors of the gases structure makes it possible to describe the dependence of the KP value for various gases on the RH in area of its high values with reasonable accuracy on basis of the QSAR’ coefficients for dry particulate’ surface and water.