绩效工资绩效系数怎么算

绩效工资绩效系数怎么算,第1张

建立岗位绩效工资制是我国第四次事业单位工资制度改革的主要内容,目前大部分事业单位已经由岗位工资和薪级工资代替原来的固定工资和活工资。

扩展资料:

一、计提:

非经营人员计提的绩效工资总额=非经营人员岗位工资总额×绩效工资总额控制比例×绩效考核系数

绩效考核系数=绩效考核得分÷100

绩效考核得分=(实现利润额完成率×40%+企业营业额完成率×30%+经营中标额完成率×10%)×100+安全质量情况考评分×20%

二、考核分配:

员工绩效工资=员工岗位工资系数×考核系数×绩效工资基数

考核系数=考核得分÷100

绩效工资基数=岗位工资总额÷绩效分配总系数

养老金:单位20%,个人8%;失业金:单位2%,个人1%,住房公积金:单位10%,个人10%,医保金:单位75%,个人2%,生育保险:单位07%,工伤保险12%

工会经费:按工资总额的2%计提。

1将个人的收入同其本人的工作绩效直接挂钩,会鼓励员工创造更多的效益,同时又不增加企业的固定成本。

2严格的、长期的绩效工资体系是一种有效的方法,让公司不断改进员工的工作能力、工作方法,提高员工绩效。

3这种方法使绩效好的员工得到了奖励,同时也能获取、保留绩效好的员工。

4当不景气的时候,虽然没有奖金了,但是由于工资成本较低,公司也可以不炒人、少炒人,让员工有安全感,增加员工的忠诚度;当经济复苏时,公司也有充足的人才储备。

1绩效工资鼓励员工之间的竞争,破坏员工之间的信任和团队精神。员工之间会封锁信息,保守经验,甚至可能会争夺客户。对那些一定需要团队合作才能有好的产出的企业,这种方法就不适用。

2绩效工资鼓励员工追求高绩效。如果员工的绩效同组织(部门、公司)的利益不一致,就可能发生个人绩效提高,组织的绩效反而降低的情况,这时候这种方法就失去了价值。例如,销售员为了达成交易,可能会对客户做出很多免费服务承诺,公司为了兑现承诺可能会投入很高的成本。

3员工可能为了追求高绩效而损害客户的利益。例如,保险公司的业务员,为了达成交易过度夸大保单价值。当被客户识破后,有可能会要求退保,同时,保户也会对保险公司产生不信任。再如医生为了增加效益,可能会给病人开高额药方,做不必要的昂贵检查。这种做法有违医院的宗旨,同时也会损害医院的形象。

4在行政事业单位中 ,绩效工资是由单位领导发放,而还会使单位领导的权力更大,从而很可能导致单位领导更为严重的腐败行为

企业决策层在决定是否采纳绩效工资时,应该问的问题是:绩效工资制度是否有违组织的宗旨是否有利于实现企业的战略目标是否能提高企业的绩效只要方案合适,绩效工资确实能给企业带来好处。

一、绩效考核得分

1、绩效考核计算公式=KPI绩效(50﹪)+360度考核(30﹪)+个人行为鉴定20﹪

2、绩效换算比例:KPI绩效总计100分占50﹪;360度考核总计200分占百分的30﹪;个人行为鉴定总计占20﹪。

二、绩效奖金计算方式

1、月度绩效奖金计算方法:

每月从个人该月基本工资中提取10%为个人奖金基准金额,按实际达成效果之优劣核算奖金金额;

计算方法:个人绩效奖金=该月基本薪资10%部门系数个人考核等级系数

2、年度绩效奖金计算方法:

计算公式为:年终奖金=(系数连续工作月数基本工资)/12评分百分率

(系数由公司管理委员会根据年度利润报告而定)

3、在公司任期不满1年者,其年终奖考核以连续工作月数计发

三、如何列出考核项目的计算公式

1、倒扣型计算方式及其应用

2、统计型计算方式及其应用

3、比例型计算方式及其应用

4、经验型计算公式

四、个人绩效分值的计算

为使员工工作绩效相互间具有可比性,以便有效地实施奖惩,通常采用绩效分值计算法,评估员工个人工作绩效完成情况。个人绩效分值计算公式为:个人绩效分值=∑(KPIi绩效分值×KPIi权重)×KPI总权重+∑(工作目标完成分值×权重)×工作目标总权重

五、绩效奖金=管理单元综合考核系数×个人考核系数×奖金基数

六、关于二次分配的问题

如果员工绩效工资要与部门业绩挂钩,则绩效工资首先需要根据部门考核成绩在部门间进行一次分配,然后再根据员工考核情况在部门内进行二次分配。

(一)部门绩效工资分配(一次分配)

部门月度绩效工资总额=公司可分配月度绩效工资总额/[∑(部门加权价值×部门月度考核系数)]×某部门加权价值×该部门月度考核系数+某部门月度奖罚金额

(二)员工绩效工资分配(二次分配)

员工月度实得绩效工资=部门可分配月度绩效工资总额/[∑(员工岗位价值系数×该岗位员工人数应删去×员工月度考核系数)]×某岗位价值系数×该岗位员工月度考核系数+某员工月度奖罚金额

该方案中,考虑不同部门和不同岗位的工作价值不同,需要用到部门加权价值系数和员工岗位价值系数。

其中,部门加权价值系数=∑(该部门员工岗位价值系数×该岗位员工人数),岗位价值系数需要通过岗位评价产生,而岗位评价是薪酬体系设计的核心基础工作之一(薪酬体系需要根据岗位价值系数进行岗位工资定级),不属考核体系的范畴。未做专门评价之前,可采用“岗位价值系数=员工工资÷人均工资”来计算。如果公司认为现有员工工资额度以及据此计算的价值系数均不合理的话,则需要通过重新进行薪资设计加以解决。

在该方案中,公司将绩效工资首先分配到部门,再由部门分配到员工。同前面的方案相比,员工的绩效工资不但与公司总的经营效益和员工自己的考核系数有关,同时也与部门业绩有关,幅度也要大得多。且绩效工资总额完全可控,并能自动将绩效差的员工的绩效工资直接转移到绩效好的员工,员工的绩效工资不可明确预知。

在此基础上考虑将部门经理与员工的考核和绩效工资分开进行。通常,部门经理均是与员工一起分配奖金,这样容易导致部门经理在考核员工和处理个人利益时左右为难。那么,将部门经理的考核和分配放到公司层,使之与员工考核和分配分开,可以让部门经理的利益与员工利益分开,有利于部门经理客观公正、放开手脚来管理、评价和考核员工。

该方案中,公司需要从每月可分配的绩效工资总额中拿出一定比例(a%)的额度作为部门经理的绩效工资来分配。另外(100-a)%再在员工中进行分配。

七、分数虚高的纠偏

我的考虑是把部门绩效得分作为参照,部门平均分低于此得分的,则证明评分偏低,系数就会大于1;部门平均分高于此得分的,则证明评分偏高,系数就小于1。通过部门绩效系数,用以调整部门间评分尺度不一的现象,且符合组织绩效与个人绩效相结合的思路。

说明:个人绩效最终折合成整体组织绩效,乘以组织分值即为个人薪酬,值得注意的是,转化成上一级的组织绩效是最好用权重分配法找出单元组织绩效的综合系数去折合,另外分值最好与企业效益挂钩,按比例增减。

八、绩效差异调整

绩效考核的目的是为了能客观、公平地反应员工的工作差异,以促进员工工作业绩的提升。绩效考核是一项复杂而细致的工作,在实施的过程中,由于种种因素的影响,会导致考核结果的偏差,从而影响考核的效果。下面,笔者将就考核之中的部门间非绩效差异及其调整办法做简要的介绍。

部门间非绩效差异主要有两种,一种是由于考核指标本身难易程度设置的不同而带来的,比如公司一些主营业务部门的指标多为量化,且要求较为严格,而其他部门则多为定性指标,考核要求相对简单;另一种则是由于各部门经理对考核尺度的理解和把握不一造成的,比如某个部门经理对员工考核要求很严格,而另外一个部门的经理对员工考核要求不高。

有观点认为,为调整部门之间绩效指标难易程度差异而带来的绩效差异,在绩效指标设置的过程中应该在部门之间考虑综合平衡。但笔者以为,由于各部门工作具有特殊性,很难找到平衡的标准,若强求平衡还会导致对某些部门工作要求的降低,不利于工作改进。为简便并且有效解决这一问题,可以采用以下方法:

(1)方法一:

在指标设置的时候,加设“完成难度”这一项指标,并赋予一定的权重。比如,公司对销售人员考核指标的设置比较严格,难以完成,而对后勤人员的考核比较宽松。在这种情况下销售人员“完成难度”一项就可以得到较高的分数,而后勤人员得分较低,从而使总体得分更为客观。

(2)方法二:

这种方法是将“完成难度”以“难度系数”的形式单独设立,与考核的结果相乘,来进行修正。比如,某个员工的考核得分为80分,其指标完成的难度系数为12,则其最终得分为8012=96分。也可以考虑将每一项目标指标都设置“难度系数”。

经过上述调整,可以避免员工或部门为了提高考核成绩而故意压低考核指标达成难度的现象,并有利于促进员工不断改进工作,向高难度的目标挑战。

调整由于各部门经理对考核尺度的理解和把握不一造成的非绩效差异主要有以下几种办法:

(1)方法一:

设立公司的整体绩效基准分(可以是全体员工绩效考核的平均数),对各部门的考核均值和员工的考核得分进行部门差异调整,具体如下:设公司整体绩效基准分为A,如员工绩效考核实际得分为B,该员工所在部门绩效考核平均分为C则部门差异分及为D=C-A,根据部门差异调整员工绩效考核得分为B1=B-D,员工绩效考核系数可以相应的定为B2=

B1/A这种调整方法是假定部门绩效均维持在一致的水平上,使部门间绩效相尽的员工考核得分接近,而部门内部则仍保持原由的业绩差异结构。

示例:

某员工甲,绩效考核得分为90分,部门考核平均分为80分,公司基准分为75分,则该员工调整后得分为B1=B-D=B-(C-A)=90-(80-75)=85分。其绩效考核系数可确定为B2=B1/A=85/75=113

与甲同部门的员工乙,绩效考核得分为80分,则调整后考核得分为:B1=80-(80-75)=75分,其绩效考核系数为B2=B1/A=75/75=1

与甲不同部门的但业绩相近的员工丙,由于部门经理对考核标准把握比较严格,绩效考核得分为80分,其所在部门的平均分为70分,则调整后考核得分为:B1=80-(70-75)=85分,其绩效考核系数为B2=B1/A=85/75=113

(2)方法二:

在实行部门考核的公司,为了体现部门绩效与员工绩效的一致性,还可以按以下办法进行调整:

第一,可将部门绩效赋予一定的权重作为员工考核的指标。比如设部门考核在员工考核中占有20%的比重,那么调整后的员工考核得分应为:

调整后考核得分=实际得分80%+部门考核得分20%

对于部门经理等一些在本部门中发挥关键作用的岗位,可以适当加大部门考核得分的比重。

第二,可采用员工考核得分加部门修正值的办法修正。

调整后考核得分=员工考核得分+部门修正值

部门修正值=部门考核得分-部门员工考核平均得分

如果公司的岗位评价比较完善,那么部门修正值可以按加权平均计算,即:

部门修正值=部门考核得分-Σ部门员工考核得分员工岗位系数/Σ部门员工岗位系数

第三,可将部门考核得分转化为系数,对员工考核进行修正:

调整后考核得分=员工考核得分部门修正系数

比如,可将考核得分超过85分的部门列为优秀部门,并将该部门员工的考核按照12的系数修正。如果该部门员工实际考核得分为80分,则修正后得分应为96分。部门经理的调节程度可以高于普通员工,以体现责任重者要承受高风险,享受高激励。比如,当普通员工的考核系数为12时,部门经理为14;当部门绩效不佳,普通员工调节系数为08时,部门经理为06

(3)方法三:

通过考核流程的优化可降低部门间非绩效差异。员工考核可以在部门考核结束,并且部门考核结果得到确认后进行。由于部门的业绩是通过部门内员工的工作努力而获得的,部门经理在对下属员工进行考核时,就可根据本部门的考核结果来掌握尺度。在本部门业绩优秀时,可适当提高部门内员工的考核得分,当部门业绩较差时,可适当压低部门内员工的考核得分。这样,也可以使员工绩效与部门绩效保持一致性。

6121土壤本底值的测定

为了消除试验过程中土壤本底值的影响,先进行土壤本底值的溶出试验。

准确称取3种典型土壤介质各600g,分别置于40mL的棕色瓶中,均加入30mL的001mol/L的CaCl2溶液,摇匀后置于空气浴振荡器中振荡。温度设定为223℃,振荡频率为185r/min。96h后取出,在2300r/min转速下离心分离15min,取上清液20mL进行样品前处理后上机分析。测试结果见表62。

表62 土壤本底测定值

注:ND代表未检出。

由表62可以看出,3种土样中萘的检出浓度均很低,可以忽略不计。4,4'-DDE在G15土样中未检出,其余两种土样中有所检出,但是浓度很低。可见土壤的本底值对后续试验没有显著影响。

6122土样对萘的吸附试验

(1)吸附动力学特征

G15土样对萘的吸附特征随时间的变化规律如图61所示。

图61 G15土样对不同浓度萘的吸附平衡时间

从图61中可以看出,G15土样在吸附初期溶液浓度下降速率均较快,随着吸附作用的进行,吸附量增加缓慢并逐渐趋于吸附平衡。此外,对于G15土样,不同浓度萘的吸附平衡所需时间不同。随着初始溶液浓度的增大,吸附初期萘的液相浓度下降变快,达到吸附平衡的时间也越短。萘初始浓度从1085μg/L增到57513μg/L,吸附平衡时间从48h减少到24h。

由于G15土样对不同浓度的萘吸附平衡时间随浓度增大而缩短,因此,对E20、F15、G15三种土样,萘溶液平衡时间试验浓度可以取最小浓度20μg/L进行。

图62 不同土样对萘的吸附平衡时间

从图62中可以看出,在本试验条件下,同一浓度的不同土样,吸附试验平衡时间取48h足以达到平衡。吸附过程的动力学研究主要用来描述

吸附剂吸附溶质的速率快慢,通过动力学模型对数据进行拟合,从而探讨其吸附机理。溶质在土壤中的吸附是随时间变化的动力学过程,常用模拟这一过程的动力学模型方程有:Elovich方程、双常数方程、抛物线扩散方程、一级动力学方程、二级动力学方程、伪一级模型、伪二级模型。

通过对萘在不同土壤上的吸附动力学数据进行拟合,得出伪二级模型方程的拟合度最高。伪二级模型是建立在速率控制的化学反应或通过电子共享或电子得失的化学吸附基础上的。模型方程表达式为

再生水灌溉持久性有机污染特征

式中:k2为二级吸附速率常数,单位为g/(μg·h)。其转化形式为

再生水灌溉持久性有机污染特征

3种土壤对萘的吸附动力学数据拟合结果如图63所示。

图63 萘在不同土壤上的吸附动力学模型拟合曲线

从图63可以看出,伪二级模型对萘在3种典型土壤上的吸附动力学拟合结果较好,F15、E20、G15上的相关系数R2分别为0998、09832、08406。此外,应用此模型拟合的平衡吸附量分别为004μg/g、0035μg/g、006μg/g,而试验所得平衡值分别为00366μg/g、0031μg/g、0038μg/g。可见伪二级模型能够较好地描述萘在土壤上的吸附动力学过程。

由上述模型计算得出萘在3种典型土壤F15、E20、G15上的二级吸附速率常数k2分别为43g/(μg·h)、17g/(μg·h)、04g/(μg·h),由二级吸附速率常数可以计算得到初始吸附速率k0,计算公式为:k0=k2q2e,则F15、E20、G15上的初始吸附速率分别为00069μg/(g·h)、00021μg/(g·h)、00016μg/(g·h)。

(2)等温吸附解吸特征

等温吸附解吸曲线:同一温度下,3种典型土样对萘的等温吸附线如图64所示。

由图64可以看出,同一液相初始浓度下,不同类型的土壤对萘的吸附量不同,其对萘的吸附量的大小顺序为:F15>G15>E20。3种土样的总有机碳含量大小依次为F15>G15>E20,可见土壤对萘的吸附量随着土壤总有机碳含量的升高而增大。

3种典型土壤介质对萘的解吸等温线如图65所示。

图64 3种典型土壤对萘的等温吸附线

图65 3种典型土壤对萘的解吸等温线

由图65可以看出,对于同一目标污染物萘来说,3种土样的解吸能力不同,解吸能力由难到易的顺序为F15>G15>E20,这与土壤中有机碳含量的顺序相一致。

有机化合物在土壤上的吸附和解吸过程并不是两个互逆的过程,即相同的化合物液相浓度所对应的固相中化合物浓度并不相同,往往是相同的液相化合物浓度时,解吸过程固相中的化合物浓度要比吸附过程中的大,这种情况被称为解吸过程的迟滞现象。

为了进一步揭示解吸过程的规律,引用解吸率(P)(贯鸿志,2007)的概念来探讨解吸过程与初始浓度及有机质含量之间的关系。

再生水灌溉持久性有机污染特征

式中:P代表解吸率;C0为初始浓度;Cse为达到吸附平衡时液相浓度;Cde为达到解吸平衡时液相的浓度。

在一定温度和平衡浓度下,计算3种土样对萘的解吸率,结果见表63。

表63 3种土样对萘的解吸率(单位:%)

注:C0为初始浓度,单位为μg/L。

由表63可以看出,3种土样对萘的解吸率均随初始浓度的增高而增大,初始浓度越低,解吸率越低,这表明污染物在低浓度时可逆吸附比例相对较低,迟滞现象较为明显。这可能是由于初始浓度增加,吸附剂对PAHs的亲和性减弱所致。此外3种土样的有机碳含量大小依次为F15>G15>E20,而它们的解吸率在同一浓度下均是E20>G15>F15,这表明解吸率随有机碳含量的增大而减小。有机污染物在低有机碳含量土壤上的吸附以无机矿物吸附为主,而在无机矿物上的吸附是一个可逆过程;随着有机碳含量的增大,有机质上的吸附贡献增大。而有机质上的吸附贡献增大,相对削弱了其在无机矿物表面上的吸附,由于在凝聚态有机质上的吸附为不完全可逆过程,致使解吸率在一定程度上有所降低,因此会呈现上述现象。此外,从分配角度来看,萘从土壤中解吸的分配系数要大于被吸附的分配系数,这表明解吸与吸附之间有明显的滞后效应,吸附不完全是以分配模型方式进行的。可见,萘在土壤上的吸附发生了不可逆的化学吸附。

为进一步讨论萘在土壤介质上发生可逆吸附的比例与初始浓度间的关系,假设吸附解吸是一个完全可逆的过程,解吸与吸附拥有相同的等温模型,表64计算出了假设条件下使用吸附等温方程反推解吸时理想的液相浓度,并与实际解吸的液相浓度进行比较。表64中,实际解吸液相浓度与完全解吸液相浓度的百分比即为整个吸附过程中可逆反应所占的比重。

表64 不同初始浓度对萘解吸程度的影响

表64结果显示:萘在土样中的可逆吸附反应比重随浓度的增大而增大,甚至在浓度高时能达到完全解吸,说明萘主要吸附在无机矿物表面及无定型有机碳这些能发生可逆反应的组分上,浓度越高,在这些组分上吸附的越多,解吸出来的也越多。高媛等(2008)对菲的吸附-解吸研究中发现,多次解吸后最大不可逆吸附量随吸附剂有机碳含量的降低而降低,而最大解吸率则相反,这与萘的一次解吸实验得出的结论相同;且其对于同一种吸附剂,最大解吸百分率随着浓度的增大而增加的论点也与萘(与菲相近的物理化学性质)的一次解吸规律相同,由此进一步证实了上述分析。

等温吸附解吸曲线的拟合:在恒温条件下吸附达到平衡时,目标污染物在固液两相的分配规律,一般用线性分配等温式、非线性Freundlich等温式和Langmuir等温式来表述。

线性分配模式表示在等温吸附平衡条件下,目标污染物在固液两相的分配系数(Kd)为一常数,而且和经过土壤有机碳标准化后的分配系数(KOC)有如下关系:

再生水灌溉持久性有机污染特征

式中:q和Ce分别表示平衡条件下固相中和液相中目标污染物的浓度;fOC是土壤中有机碳的百分含量。

如果各土样对目标污染物的等温吸附线用线性方程来拟合,计算式为q=bCe+a

式中:a和b分别为回归直线的常数。

非线性等温式表示的吸附规律,在等温吸附平衡条件下,目标污染物在固液两相中的分布规律要相对复杂一些,两种模型各有特点。

Freundlich等温吸附模型是目前最常用的非线性模型,它是一个经验公式,可以用以下几种方法进行推导,一种是将Langmuir模型结合表面不均匀的假设而导出;二是将吸附膜当做二维理想气体,并结合Gibbs公式推导;还有一种是结合Gibbs公式进行推导,可见该模型公式具有一定的理论依据。其表达式为

q=KFCne

式中:n表示非线性吸附强度的参数;KF为某温度下的Freundlich系数,与吸附能力有关;q和Ce同前。

各土样对目标污染物的Freundlich等温吸附模型的确定,一般是分别求得目标污染物在固液两相浓度的对数值,再将之用线性方程来拟合,计算式为

logq=m+nlogCe

式中:m和n分别为回归直线的常数。

Langmuir等温吸附模型假设吸附剂表面均一,吸附热为常数值,吸附质分子之间无相互作用,且吸附仅限于单分子层,它最大的贡献在于,该方程表述了某温度下吸附剂对目标吸附物的最大吸附容量Q,表述为

再生水灌溉持久性有机污染特征

式中:α代表某温度下的langmuir常数;Q为某温度下吸附剂对目标污染物的最大吸附容量。

在确定目标污染物的Langmuir等温吸附方程时,一般是将上式变为以下形式,再求取α和Q这两个参数:

再生水灌溉持久性有机污染特征

求取等温吸附线方程过程中,利用作图法分别求得3种形式的方程式,然后比较相应的回归方程相关系数,3种方式的回归方程中,相关系数最大者确定为最佳的等温吸附方程。当拟合方程为线性时,运用数理统计方法可以求取logKd和logKOC。

对3种土样的吸附等温线分别采用线性等温方程、Freundlich方程和Langmuir等温吸附方程进行拟合,拟和结果见表65。

表65 不同土样对萘的吸附等温线的数学拟和结果

由表65可以看出,3种典型土壤对萘的吸附等温线用Freundlich方程拟合效果最好,可决系数R2最高,说明3种土壤对萘的吸附等温线均很好地符合Freundlich吸附模式。Freundlich吸附等温线方程表明了土壤中有多种吸附位点同时起作用,每种吸附点都表现出不同的吸附自由能和位点总剩余度。其中的Kf为Freundlich吸附系数,反映了土壤对萘吸附能力的强弱,Kf越大,土壤对萘的吸附能力越强。线性因子n的大小反映了吸附过程的线性情况,n值越小说明吸附过程越偏离线性吸附。本试验中F15的Kf值最大,n值最小,说明它对萘的吸附能力最强,且对萘的吸附表现出非线性吸附特征,G15的次之。对于非线性吸附的机理,目前还没有一个较全面的解释,但大多数研究者都认为,非线性吸附主要与土壤颗粒中有机部分的组成不同有关。由此也可以得出3种典型土壤具有一定的异质性。

3种典型土壤的有机碳含量、性质和颗粒组成的差别见表61。3种典型土壤对萘的吸附量随土壤有机碳含量的升高而升高,在有机碳含量相近的情况下,吸附量主要受土壤颗粒大小的影响,颗粒越大越不利于吸附,且吸附量与粘粒含量呈正相关关系。

对萘在3种土样上的解吸等温线分别采用线性等温方程、Freundlich方程和Langmuir等温吸附方程进行拟合,拟和结果见表66。

表66 不同土样的解吸等温线的数学拟和结果

由表66可以看出,3种模型的拟和结果相比较而言,Freundlich方程拟合效果最好,可决系数最高。n值在03986~05139之间,表明了3种典型土壤对萘的解吸过程存在不同程度的非线性。

6123土样对4,4'-DDE的吸附试验

(1)吸附动力学特征

G15土样对4,4'-DDE的吸附特征随时间的变化规律如图66所示。

从图66中可以看出,G15土样在吸附初期,4,4'-DDE的液相浓度迅速下降,随着吸附作用的进行,吸附逐渐达到平衡,液相浓度不再变化,与萘的试验现象一致。此外,对于G15土样,不同浓度4,4'-DDE的吸附平衡所需时间不同。随着初始溶液浓度的增大,吸附初期4,4'-DDE的液相浓度下降变快,达到吸附平衡的时间也越短。4,4'-DDE初始浓度从10μg/L增到200μg/L以上,吸附平衡时间从8h减少到4h。

图66 G15土样对不同浓度4,4'-DDE的吸附平衡时间

由于G15土样对不同浓度的4,4'-DDE吸附平衡时间随浓度增大而缩短,因此,对E20、F15、G15三种土样,4,4'-DDE溶液平衡时间试验浓度可以取最小浓度5μg/L进行。

从图67中可以看出,在同一浓度下,有机碳含量少的土样E20最先达到平衡,时间大约在8h,而有机碳含量相对较大的土样F15和G15,吸附平衡时间相对较长。这一结果表明,在本试验条件下,同一浓度的不同土样,吸附平衡时间随有机碳含量增加而延长,反之亦然。因此,3种土样的吸附试验平衡时间取12h足以达到平衡。

图67 不同土样对4,4'-DDE的吸附平衡时间

通过对4,4'-DDE在不同土壤上的吸附动力学数据进行拟合,得出lnC-t曲线的拟合结果最好,可决系数R2最高,拟合结果如图68所示。其中E20、F15、G15上的R2分别为08787、09199、09396。由方程求得的反应速率常数分别为00097μg/(L·h)、00048μg/(L·h)、00043μg/(L·h)。可见土壤对4,4'-DDE的吸附过程符合一级动力学方程。

图68 4,4'-DDE在不同土壤上的吸附动力学模型拟合曲线

(2)等温吸附解吸特征

等温吸附解吸曲线:同一温度下,3种典型土样对4,4'-DDE的等温吸附线如图69所示。

由图69可以看出,同一液相初始浓度下,不同类型的土壤对4,4'-DDE的吸附量不同,其对4,4'-DDE的吸附量的大小顺序为:F15>G15>E20。3种土样的总有机碳含量大小依次为F15>G15>E20,可见土壤对4,4'-DDE的吸附量随着土壤总有机碳含量的升高而增大,这和土壤对萘的吸附结果相一致。

3种典型土壤对4,4'-DDE的一次解吸曲线如图610所示。

图69 3种典型土壤对4,4'-DDE的等温吸附线

图610 3种典型土壤对4,4'-DDE的解吸等温线

由图610可以看出,3种典型土样对4,4'-DDE的解吸程度不同,其中E20土样的解吸程度最高,F15土样的解吸程度最差。这是由于E20土样的有机碳含量最低,吸附有机物的点位较少,因此相对其他土样容易解吸。同样F15土样的有机碳含量最高,吸附点位较多,稳定性好,解吸量较小。

在一定温度和平衡浓度下,根据解吸率公式计算3种土样对4,4'-DDE的解吸率,结果见表67。

表67 3种土样对4,4'-DDE的解吸率(单位:%)

注:C0为初始浓度,单位为μg/L。

从表67可以看出,4,4'-DDE的解吸率随初始浓度的变化在一定范围内波动。与萘的解吸率相比,4,4'-DDE的解吸率明显小于萘的解吸率,且萘的解吸率随初始浓度的增高而增大。这是由于4,4'-DDE的KOW远大于萘,使土壤更易吸附4,4'-DDE,随着吸附量的增多,将有更多的4,4'-DDE分子进入到有机碳内部即凝聚型有机碳中,因此浓度越高可逆反应的比重越低,从而解吸率有所降低。此外,3种土样的有机碳含量大小依次为F15>G15>E20,而它们的解吸率在同一浓度下均是E20>G15>F15,这表明解吸率随有机碳含量的增大而减小,这与土壤对萘的解吸率随有机碳含量变化规律相一致。

同样,也为了进一步讨论4,4'-DDE在土壤介质上发生可逆吸附的比例与初始浓度间的关系,计算了假设条件下使用吸附等温方程反推解吸时理想的液相浓度,并与实际解吸的液相浓度进行比较,结果见表68。

表68 不同初始浓度对4,4'-DDE解吸程度的影响

表68结果显示:4,4'-DDE呈现出与萘完全相反的规律,浓度越大,可逆反应所占的比重越小,这是由于4,4'-DDE的KOW远大于萘,使土壤更易吸附4,4'-DDE,随着吸附量的增多,将更多的4,4'-DDE分子进入到有机碳内部即凝聚型有机碳中,因此浓度越高可逆反应的比重越低。

等温吸附解吸过程的拟和:对4,4'-DDE在3种土样上的吸附等温线分别采用线性等温方程、Freundlich方程和Langmuir等温吸附方程进行拟合,拟和结果见表69。

表69 不同土样对4,4'-DDE的吸附等温线的数学拟和结果

由表69可以看出,在所研究的4,4'-DDE溶液浓度范围内,3种典型土壤对4,4'-DDE的吸附等温线用线性方程拟合效果最好,可决系数R2最高,说明3种土壤对4,4'-DDE的吸附等温线均很好地符合线性吸附模式。其中的Kd为分配系数,反映了土壤对4,4'-DDE吸附能力的强弱,Kd越大,土壤对4,4'-DDE的吸附能力越强。本试验中F15的Kd值最大,说明它对4,4'-DDE的吸附能力最强,E20的最小,它对4,4'-DDE的吸附能力最弱。这与土样中有机碳含量大小的顺序相一致。可见土壤中有机碳含量是影响其吸附能力的主要因素。计算3种土样的logKOC值,可得出F15和G15土样的logKOC值非常接近,而E20土样的logKOC值与二者相差较大,这可能是因为E20土样的有机碳含量过低,小于01%而不满足有机碳标准化分配系数KOC的计算公式所致。这同时也说明了有机碳含量不是影响E20土样吸附能力的唯一因素,而是和其他物质共同作用的结果。

对4,4'-DDE在3种土样上的解吸等温线分别采用线性等温方程、Freundlich方程和Langmuir等温吸附方程进行拟合,拟和结果见表610。

表610 不同土样对4,4'-DDE的解吸等温线的数学拟和结果

由表610可以看出,3种模型的拟和结果相比较而言,Freundlich方程拟合得更好,可决系数最高。n值在11661~13655之间,表明了3种典型土壤对4,4'-DDE的解吸过程存在不同程度的非线性。

静态批试验结果分析可得出,不同初始浓度条件下,萘和4,4'-DDE均在吸附初期溶液浓度下降速率较快,当反应时间继续增加时,吸附量增加缓慢并逐渐趋于吸附平衡。这与Herryetal(2003)的研究结果一致。由于在吸附初期,有机污染物很快的吸附到土壤颗粒表面,吸附量迅速增加,随着反应的进行,土壤中较易吸附的点位逐渐被占据,有机污染物便开始向土壤颗粒内部扩散,进入土壤内部不易吸附的点位,吸附速率开始减慢并最终达到吸附平衡。此外,萘和4,4'-DDE的初始浓度越大,其在土壤中达到吸附平衡所需的时间越短。在本试验浓度范围内,萘在48h达到平衡,4,4'-DDE在12h达到平衡。萘的吸附动力学过程符合伪二级模型,4,4'-DDE符合一级动力学方程。

两种持久性有机污染物的等温吸附曲线图表现出4,4'-DDE比萘更容易被土样吸附,这种差异显然是由于两种有机化合物的疏水性差异的引起的,4,4'-DDE的logKOW比萘的高出2个数量级,因此更倾向于吸附固定在土样的疏水性有机质中;等温解吸曲线图中4,4'-DDE的斜率明显高于萘,这说明4,4'-DDE易被土壤吸附却不易从土壤中解吸出来,其在土壤中的固定性较好。无论是吸附过程还是解吸过程均表现出一定的非线性,且4,4'-DDE的非线性程度总体均小于萘,这与4,4'-DDE的强疏水性密切相关,其在有机质中的吸附更倾向于线性分配模式。3种土样对两种物质的吸附强弱关系均表现有F15>G15>E20,说明有机碳含量高的土样整体吸附有机污染物的能力强,这是由于土壤有机质的结构中具有能够与有机化合物结合的特殊位点,当有机质含量增加时,这些位点也相应增多,从而增大了土壤对化合物的吸附(Chiou,1989);但解吸强弱关系却和吸附相反,表现出E20>G15>F15,这是由于有机污染物在低有机碳含量土壤上的吸附以无机矿物吸附为主,而在无机矿物上的吸附是一个可逆过程;随着有机碳含量的增大,有机质上的吸附贡献增大。根据前述吸附动力学机理特征可知,随着有机质上的吸附贡献增大,相对削弱了其在无机矿物表面上的吸附,而在凝聚态有机质上的吸附为不完全可逆过程,因此有机碳含量低的土样比有机碳含量高的土样易解吸。两种有机物在解吸时的分配系数都明显大于吸附,这说明解吸过程存在明显的滞后,吸附不是全部以分配模式进行的。根据Weberetal(1996)的三端元模型理论可知:萘和4,4'-DDE在土壤中的吸附是由一系列可逆、不可逆吸附反应组成,而并非是一个完全可逆的过程,只有部分被吸附的有机物可以解吸出来。

萃取分配系数的计算公式运算定律与简便计算:加法交换律:a+b=b+a。两个加数交换位置,和不变,这叫做加法交换律。

萃取百分率:在实际工作中,常用萃取百分率E来表示萃取的完成程度。

萃取百分率的含义:物质被萃取到有机相中的比率。用E表示:当分配比D不高时,一次萃取不能满足分离或测定的要求,此时可采用多次连续萃取的方法来提高萃取率。

萃取分配系数示例:

将溶质在有机相中的各种存在形式的总浓度CO和在水相中的各种存在形式的总浓度CW之比,称为分配比.用D表示:分配比除与一些常数有关以外,还与酸度、溶质的浓度等因素有关,它并不是一个常数。

示例:CCl4——水萃取体系萃取OsO4,在水相中Os(VIII)以OsO4,OsO5和HOsO5三种形式存在,在有机相中以OsO4和(OsO4)4两种形式存在。

1、单次萃取:即一次萃取,是将所用萃取剂有机相全部与试样溶液混合震荡、静止分层,达到分离目的的萃取分类方法;
2、多次萃取:即连续萃取,是将所有萃取剂有机相分几(n)次与试样溶液混合震荡、静止分层分离,共重复n次,合并萃取剂达到分离目的的萃取分类方法;
3、用D表示分配比,当水溶液体积v1、当萃取剂体积v2时,用E%表示萃取效率 ; w-Ws = 被萃取物质总量Wo - 未被萃取物质量 w
单次萃取萃取效率:E% = [D/(D+v1/v2)]x100%
4、多次萃取萃取效率:E% = [w-Ws/w]x100%
5、例如:100ml含有碘,10mg的水溶液,用90 ml四氯化碳萃取(D=85):每次30 ml四氯化碳萃取,萃取3次,以及一次性萃取, 计算:
(1)一次性萃取 :
E% = [D/(D+v1/v2)]x100% = [85/(85+100/90)]x100%=987%
(2)每次30 ml四氯化碳萃取,萃取3次 :
E% = [w-Ws/w]x100% = {10 -10 [100/85x30+100]^3}/10 =99995%
6、结论:多次萃取比一次萃取的萃取效率高的多。


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