Bài giảng sự phát tán chất thải vào khí quyển huỳnh ngọc anh tuấn

SỰ PHÁT TÁN CHẤT THẢI VÀO KHÍ QUYỂN - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn - CÁC VẤN ĐỀ 1) 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 biển Gió 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.  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 > 1 o C/100m độ cao  khí quyển không ổn định. dz dT −= β Tính ổn định đứng của khí quyển Tính 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): 0<β<β k  không khí và chất ô nhiễm không có hòa trộn đứng  sự khuếch tán (pha loãng) chất ô nhiễm không thuận lợi.  Khí quyển dưới ổn định: β<0<β k  kìm hãm sự chuyển động thẳng đứng của không khí  sự khuếch tán (pha loãng) chất ô nhiễm không thuận lợi. [...]... - Chuyển động của không khí xung quanh tòa nhà rộng 3.3 - Vùng bóng rợp khí động và sự phân bố chất ô nhiễm    Vùng bóng rợp khí động: là không gian tuần hoàn khép kín của không khí trên và sau tòa nhà khi gió chuyển động xung quanh nhà Ranh giới vùng bóng rợp khí động: (dài, rộng, cao) phụ thuộc vào vị trí tương đối của nhà có nguồn thải và các nhà, công trình lân cận, vào hướng gió, kích thước... trình khuếch tán các chất ô nhiễm trong khí quyển Độ cao hòa trộn thấp vào buổi sáng và tăng dần theo thời gian trong ngày cho đến xế trưa là đạt trị số lớn nhất Về mùa hè độ cao hòa trộn lớn hơn mùa đông 2.2 - Phân bố chất ô nhiễm trong KQ Hình dạng luồng khuếch tán rối       Luồng hình sóng (uốn lượn): β > βk  cường độ khuếch tán mạnh Luồng hình nón: β = βk  cường độ khuếch tán vừa Luồng... 2.1-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... đứng hay sự chuyển động của không khí theo chiều đứng có mức độ khác nhau gọi là cường độ Cường độ khuếch tán rối phụ thuộc vào sự lan truyền nhiệt, tức gradien nhiệt độ theo chiều đứng hay tính ổn định của KQ Cường độ khuếch tán (ở đk ít mây, không mưa và gió nhẹ) phụ thuộc vào thời gian trong ngày và trong năm Độ cao hòa trộn      Độ cao hòa trộn là thông số để đánh giá mức độ khuếch tán hay... thuộc vào độ cao (z và z1 tương ứng) và tính ổn định của KQ, không thứ nguyên; β: Góc lệch của hướng gió tại độ cao z so với góc đã biết tại độ cao z1, o; δ và δ1: góc lệch của hướng gió, o f, f1, δ, δ1 tương ứng với độ cao z và tính ổn định của KQ (bảng 3.2 tr 96) VD 3.1 tr 96 2.1-Khuếch tán rối của KQ (tt)  Khuếch tán rối theo chiều đứng – Cường độ khuếch tán và độ cao hòa trộn    Khuếch tán rối... độ khuếch tán hay chuyển động rối theo chiều đứng của KQ Khi một phần tử không khí gần mặt đất bị nung nóng bốc lên cao, nhiệt độ của nó giảm theo đường đoạn nhiệt và độ chênh nhiệt độ giữa nó với không khí xung quanh sẽ giảm dần cho đến khi cân bằng Độ cao mà tại đó nhiệt độ không khí bốc lên trên bằng nhiệt độ xung quanh là độ cao hòa trộn Độ cao hòa trộn được xác định bằng cách tìm điểm giao nhau... khuếch tán vừa Luồng hình quạt: β 2,5h Tòa nhà dài: l > 10h Tòa nhà ngắn: l ≤ 10h Khoảng cách các nhà trong công trình: nếu 2 nhà cách nhau x > 8h÷10h  các nhà độc lập nhau b - chiều rộng tòa nhà h - chiều cao tòa nhà l - chiều dài nhà (trực giao với hướng gió) 3.1 - Chuyển động của không khí xung quanh tòa nhà hẹp 3.2... trí tương đối của nhà có nguồn thải và các nhà, công trình lân cận, vào hướng gió, kích thước hình học và vị trí của các nhà, công trình theo phương gió thổi Kích thước vùng bóng rợp khí động khi gió chuyển động xung quanh: hình 3.15 tr 107 3.4 – Chiều cao giới hạn a Trong vùng tuần hoàn khuất gió và trên mái của tòa nhà rộng đứng riêng biệt H gh = 0,36bz + 1,7 h 3.4 – Chiều cao giới hạn (tt) b Trong . SỰ PHÁT TÁN CHẤT THẢI VÀO KHÍ QUYỂN - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn - CÁC VẤN ĐỀ 1) 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. của khí quyển Tính 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, . lợi.  Khí quyển ổn định (khí quyển dưới đoạn nhiệt): 0<β<β k  không khí và chất ô nhiễm không có hòa trộn đứng  sự khuếch tán (pha loãng) chất ô nhiễm không thuận lợi.  Khí quyển