Phân loại các nguồn thải chất ô nhiễm:
Theo chiều cao nguồn thải chất ô nhiễm:
Nguồn thải thấplà nguồn thải đặt trong vùng bóng khí động của công trình hay thấp hơn chiều cao giới hạn như sau:
-Với nhà có chiều ngang hẹp đứng độc lập: Hgh= 0,36 x b1+ 2,5 x H -Với nhà có chiều ngang rộng đứng độc lập:Hgh= 0,36 x b1+ 1,7 x H -Với nhóm nhà: Hgh= 0,36 x( b1+ X ) + H
b1-Khoảng cách từ tường hậu tới nguồn thải X-khoảng cách các nhóm nhà
H-chiều cao nguồn thải
Nguồn thải cao: là nguồn thải có H>Hgh Theo kích thước nguồn:
Nguồn điểm:Là nguồn có kích thước nhỏ gọn trong không gian như các ống thải khi hay ống khói…
Nguồn đường:Là nguồn thải chất ô nhiễm kéo dài trên một mặt phẳng.Như cửa mái nhà công nghiệp…
Nguồn diện: Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trên một mặt phẳng.
Nguồn không gian:Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trong một không gian. Theo nhiệt độ khí thải phân thành:
Nguồn nóngtừ ống thải nồi hơi, lò nung,…
Nguồn nguộitừ ống thải các hệ thống thông gió Theo bản chất chất ô nhiễm:
Nguồn thải hơi và khí
Nguồn thải bụi chưa được xử lý tới 90% Nguồn thải bụi đã được xử lý tới 90%
Phương trình vi phân cơ bản khuếch tán chất ô nhiễm vào môi trường khí:
Ta xét một ống thải chất ô nhiễm vào không khí ở độ cao h, dưới tác dụng của gió, luồng khí thải qua miệng ống sẽ bị uốn cong theo chiều gió. Đồng thời cho tác dụng xáo trộn và khuếch tán của không khí xung quanh với luồng khí thổi ra, tiết diện luồng khí dần dần được mở rộng ra như thành một chiếc loa tạo thành một hình khói theo chiều gió từ miệng ống thải. Các chất ô nhiễm lan chuyền chủ yếu trong vệt khói này có nồng độ cao nhất ở tâm luồng và giảm dần theo chiều di chuyển tới biên của vệt khói trừ các hạt bụi kích thước lớn phân ly khỏi dòng khí thải và rơi gần chân ống thải. Người ta quan sát thấy góc mở rộng của vệt khói trong phạm vi 10 – 20o.
Nếu đặt một hệ trục tọa độ có tâm tại tâm ống khói, trục Oz theo chiều cao ống khói và Ox trùng theo chiều gió thổi Oy theo phương vuông góc với Ox trên mặt phẳng nằm ngang mặt đất. Giả thiết rằng đây là hệ ổn định và bảo toàn với gió thổi song song với mặt đất, Taylor (1915) và Schmidt (1917) xây dựng lý thuyết khuếch tán chất khí và bụi lơ lửng trong không khí với phương trình vi phân tổng quát như sau:
Trong đó: C_ Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí. x,y,z_ Tọa độ điểm xét.
k_ Hệ số khuếch tán rối theo các phương x,y,z. u_ Tốc độ gió.
Năm 1932, Sutton O.G dựa theo lý thuyết của Taylor và cho rằng sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm trong quá trình lan toả tuân theo luật phân bố chuẩn Gauss và đưa ra kết quả.
Số mũ n có giá trị n = 0 đến 1 và xác định theo trường vận tốc gió theo chiều đứng. Sy Sz : Hệ số khuyếch tán rối theo phương Y và Z.
Năm 1963, Berliand M.E. giải phương trình và thu được kết quả cho việc xác định nồng độ C ở lớp sát mặt đất.
Với : M- Lưu lượng chất ô nhiễm. k1- Hệ số khuếch tán rối.
u- Vận tốc gió ở độ cao 1m.
n = 0,15 ~ 0,2.
Giới thiệu phương pháp tính toán:
Phương pháp của Sutton-Pasquill (pp Gauss): ( Còn gọi là mô hình thống kê kinh nghiệm)
Dạng công thức phổ biến nhất mà Sutton và Passquill đưa ra là:
(24)
Khi xác định nồng độ chất ô nhiễm gần mặt đất thì xem z = 0. Khi đó ta có:
(25) Trong đó:
C - Nồng độ chất ô nhiễm tại vị trí có tọa độ x,y,z. u - Vận tốc gió.
Tính ổn định của khí quyển:
-Khí quyển trong tầng đối lưu càng lên cao, nhiệt độ càng giảm đi theo một hệ số suy giảm nhiệt độ.
-Trong điều kiện lý tưởng, càng lên cao, khí áp càng giảm nên nhiệt độ cũng giảm theo hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Hệ số này = 1oC/100m.( PHẠM NGỌC ĐĂNG) -Trong thực tế có vài yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống này là gió, địa hình và bức xạ mặt trời.
-Khí quyển được coi là ổn định khi mà hệ số suy giảm nhiệt độ theo độ cao nhỏ hơn hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Trong trường hợp này một phần tử không khí được sấy nóng lên, dãn nở ra và bay lên trên do tác dụng của áp suất thủy tĩnh. Phân tử đó giảm nhiệt độ tuân theo hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Nhưng do hệ số suy giảm nhiệt
độ thực nhỏ hơn, nên tới lúc nào đó nhiệt độ của phần tử khí nhỏ hơn không khí xung quanh, nó lại chuyển động theo chiều ngược lại. Kết quả là phần tử khí dao động lên xuống ở mức nào đó.
-Khí quyển được coi là không ổn định khi hệ số suy giảm nhiệt độ theo chiều cao lớn hơn hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Phần tử không khí bị nóng lên cứ tiếp tục bay cao mãi.
-Khí quyển được coi là trung tính khi hai hệ số này bằng nhau.
Khi xác định được biến thiên nhiệt độ theo chiều cao của một vị trí, người ta có thể xác định được độ cao xáo trộn cực đại của khu vực.
Độ cao xáo trộn cực đại : Là chiều cao mà khối khí nóng có thể bay lên cho tới khi nhiệt độ của khối khi bị giảm theo điều kiên đoạn nhiệt bằng với nhiệt độ không khí xung quanh.
Biến thiên nhiệt độ theo chiều cao bị thay đổi do một vài hiện tượng sau: Nghịch nhiệt bức xạ:
-Do mặt đất có trao đổi nhiệt bức xạ với bầu trời nên về đêm, khi không có bức xạ mặt trời, mặt đất bức xạ nhiệt vào bầu trời và lạnh đi. Quá trình này thường bắt đầu từ tối, mạnh nhất vào đêm và và suy giảm dần khi trời sáng. Trong điều kiện mùa đông trời quang mây, nhiệt độ lớp không khí sát mặt đất thấp hơn cả các lớp phía trên sinh ra quá trình nghịch nhiệt bức xạ. Lớp nghịch nhiệt này có thể cao tới vài trăm mét vào sáng sớm.
r – Độ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt ( = 0,01oC/m )
Phương pháp tính toán này lệ thuôc rất nhiều vào độ ổn định của khí quyển mà theo bảng phân cấp thì độ ổn định này lại thay đổi liên tục theo thời gian. Vì thế giá trị tính được gần như giá trị trung bình tức thời tại thời điểm xem xét. Sau đây là kết quả tính so sánh nồng độ chất gây ô nhiễm trên mặt đất trong vệt khí thải ở các độ ổn định khí quyển khác nhau :
Tính nống độ chất ô nhiễm đồng thời do nhiều nguồn gây ra cho một điểm:
Ci– Nồng độ gây ra của nguồn thứ i.
GiẢm thiỂu ChẤt Ô NhiỄm môi trưỜng khí.