پراکندگی آلاینده ها در اتمسفر

پراکندگی آلاینده ها در اتمسفر

فرمت: PPT تعداد صفحات: 50

مقدمه:

پراکندگی اتمسفری خروجی­ های منافذ، دودکش­ ها، منابع ناحیه­ ای، و منابع متحرک به بسیاری از فاکتورهای مرتبط به هم؛ همانند ماهیت فیزیکی و شیمیایی خروجی­ ها، مشخصه­ های هواشناسی، موقعیت دودکش نسبت به موانع در برابر حرکت هوا و ماهیت منطقه پائین‌ دست دودکش بستگی دارد. چندین روش تحلیلی براي ایجاد ارتباط بین پراکندگی خروجی­ ها و تعداد خاصی از این فاکتورها ارائه شده­اند؛ با این وجود، هیچ روشی همه فاکتورها را مدنظر قرار نمي‌دهد.

خروجی ‏های دودکش ممکن است تنها شامل گازها یا گازها و مواد معلق باشند. جهت دستیابی به حداکثر پراکندگی، خروجی‏ ها باید با شناوری (Buoyancy) و مومنتوم کافی دودکش را ترک کنند تا به بالا رفتن از خروجی دودکش ادامه دهند. هنگامی که سرعت باد صفر است، ستونهای دود با دانستیه پایین به ارتفاعات بالا می روند و غلظت های سطح زمین پایین می باشند.

خیزش اکثر ستون های دود گرم کاملاً توسط شناوری ناشی از درجه‌‌ حرارت بالاتر گازها ایجاد می شود. هنگامی‌که ستون دودی در جهت باد منحرف گردد، متناسب با سرعت متوسط با u در ارتفاع ستون دود، در امتداد محورش رقیق می گردد.

در هوای لایه­ بندی شده، شناوری ستون دود در اثر پایداری اتمسفر اطراف از بین می­رود. هنگامی­ که شرایط اتمسفری خنثی وجود داشته باشد، ستون دود توسط تلاطم که تابع ناهمواری سطح زمین، ارتفاع و مهمتر از همه سرعت باد است، پخش می­ گردد.

براي جلوگیری از حرکت Downwash ستون دود در خروجی دودکش، سرعت خروج گاز Vs باید به مقدار کافی زیاد باشد. نسبت زیر مقدار تقریبی این سرعت را بیان می­ کند:

به عبارتی دیگر، هنگامی­ که سرعت گاز دودکش حداقل 1/5 برابر سرعت باد در نوک دودکش باشد، Downwash از دودکش حداقل می­ باشد.

توانایی در پیش­ بینی غلظت­ های آلاینده ­های هوای آزاد در مناطق شهری براساس پراکندگی از منابع به داخل مناطق شهری ضروری است. بنابراین، به‌ منظور شبیه ­سازی فرآیند اتمسفری، می‌بایست مدل ­های ریاضی ایجاد و در برآورد پراکندگی آلاینده ­ها از منابع زمینی و مرتفع، اعم از منفرد یا گروهی، مورد استفاده قرار گیرند.

مدل پخش اِدی (The Eddy Diffusion Model)

جامع­ترین رویکرد برای تئوری انتقال، براساس مدل پخش اِدی می­باشد که در آن از مفهوم “طول اختلاط” استفاده می ­شود. این رویکرد بطور معمول نقطه شروع ایجاد یک مدل پراکندگی برای اتمسفر می ­باشد.

معادله اصلی این مدل از لحاظ ریاضی کاملاً پیچیده است، اما با در نظر گرفتن فرضیات جزئی ممکن است به صورت زیر خلاصه شود:

معادله مدل پخش ادی

در اینجا  C غلظت، t زمان و مقادیر Kiiضرایب پخش اِدی در سه جهت مختصات می ­باشند. این معادله به معادله پخش فیکیان (Fickian Diffusion Equation) معروف است.

با این وجود، بکار بردن این معادله برای فرآیند واقعی در اتمسفر مشکل است. بنابراین، جهت بکارگیری این معادله فرضیات زیر را هم در نظر می­ گیرند:

• آلاینده از یک منبع نقطه ­ای پیوسته سرچشمه می ­گیرد.
• فرآیند حالت پایدار دارد، یعنی dc/dt = 0

ادامه مطالب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ روش های نوین در کاهش آلودگی آب