Giáo trình ô nhiễm không khí part 3 ppt

68

toá nhö: toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí trong khí quyeån (toác ñoä gioù); ñoä aåm cuûa

khoâng khí, nhieät ñoä cuûa khoâng khí, cöôøng ñoä böùc xaï maët trôøi vaø cuoái cuøng laø ñoä che

phuû cuûa maây treân baàu trôøi.

- Toác ñoä gioù: laø toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí trong khí quyeån do cheânh

leäch aùp suaát cuûa khoâng khí giöõa caùc vuøng vôùi nhau.

Thöïc chaát toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí luoân bieán ñoåi theo caû chieàu ñöùng

vaø chieàu ngang laøm xaùo troän taàng khí quyeån vaø daãn ñeán xaùo troän söï phaùt taùn, pha

loaõng khí thaûi trong khí quyeån. Ñaây laø yeáu toá quan troïng nhaát laøm cho khí quyeån

khoâng oån ñònh, luoân luoân bieán ñoåi. Ñaây laø nhaân toá raát quan troïng ñeå xaùc ñònh ñoä

beàn vöõng khí quyeån trong moâ hình tính toaùn. Thoâng thöôøng neáu trong cuøng moät ñieàu

kieän nhö nhau, neáu toác ñoä gioù caøng lôùn thì khaû naêng phaùt taùn vaø pha loaõng khí thaûi

caøng cao.

- Ñoä aåm cuûa khoâng khí: laø löôïng hôi nöôùc chöùa trong khoâng khí.

Löôïng hôi nöôùc chöùa trong khoâng khí phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vaø phaân aùp suaát

cuûa hôi nöôùc. Trong ñieàu kieän bình thöôøng hôi nöôùc chöùa trong khí quyeån ôû traïng

thaùi chöa baõo hoaø, gaëp khi trôøi möa ñoä aåm cuûa khoâng khí taêng leân, neáu trôøi möa laâu

khoâng khí coù theå ñaït traïng thaùi baõo hoaø. Khoâng khí coù ñoä aåm caøng thaáp thì khaû naêng

phaùt taùn, pha loaõng khí thaûi caøng cao vaø ngöôïc laïi. Vôùi nhöõng ngaøy trôøi naéng thì khí

thaûi phaùt taùn toát hôn nhöõng ngaøy trôøi aåm thaáp hoaëc vuøng coù nhieàu söông muø. Tuy

nhieân, cuõng phaûi thaáy theâm raèng khi ñoä aåm khoâng khí cao töùc laø löôïng hôi nöôùc

trong khí quyeån nhieàu seõ giuùp cho quaù trình sa laéng öôùt hoaëc caùc phaûn öùng hoaù hoïc

giöõa caùc chaát oâ nhieãm haùo nöôùc vôùi hôi nöôùc coù trong khí quyeån nhanh hôn. Ñieàu

naøy daãn ñeán vieäc laøm giaûm noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong khí quyeån nhöng laïi laøm

taêng noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc möa. Ñieàu naøy cuõng lyù giaûi taïi sao ôû 10

phuùt ñaàu cuûa traän möa noàng ñoä SO4

2- thöôøng laïi raát cao.

- Böùc xaï maët trôøi vaø ñoä maây che phuû: thöïc chaát hai yeáu toá naøy aûnh höôûng cuõng

khoâng ít ñeán quaù trình phaùt taùn chaát oâ nhieãm. Tuy nhieân, möùc ñoä cuûa noù thaáp hôn

caùc yeáu toá neâu treân.

- Nhieät ñoä khoâng khí: laø ñaïi löôïng bieåu thò möùc ñoä noùng hay laïnh cuûa khoâng

khí.

Yeáu toá naøy coù lieân quan ñeán quaù trình phaùt taùn chaát oâ nhieãm thoâng qua hieäu soá nhieät

ñoä giöõa khí thaûi vaø khoâng khí trong khí quyeån nhö ñaõ trình baøy ôû treân.

4.1.3. Caùc yeáu toá veà ñòa hình

AÛnh höôûng cuûa caùc yeáu toá ñòa hình khoâng keùm phaàn quan troïng ñoái vôùi quaù

69

trình phaùt taùn chaát oâ nhieãm trong khí quyeån. Ñoù laø aûnh höôûng cuûa caùc coâng trình,

nhaø cöûa, caây coái hoaëc ñoài, nuùi xung quanh nguoàn thaûi ñang xeùt. Söï aûnh höôûng naøy

khoâng nhöõng chæ ñoái vôùi chieàu cao maø ngay caû vôùi chieàu roäng cuûa caùc coâng trình,

nhaø cöûa cuõng aûnh höôûng khoâng keùm phaàn quan troïng.

Trong quaù trình tính toaùn phaùt taùn chaát oâ nhieãm aûnh höôûng cuûa yeáu toá naøy ñöôïc

ñaùnh giaù thoâng qua vieäc xaùc ñònh ñoä beàn vöõng khí quyeån cuûa khu vöïc ñaët nguoàn.

4.2. PHÖÔNG TRÌNH PHAÙT TAÙN CHAÁT OÂ NHIEÃM

4.2.1. Lyù thuyeát khueách taùn chaát oâ nhieãm (daïng khí vaø daïng lô löûng) trong khí

quyeån

a) Phöông trình vi phaân cô baûn cuûa quaù trình khueách taùn chaát oâ nhieãm daïng khí

vaø daïng lô löûng trong khí quyeån ñöôïc duøng laøm cô sôû cho moïi tính toaùn toaùn hoïc veà

quaù trình naøy laø xuaát phaùt töø phöông trình coå ñieån veà daãn nhieät trong vaät raén [

F.Pasquill Noel de nevers ].

Trong tröôøng hôïp ta ñang xem xeùt ôû ñaây laø doøng khí chaûy roái, phöông trình

bieåu dieãn noàng ñoä chaát oâ nhieãm khoái löôïng cuûa chaát ñoù treân ñôn vò theå tích taïi moät

ñieåm coù toïa ñoä x, y, z coù daïng nhö sau:

∂∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ⎛ ⎞ ⎛⎞ ⎛ ⎞

=++ ⎜ ⎟ ⎜⎟ ⎜ ⎟ ∂τ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ⎝ ⎠ ⎝⎠ ⎝ ⎠ xyz

cc c KKK

x xx yz z

(4.1 )

trong ñoù :

c – noàng ñoä chaát oâ nhieãm, (g/m3

)

τ - thôøi gian, (s)

Kx, Ky, Kz – Laàn löôït laø heä soá khueách taùn roái theo phöông x, y, z moät caùch

töông öùng.

Ñeå dieãn giaûi phöông trình vi phaân neâu treân ñaàu tieân ta choïn ñieåm quan saùt di

ñoäng theo truïc cuûa luoàng khoùi (h.4.1). Ñoù laø phöông phaùp ñieåm quan saùt Lagrange

(Lagrangian viewpoint). Töø ñieåm quan saùt naøy, maët ngöôøi quan saùt coù caûm giaùc maët

ñaát chuyeån ñoäng veà phía ngöôïc laïi chieàu gioù gioáng nhö khi ta nhìn töø maùy bay xuoáng

döôùi.

70

Hình 4.1. Phaùt taùn chaát oâ nhieãm theo chieàu gioù

Ta baét ñaàu “bay” vaø quan saùt töø phía ñaàu gioù cuûa nguoàn phaùt thaûi (oáng khoùi), do

ñoù ta coù theå giaû thuyeát noàng ñoä ban ñaàu cuûa chaát oâ nhieãm C0=0 (Neáu C0 # 0 ta phaûi

coäng vaøo keát quaû tính toaùn ñöôïc ôû ñaây ñeå ñaùnh giaù noàng ñoä oâ nhieãm ñöôïc chính xaùc

hôn). Khi “bay” qua saùt ngang beân treân oáng khoùi ta quan saùt thaáy noàng ñoä ôû ñoù laø

cöïc ñaïi, sau ñoù caøng ra xa oáng khoùi theo chieàu gioù luoàng khoùi caøng môû roäng, noàng

ñoä chaát oâ nhieãm caøng giaûm daàn do coù hieän töôïng hoøa troän bôûi khueách taùn roái.

Ta xem xeùt moät khoái nhoû hình hoäp coù caïnh laø Δx, Δy vaø Δz ôû gaàn truïc cuûa luoàng

khoùi vaø thieát laäp döï caân baèng vaät chaát xaûy ra trong khoái hình hoäp naøy.

Giaû thieát raèng chaát oâ nhieãm khoâng ñöôïc sinh ra, cuõng khoâng bò phaân huûy tieâu

hao trong khí quyeån, töùc laø khoâng coù caùc phaûn öùng hoùa hoïc cuõng nhö khoâng xaûy ra

caùc quaù trình sa laéng khoâ, sa laéng öôùt, ta coù theå vieát:

(…2)

Löôïng vaät chaát tích tuï trong ñôn vò thôøi gian laø vi phaân theo thôøi gian cuûa löôïng

tích tuï, töùc tích soá cuûa noàng ñoä vaø theå tích. Nhö vaäy ta coù:

Löôïng vaät chaát

tích tuï trong khoái

hình hoäp

= Σ

Löôïng

vaät chaát

ñi vaøo

- Σ

Löôïng

vaät chaát

ñi ra

Cöôøng ñoä tích tuï

theo thôøi gian

= τ τ ∂τ

∂ = Δ Δ Δ

∂

∂ = ∂

∂ C

x y z

C (C.V) V (4.3)

(4.2)