揮發作用

許多有機物，特別是滷代脂肪烴和芳香烴，都具有揮發性，從水中揮發到大氣中後，其對人體健康的影響加速，揮發作用是有機物質從溶解態轉入氣相的一種重要遷移過程。在自然環境中，需要考慮許多有毒物質的揮發作用。揮發速率依賴於有毒物質的性質和水體特徵。如果有毒物質具有“高揮發”的性質，那麼顯然在影響有毒物質的遷移轉化和歸趨方面，揮發作用是一個重要的過程，但即便毒物的揮發較小時，揮發作用也不能忽視。

揮發通常可以用亨利定律描述。亨利定律是指一定温度下，物質在氣一液兩相間達到平衡時，溶解於液(水)相的濃度與氣相中濃度(或分壓)成正比，線性關係的斜率定義為亨利常數，其表達式為

式中，

——污染物在水面大氣中的平衡分壓，P_a；

——污染物在水相中的平衡濃度，mol/m^3，

_{——亨利常數，Pa}·m³_/mol；

通常情況下，

>10²Pa·m³/mol的化合物屬於高揮發性化合物，而

<1 Pa·m³/mol的化合物屬於低揮發性化合物 ^[1]  。

水體中有機物的揮發速率可用下面的方程來表示：

式中：C為溶解相中有機物的濃度；K_v為揮發速率常數；Z為水體的混合深度；P為有機物在大氣中的分壓；

K_H為亨利常數。

在多數情況下，有機污染物在大氣中的分壓可忽略不計，K_v^‘代替-K_V/Z，因此上式可簡化為

由上述方程式可知，有機污染物在水體中的揮發過程符合一級動力學方程，揮發速率與水體中所溶解的有機污染物濃度成正比 ^[2]  。

環境中易揮發的重金屬主要有汞及其化合物。通常情況下，有機汞的揮發性大於無機汞。有機汞中甲基汞和苯基汞的揮發性最大，無機汞中碘化汞的揮發性最大，硫化汞最不易揮發。環境中易揮發的有機污染物種類很多，大部分的小分子滷代脂肪烴及芳烴化合物都具有很強的揮發性。例如，美國國家環境保護局確定的114種優先控制的有機污染物中，具有顯著揮發性的有31種，約佔27%。雖然這些有機物也能被微生物不同程度地降解，但在流速較快的河流中，揮發到大氣中是它們的主要遷移途徑。除了污染物的亨利常數外，污染物從水體中的揮發也受水體的水深、流速等影響，在淺而流速較快的河流中揮發速率較大。

在實際污(廢)水處理過程中，人們常利用某些污染物易揮發的特性，將它們從水體中驅趕出來，以降低水環境污染的風險。常見的處理技術有吹脱、汽提、曝氣等。一些污染物在水中的難揮發形態，也可以通過簡單的化學處理將它們轉化為易揮發形態，然後採用上述技術處理。例如，廢水中的NH₄⁺：通常可以加入NaOH或Ca(OH)₂等將pH調節到鹼性使其轉化為易揮發的NH₃，然後通過吹脱、曝氣等技術去除 ^[3]  。