Bài giảng Sự phát tán chất thải vào khí quyển - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

Bài giảng "Sự phát tán chất thải vào khí quyển" trình bày các vấn đề sau: ảnh hưởng của các yếu tố khí quyển lên sự phát tán, khuếch tán rối của khí quyển và sự phân bố của chất ô nhiễm, chuyển động của không khí sát mặt đất, phân loại các nguồn gây ô nhiễm lớp không khí sát mặt đất, độ nâng cao của luồng khói.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sự phát tán chất thải vào khí quyển - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn SỰ PHÁT TÁN CHẤTTHẢI VÀO KHÍ QUYỂN - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn -CÁC VẤN ĐỀ1) Ảnh hưởng của các yếu tố khí quyển lên sự phát tán.2) Khuếch tán rối của khí quyển và sự phân bố của chất ô nhiễm.3) Chuyển động của không khí sát mặt đất.4) Phân loại các nguồn gây ô nhiễm lớp không khí sát mặt đất.5) Độ nâng cao của luồng khói.1 - Các yếu tố khí quyển Gió  Yếu tố cơ bản gây nên sự phân bố chất ô nhiễm trong môi trường không khí.  Hướng gió chủ đạo, sự phân bố và vận tốc gió phụ thuộc vào sự tuần hoàn của không khí trong khí quyển.  Gió chuyển động từ vùng áp cao  áp thấp.  Tốc độ gió phụ thuộc vào chênh lệch áp suất khí quyển. Tầng không khí sát mặt đất có tốc độ gió ban ngày lớn hơn ban đêm, còn ở trên cao thì ngược lại – tốc độ gió ban đêm lớn hơn ban ngày.Gió biểnGió đất Giải thích Ban ngày nhiệt độ ở đất liền lớn hơn biển, tạo thành hạ áp. Trong khi đó mặt biển lạnh hơn  không khí sẽ di chuyển từ biển vào lục địa. Ban đêm hiện tượng ngược với ban ngày, nước có nhiệt dung lớn và bức xạ kém hơn so với mặt đất. Do đó ở mặt biển nóng hơn tạo thành cao áp và lục địa lạnh hơn tạo thành hạ áp  gió thổi từ lục địa ra biển. Ở trên cao gió có hướng ngược lại.Hướng & vận tốc gió Hướng gió chủ đạo của 1 địa phương tại lớp không khí bên trên và tại mặt đất không trùng nhau. Trong phạm vi đến vài km, hướng và vận tốc gió không cố định mà thay đổi. Đối với sự khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển thì vận tốc gió nguy hiểm là lặng gió và gió rất nhẹ.Biến thiên nhiệt độ theo chiều đứng Gradien nhiệt độ = độ giảm nhiệt độ (lapse rate) theo chiều đứng : Sự thay đổi nhiệt độ của không khí trên mỗi 100m độ cao. dT β =− dz Gradien nhiệt độ đẳng nhiệt: nhiệt độ không thay đổi trên tất cả các độ cao. Gradien đoạn nhiệt = gradien đoạn nhiệt khô: sự thay đổi trạng thái (nhiệt độ, áp suất và mật độ không khí) không có sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Gradien nhiệt độ trên đoạn nhiệt: độ giảm nhiệt độ > 1oC/100m độ cao  khí quyển không ổn định.Tính ổn định đứng của khí quyểnTính ổn định đứng của khí quyển (tt) Khí quyển không ổn định (khí quyển trên đoạn nhiệt): β > β k  không khí và chất ô nhiễm bốc lên cao  chất ô nhiễm được khuếch tán, pha loãng trong khí quyển được thuận lợi. Khí quyển trung tính: β = β k  khối không khí chiếm vị trí cân bằng mới mà không tiếp tục chuyển động  sự khuếch tán (pha loãng) chất ô nhiễm không thuận lợi. Khí quyển ổn định (khí quyển dưới đoạn nhiệt): 02.1-Khuếch tán rối của KQ Khuếch tán rối theo chiều ngang - Gió và phân bố vận tốc gió theo chiều đứng  Gió là khuếch tán rối của khí quyển theo chiều ngang.  Hướng & vận tốc gió thay đổi thường xuyên.  Vận tốc gió thay đổi theo chiều cao & phụ thuộc vào tính ổn định của khí quyển, độ gồ ghề của mặt đất và các vật cản là các công trình xây dựng. Vận tốc gió (u) tại độ cao z - KQTT Theo hệ số ϕ (theo hàm logarit): u = u1ϕ  u, u1: vận tốc gió tại độ cao z và z1 (m) tương ứng (m/s)  ϕ: hệ số tính đến độ tăng vận tốc gió theo chiều cao, không thứ nguyên. −1 z + zo  z1 + zo  ϕ = ln  ln  zo   zo    zo: độ cao tại đó vận tốc gió bằng 0, z0 = 0,1mĐồ thịxác địnhhệ s ố ϕứng vớiz1 = 10 vàzo = 0,1 Vận tốc gió (u) tại độ cao z Theo hàm mũ n z u = u1   z   1  n: chỉ số mũ, không thứ nguyên  Trị số của n có giá trị từ 0 đến 1 được xác định bằng thực nghiệm như sau: • Bằng nội suy sự biến thiên vận tốc theo chiều đứng: n = 0,15; • Bằng thực nghiệm đối với mặt đất phẳng: n = 0,2; mặt đất gồ ghề hay tòa nhà là vật cản: 1/7 < n ≤ 1/3; • Phụ thuộc vào tính ổn định của KQ: KQ không ổn định n= 0,11; KQTT n = 0,14; KQ ổn định (nghịch nhiệt vừa) n = 0,2; KQ r ất ổn định (nghịch nhiệt mạnh) n =0,33; Xác định hệ số nStt Trạng thái khí quyển Hệ số n(I) Mặt đất gồ ghề 1 KQ rất không ổn định và không ổn định điển 0,15 hình (cấp A và B) 2 KQ không ổn định nhẹ (cấp C) 0,2 3 KQ trung tính (cấp D) 0,25 ...