Valymas, aplinkos atkūrimas ir aplinkosauginių intervencijų ribos

Intervencijai reikia apibrėžto tikslo ir medžiagos apskaitos

Valymo tikslas gali būti atskirti sudedamąją dalį, pakeisti jos cheminę formą arba sumažinti nurodytą poveikį. Nurodykite, koks galutinis rodiklis vertinamas ir kur patenka pašalinta medžiaga. Mažesnė koncentracija viename sraute nebūtinai reiškia mažesnį visos sistemos kiekį.

Apskaitykite tiekimą, išvalytą išėjimą, sulaikytą medžiagą ir kitus išėjimus suderinamu masės arba elementiniu pagrindu. Atskyrimas sukuria papildomą medžiagos srautą, kuriam reikia atskiro tvarkymo ir įrodymų.

Pašalinimui iš srauto ir galutinei anglies būsenai reikia skirtingų įrodymų

Originaliame mokomajame tik atskyrimo modelyje tiekite 300 mg pradinio junginio į du etapus su nustatytomis pašalinimo dalimis 0.650 ir 0.400. Kiekviena taikoma po ankstesnio etapo likusiam srautui; sugautas pradinis junginys nepakitęs patenka į atskirai apskaitomus liekanų srautus. Pirmasis etapas sugauna 195 mg ir palieka 105 mg. Antrasis etapas sugauna 42.0 mg ir palieka galutinį pagrindinio srauto kiekį 63.0 mg.

Visos ribos balansas užsidaro: 300=195+42.0+63.0 mg. Pašalinimo iš pagrindinio srauto dalis yra 1−63.0/300=0.790, o visos ribos mastu sunaikinto pradinio junginio kiekis lygus nuliui. Sudėjus 65.0% ir 40.0% būtų sujungti skirtingi tiekimo pagrindai ir viršyta 100%. Pakeitus tik antrojo etapo pašalinimą iki 0.700, antrasis sugautas kiekis yra 73.5 mg, galutinis pagrindinis srautas 31.5 mg, o bendras pašalinimas 0.895; pradinis junginys vis tiek tik perkeliamas.

Atskiroje originalioje anglies apskaitoje pradėkite nuo 0.750 mmol neutralaus etanolio CH₃CH₂OH, kuriame yra 1.50 mmol anglies atomų, rašomų mmol C. Palikite 0.150 mmol etanolio, atitinkančio 0.300 mmol C. Visą kitą galutinę anglį visose vaizduojamose fazėse nustatykite kaip 0.900 mmol C organiniuose produktuose ir 0.300 mmol C neorganiniame CO₂.

Anglies suma 0.300+0.900+0.300=1.50 mmol C uždaro balansą. Pradinio junginio išnykimo dalis yra 1−0.150/0.750=0.800, o nurodyta anglies mineralizacijos dalis yra 0.300/1.50=0.200. Organinių produktų kiekiai čia seka tik anglį; visa produktų atominė sudėtis, krūviai ir pavojingumas nenurodyti.

Patikslinta uždara apskaita su tuo pačiu likusiu pradiniu junginiu, bet organinių produktų 0.450 mmol C ir neorganinio CO₂ 0.750 mmol C duoda mineralizacijos dalį 0.500, kai pradinio junginio išnykimas lieka 0.800. Nė viena būsena nėra visiška mineralizacija. Tikriesiems pradinio junginio, neorganinės anglies ir bendrosios organinės anglies stebėjimams reikia suderinamos fazių ir cheminių dalelių ribos; išnykimas viename matavime negali įrodyti visos sistemos galutinės būsenos.

Cheminis virsmas skiriasi nuo visiškos mineralizacijos

Pradinis junginys gali išnykti, nors produktai išlaiko jo anglį ar kitus sekamus elementus. Teiginiui apie visišką mineralizaciją reikia nurodytų galutinių neorganinių formų ir jų balansų įrodymų. Vien pradinio junginio išnykimas šios išvados nesuteikia.

Subalansuota suminė reakcija nustato stechiometrinį suderinamumą. Ji nepateikia konversijos greičio, selektyvumo, tikrojo energijos poreikio ar neišmatuotų produktų likimo. Jiems reikia atskirų matavimų ir modelio.

Stechiometriniam suderinamumui ir koncentracijos pokyčiams reikia atskirų apskaitų

Naudokite atskirą formalią suminę reakciją nurodytoms neutralioms atskaitos formoms: C₂H₆O(aq)+3O₂(g)→2CO₂(g)+3H₂O(l). Abiejose pusėse yra C₂H₆O₇ ir nulinis krūvis. Nustatykite etanolio kiekį 0.450 mmol. Visiškas formalus virsmas sunaudotų 1.35 mmol O₂ ir sudarytų 0.900 mmol CO₂ bei 1.35 mmol H₂O.

Kai palyginimui turima 0.900 mmol O₂, kiekių riba yra ξ_max=min(0.450,0.900/3)=0.300 mmol. Pasiekus šį formalų maksimumą lieka 0.150 mmol etanolio, susidaro 0.600 mmol CO₂ ir 0.900 mmol H₂O. Ši suminė reakcija pateikia stechiometrinę ribą, o ne reakcijos vyksmą, greitį, katalizatorių, energijos poreikį ar darbo sąlygas.

Jei palyginimo O₂ kiekis vietoj to lygus 1.50 mmol, pradinio junginio kiekis riboja formalią reakcijos eigą iki 0.450 mmol, palikdamas 0.150 mmol O₂ ir sudarydamas nurodytus visiško virsmo produktų kiekius. Pakankami formalūs kiekiai negarantuoja tikro virsmo. Nesiūloma jokia oksidavimo ar aplinkos atkūrimo procedūra.

Kitoje originalioje atskyrimo apskaitoje nustatykite tiekimą 3,200 L su 0.680 mg L⁻¹ ir pagrindinį išėjimą 1,600 L su 0.800 mg L⁻¹. Nustatykite, kad tiekiamas pradinis junginys pasiskirsto tarp pagrindinio išėjimo ir apskaitomos liekanų sankaupos, be papildomo šaltinio, susidarymo ar sunaikinimo. Tiekime yra 2,176 mg, pagrindiniame išėjime 1,280 mg, o liekanoje 896 mg.

Pašalinimo iš pagrindinio išėjimo dalis yra 1−1,280/2,176=0.411764706, nors jo koncentracija didesnė. Išėjimo tūris pasikeitė. Pagal šį atskyrimo modelį pradinio junginio nuostolis visos ribos mastu lieka nulinis; platesnė aplinkosauginė nauda nevertinta.

Jei patikslintoje ataskaitoje vietoj to nurodomas pagrindinis išėjimas 3,200 L su ta pačia 0.800 mg L⁻¹, numanomas jo kiekis 2,560 mg viršija tiekimą 384 mg. Neigiama liekana prieštarautų nurodytam modeliui be papildomo įėjimo. Neatitikimas reikalauja ištirti prielaidas ar stebėjimus; jis neįrodo, kuris iš jų klaidingas.

Nuoseklios pašalinimo dalys taikomos likusiam srautui

Jei kiekvienas etapas apdoroja tai, ką palieka ankstesnis, sudauginkite išlikusias dalis, kad rastumėte galutinį likusį kiekį. Sudedant etapų pašalinimo procentus dalis medžiagos paprastai suskaičiuojama daugiau nei kartą. Apibrėžkite, ar nurodytas efektyvumas apibūdina vieną etapą, visą sistemą, ar kitą galutinį rodiklį.

Pastovus efektyvumas gali būti naudinga išgalvota mokomoji prielaida. Tikrasis veiksmingumas gali keistis priklausomai nuo apkrovos, sudėties, laiko, prisotinimo ir darbo sąlygų. Modelio taikymo sritis turi būti atskirta nuo tikros veiksmingumo garantijos.

Sėkmingai intervencijai reikia platesnio patikrinimo

Patikrinkite, ar pageidaujamas galutinis rodiklis gerėja reikšmingu laiko ir erdvės mastu, neperkeliant neišspręstos naštos į neištirtą srautą. Energija, pridėtos medžiagos, liekanos, produktai ir stebėsena gali paveikti platesnį rezultatą.

Lyginkite įrodymus prieš ir po intervencijos pagal tinkamą tyrimo planą ir nurodykite neapibrėžtį bei neišspręstas alternatyvas. Toliau pateiktos originalios apskaitos moko šių skirtumų; jose nėra pavojingo tvarkymo recepto ar konkrečiai vietai skirtų valymo nurodymų.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pabandykite patys

1. Pakeiskite tik antrojo etapo sugavimo dalį iki 0.700. Raskite antrąjį sugautą kiekį, galutinį pagrindinį srautą ir bendrą pašalinimą.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Sugauta 73.5 mg; pagrindiniame sraute 31.5 mg; pašalinimo dalis 0.895; sunaikinimas visos ribos mastu nulinis.

   Antrasis etapas veikia 105 mg, o 195+73.5+31.5=300 mg.

2. Palikite likusį etanolį 0.150 mmol, bet naudokite organinių produktų anglį 0.450 ir neorganinio CO₂ anglį 0.750 mmol C. Raskite mineralizaciją ir pradinio junginio išnykimą.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Mineralizacijos dalis 0.500; pradinio junginio išnykimas 0.800; mineralizacija lieka nevisiška.

   Uždara suma yra 0.300+0.450+0.750=1.50 mmol C.

3. Pakeiskite palyginimui turimą O₂ iki 1.50 mmol, kai etanolio yra 0.450 mmol. Raskite formalią didžiausią reakcijos eigą ir likusį O₂.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Reakcijos eiga 0.450 mmol; likęs O₂ 0.150 mmol; formaliai susidarę CO₂/H₂O 0.900/1.35 mmol.

   Pradinis junginys apriboja reakcijos eigą anksčiau nei O₂. Tikrasis virsmas negarantuojamas.

4. Patikslinkite pagrindinio išėjimo tūrį iki 3,200 L su 0.800 mg L⁻¹, kai nėra papildomo pradinio junginio šaltinio. Ar numanomas jo kiekis suderinamas?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Išėjimas 2,560 mg, viršijantis tiekimą 384 mg; nurodytas modelis nenuoseklus.

   Neigiama liekana nėra fizinė atskyrimo apskaita. Papildomi įrodymai turi išspręsti šaltinio ar stebėjimo problemą.

Ką verta įsidėmėti

• Nuoseklūs efektyvumai taikomi į kiekvieną etapą patenkančiam kiekiui.
• Vien pradinio junginio išnykimas neįrodo visiškos mineralizacijos.
• Subalansuota suminė reakcija suteikia stechiometrinį suderinamumą nurodytos produktų apskaitos ribose.
• Intervencijos pagrindinio srauto koncentracija nenustato nei kiekio visos ribos mastu, nei platesnės naudos.