Công nghệ môi trường - Mô hình hóa môi trường

105 trang vanle 1550

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Công nghệ môi trường - Mô hình hóa môi trường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

cong_nghe_moi_truong_mo_hinh_hoa_moi_truong.pdf

Nội dung text: Công nghệ môi trường - Mô hình hóa môi trường

Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac MÔ HÌNH HÓA MÔI TRѬӠNG MÔ HÌNH HÓA MÔI TRѬӠNG 1. TӘNG QUAN Vӄ MÔ HÌNH HÓA MÔI TRѬӠNG. 5 - Mөc tiêu 2. KHÍ QUYӆN VÀ HOÀN LѬU KHÍ QUYӆN 9 - Tài liӋu hӑc tұp: 3. CÁC YӂU TӔ KT Ҧ.HѬӢNG LÊN SӴ PHÁT TÁN CHҨT Ô NHIӈM KK [1] Lѭѫng Văn ViӋt, Mô hình hóa môi trѭӡng,ĈH Công NghiӋp, 2013. 4. Ô NHIӈM MÔI TRѬӠNG KHÔNG KHÍ 10. Tài liӋu tham khҧo: Nhóm 1, Thӭ 4 Ng văn Ĉ 5. MÔ HÌNH GAUSS, SUTTON 1. Ĉһng Văn Bҧng (2005). Mô hình toán thuӹ văn. Ĉҥi hӑc Thuӹ Cao Hӑc 2Nhóm 2, Thӭ 4 /ӧi, Hà Nӝi. 6. MÔ HÌNH BERLIAND 2. Trҫn Ngӑc Chҩn (2000). Ô nhiӉm môi trѭӡng không khí và xӱ lý 7. MÔ HÌNH HÓA CHҨT LѬӦNG NѬӞC HӖ khí thҧi. Nxb Khoa hӑc và Kӻ thuұt, Hà Nӝi. 3. Phҥm Ngӑc Ĉăng (1997). Môi trѭӡng không khí. Nxb Khoa hӑc 8. MÔ HÌNH STREETER-PHELP và Kӻ thuұt, Hà Nӝi. 9. MÔ HÌNH DÒNG CHҦY VÀ LAN TRUYӄN CHҨT TRONG KÊNH SÔNG 4. Phҥm Ngӑc Hӗ, Ĉӗng Thӏ Kim Loan, Trӏnh Thӏ Thanh (2009). Giáo trình cѫ sӣ môi trѭӡng không khí. Nxb Giáo Dөc. 10. MÔ HÌNH DÒNG CHҦY VÀ LAN TRUYӄN CHҨT TRONGĈҨT 5. Phҥm Ngӑc Hӗ, Hoàng Xuân Cѫ (1991). Cѫ sӣ khí tѭӧng hӑc. Nxb Khoa hӑc và Kӻ Thuұt, Hà Nӝi. 1 2 3 4
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 5 6 Các mô ÿun Nhân mô hình I't 'S 'S = I't -Q't I Q 't 'S dS Q I Q 't dt Mô hình hӗ chӭa 7 8
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac TiӃn trình vұn hành mô hình Thu thұp dӳ liӋu Mô hình HiӋu chӍnh KiӇm ÿӏnh Tiên ÿoán 9 10 HiӋu chӍnh các thông sӕ mô hình • Các ÿLӅu kiӋn áp dөng mô hình và ÿiӅu kiӋn thӵc tӃ phҧi Wѭѫng thích Ĉáp ӭng khung thӡi gian cӫa dӵ án, kinh phí thӵc hiӋn, thiӃt Eӏ máy móc, nhân lӵc và các nӝi dung cҫn thӵc hiӋn. • Cóÿӝ chính xác cao trong mô phӓng, có các công cө Kӝ trӧ 6ӕ liӋu R,T,V,ĈH trong hiӋu chӍnh tham sӕ mô hình (Calibration), kiӇm ÿӏnh ÿҫu vào M.ÿӋm,ÿҩt NӃt quҧ (Verification) Các sѫÿӗ thҩm, • Mô hình thѭӡng xuyên ÿѭӧc cұp nhұt, Mô hình Các Mô ÿun 0ѭa rào dòng chҧy • Tính thân thiӋn vӟi ngѭӡi sӱ Gөng (user friendliness) Các thông sӕ dòng chҧy +Ӌ Vӕ nhám +Ӌ Vӕ thҩm Ĉӝ ҭm ban ÿҫu 6ӕ liӋu 6ӕ liӋu ÿҫu ra ÿҫu ra 11 12
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o .d .c oc ack u-tr 1.5. HiӋu chӍnh các thông sӕ mô hình - Các tiӃp cұn ÿӇ hiӋu chӍnh thông sӕ mô hình - Các bѭӟc trong tiӃn trình hiӋu chӍnh + TiӃp cұn tiên nghiӋm Thông sӕ nào trong mô hình sӁ quyӃt ÿӏnh kӃt quҧ Giá trӏ ban ÿҫu cӫa thông Vӕÿѭӧc suy ra tӯÿo ÿҥc A P Mô hình phҧi thӇ hiӋn hoһc tӯ thӵc nghiӋm / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / Wӕt các yӃu tӕ nào T HiӋu chӍnh KiӇm nghiӋm 1 2 / 3 i tan(T ) (carlibration) (verification). V R i n R = P / A 1 • Giá trӏ ban ÿҫu cӫa các thông sӕ => n R2 / 3 i (phù hӧp vӟi khu vӵc nghiên • Xác ÿӏnh các thông sӕ sao cho V Fӭu) NӃt quҧ mô phӓng phù hӧp vӟi •Bѭӟc thӡi gian tӕi ѭu ('t). thӵc tӃ 13 14 - Các tiӃp cұn ÿӇ hiӋu chӍnh thông sӕ mô hình Phѭѫng pháp xác ÿӏnh nhiӅu tham sӕ + TiӃp cұn phù hӧp ÿѭӡng cong Mô hình H - Phѭѫng pháp Nelder- Mead P P d • Thӫ công 2 E E1 P Thӵc ÿo P, p các tham s͙ 3 a 1 E''3 P3 E: sai s͙ mô hình f c t E'3 b0) ThiӃt lұp sai sӕ Wӟi hҥn E0 P b 9 %ѭӟc ÿҫu,ÿiӅu chӍnh loҥi tham sӕ giӳ vai trò quan trӑng và 2 E e b1) Xác ÿӏnh c làÿiӇm giӳa cӫa ab 2 giӳ nguyên các loҥi tham sӕ khác. E3 > E2> E1 9 Ӣ bѭӟc thӭ hai, tѭѫng tӵ nhѭ bѭӟc thӭ nhҩt nhѭng ÿLӅu chӍnh ĈLӇm f là trӑng tâm cӫa 'abc p p2 Yӟi các loҥi tham sӕ còn lҥi. ĈLӇm e sao cho dc = ce 9 Quay lҥi bѭӟc ÿҫu cho ÿӃn khi tҩt cҧ các loҥi tham sӕ là tӕi b2) i) NӃu E'3 E2 thì thay ÿLӇm e bҵng f ch. xác ch. 1Ӄu E''3 E2 thì ÿiӇm d ÿѭӧc thay thӃ Eҵng f, quay trӣ Oҥi b1 15 16
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 1.6. KiӇm nghiӋm mô hình n 2 ¦( Xoi Xsi ) HiӋu chӍnh KiӇm nghiӋm NSI 1 i 1 => 1 Mô hình, Các thông sӕ MH, KӃt quҧ ChӍ Vӕ Nash-Sutcliffe n 2 mô phӓng có phù hӧp vӟi thӵc tӃ ? ( Xo Xo ) (carlibration) ¦ i (verification). i 1 Giá trӏ Fӫa Hàm mөc tiêu (Objective Function - OF) trong kiӇm nghiӋm. Ví dͭ: Cho chuӛi quan trҳc (Xo ) và chuӛi mô phӓng (Xs ) nӗng ÿӝ SO nhѭ bҧng phía dѭӟi, hãy kiӇm nghiӋm kӃt quҧ mô phӓng qua sai Các trӏ Vӕ thӕng kê dùng cho kiӇm nghiӋm 2 n Vӕ trung bình, hӋ Vӕ tѭѫng quan và NSI. 1 n 1 Xs ¦ Xsi 3 Giá trӏ trung bình Xo Xoi ~ n 24 17 15 16 28 n ¦ i 1 Xo (Pg/m ) i 1 3 Xs (Pg/m ) 27 19 14 18 27 1 n 1 n 2 Ĉӝ OӋch chuҭn So ( Xo Xo )2 ~ Ss ¦( Xsi Xs ) Xs ¦ i n 30 n i 1 i 1 30 25 25 Sai sӕ trung bình 1 n MAGE Xs Xo X ¦ i i => 0 20 n i 1 20 n 15 15 y = 0.9615x + 1.76 2 ¦( Xoi Xo )* ( Xsi Xs ) R = 0.897 i 1 +Ӌ Vӕ tѭѫng quan R => 1 10 i 10 Xo n n 2 2 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 ¦( Xoi Xo ) * ¦( Xsi Xs ) 17 i 1 i 1 18 Trung HiӋu chӍnh kӃt quҧ mô phӓng STT (i) 1 2 3 4 5 7әng bình (1) Xoi 24 17 15 16 28 20 Xˆs aXs b (2) Sau khi ÿã tӕi ѭu Xsi 27 19 14 18 27 21 ÿѭӧc miӅn tính, sѫ n Xo Xs (3) i i 3 2 1 2 1 1.8 MAGE ÿӗ tính và bӝ tham ( Xs Xs )( Xo Xo ) (4) ¦ (Xoi -Xsi)2 9 4 1 4 1 19 Vӕ mô hình a i 1 Xo Xo (1) (5) n b Xo aXs i 4 -3 -5 -4 8 ( Xs Xs )2 (6) ¦ Xsi Xs (2) 6 -2 -7 -3 6 i 1 30 (5)*(6) (7) 24 6 35 12 48 125 t Xo Xs Xo Xs 22.0 1 21 27 6 Quan trҳc 2 (8) 21.0 Xoi Xo 16 9 25 16 64 130 2 17 13 4 25 Mô phӓng 20.0 2 3 16 13 3 HiӋu chӍnh (9) CO Xoi Xs 36 4 49 9 36 26.8 134 4 19 17 2 19.0 5 21 23 2 ÿӝ 20 18.0 y = 0.3322x + 12.289 2 TB 18.8 18.6 3.4 2 ng n 17.0 R = 0.6325 ( Xo Xs ) 1ӗ 15 ¦ i i 19 16.0 NSI 1 i 1 1 0,854 t n 2 15.0 130 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 10 1 2 3 4 5 ¦( Xoi Xo ) i 1 19 20
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac C2. Khí quyӇn và hoàn lѭu khí quyӇn 2.1. Sӵ phân lӟp khí quyӇn Khí quyeån khoâng ñoàng nhaát theo caû phöông thaúng ñöùng laãn phöông naèm ngang, söï khaùc bieät veà traïng thaùi vaø tính chaát cuûa noù theo phöông thaúng ñöùng laø roõ reät nhaát. Khí quyeån ñöôïc chia Phҫn I. Mô hình hóa thaønh nhieàu taàng, trong moãi taàng laïi ñöôïc phaân thaønh nhieàu chҩt lѭӧng không khí lôùp. Söï phaân lôùp khí quyeån ñöôïc döïa treân profile nhieät ñoä; thaønh phaàn khí; ñaëc tröng ñieän vaø caùc tính chaát vaät lyù khaùc cuûa khí quyeån. Trong khí töôïng söï phaân lôùp theo nhieät ñoä vaø aûnh höôûng cuûa maët ñeäm ñöôïc quan taâm nhieàu nhaát. 21 22 Các tҫng khí quyӇn Söï phaân taàng theo nhieät ñoä: 2.2. Lӟp biên khí quyӇn - Taàng ñoái löu: Laø taàng khí quyeån thaáp nhaát vaø moûng nhaát, nhöng taäp Söï phaân lôùp khí quyeån theo möùc ñoä aûnh höôûng cuûa maët ñeäm. trung ñeán 80% khoái löôïng khí quyeån. Ñoä cao trung bình khoaûng 8 km ôû vuøng cöïc vaø 16 km ôû vuøng xích ñaïo. Xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa maët ñeäm ñeán caùc quaù trình xaûy ra trong - Taàng bình löu: Taäp trung phaàn lôùn löôïng 110 - khí quyeån, ngöôøi ta chia khí quyeån laøm hai lôùp: lôùp bieân vaø khí ozon. Trong lôùp döôùi, T thay ñoåi chaäm cho 100 - Taàng nhieät quyeån 90 - 0.002 quyeån töï do. ñeán ñoä cao ~35 km. Töø ñoä cao 35 km trôû leân 0.005 80 - Lôùp trung quyeån haïn 0.01 0.02 T taêng nhanh vaø tôùi bình löu haïn nhieät ñoä ) 70 - 0.05 m 0.1 k Taàng trung quyeån 0 ( 60 - 0.2 ñaït xaáp xæ 0 C. o Lôùp bieân: laø lôùp chòu aûnh höôûng tröïc tieáp cuûa beà maët, a 0.5 c ä 50 - Lôùp bình löu haïn o 1 Khí aùp (mb) Khí aùp Ñ 2 - Taàng trung quyeån: T giaûm theo ñoä cao vôùi 40 - ñoä daøy cuûa lôùp bieân bieán ñoåi theo thôøi gian, khoâng gian 5 0 30 - Taàng bình löu 10 nhieät ñoä thaáp nhaát khoaûng -70 C taïi trung 20 vaø caùc heä thoáng thôøi tieát. 20 - 50 quyeån haïn. Lôùp ñoái löu haïn 100 10 - 200 Khí quyeån töï do: laø lôùp beân treân lôùp bieân Taàng ñoái löu 500 1000 - Taàng nhieät quyeån: T taêng lieân tuïc theo 0 - I I I I I I I I I chieàu cao, do söï haáp thuï böùc xaï maët trôøi 180 200 220 240 260 280 300 320 340 T ( K) cuûa phaân töû oâxy ñoái vôùi böôùc soùng nhoû hôn Söï phaân taàng theo nhieät ñoä 0,175 ñeå phaân ly thaønh nguyeân töû oâxy. 23 24
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac /ӟp biên khí quyӇn Z Caáu truùc PBL Khí quyeån töï do (Free atmosphere) z=z Ñònh nghóa lôùp bieân Lôùp trung chuyeån (Entrainment layer) PBL Lôùp xaùo troän Lôùp nhaân (Mixing layer) Lôùp bieân haønh tinh (Planetary Boundary Layer - PBL) laø moät (PBL core) Lôùp bieân oån ñònh PBL (Stable boundary layer) z~0.1z~ boä phaän cuûa taàng ñoái löu, theå hieän nhöõng aûnh höôûng tröïc tieáp Lôùp bieân noäi PBL (Inertial sublayer) z=z töø beà maët traùi ñaát vaø phaûn öùng laïi nhöõng taùc ñoäng töø beà maët Lôùp beà maët Lôùp goà gheà 0 (Surface layer) (draughness sublayer) vôùi thôøi gian khoaûng töø moät giôø hoaëc nhoû hôn. z=h h Lôùp saùt maët (canopy) PBL coøn ñöôïc goïi taét laø lôùp bieân (Boudary Layer – BL) vaø coù teân Theo vai troø vaø ñaëc tính cuûa töøng phaàn trong PBL noù ñöôïc chia goïi khaùc laø lôùp bieân khí quyeån (Atmospheric Boundary Layer – laøm 3 lôùp chính laø: ABL) Lôùp beà maët (surface layer) Caùc taùc ñoäng töø beà maët aûnh höôûng tôùi PBL bao goàm löïc ma saùt, Lôùp nhaân (PBL core) 16/5 boác thoaùt hôi, vaän chuyeån nhieät, phaùt thaûi caùc chaát oâ nhieãm. Lôùp trung chuyeån (entrainment layer) hay coøn goïi laø lôùp ñaûo ngöôïc (caping inversion layer). 25 26 /ӟp biên khí quyӇn /ӟp biên khí quyӇn Lôùp beà maët: Chòu aûnh höôûng maïnh meõ nhaát cuûa maët ñeäm. Do söï phöùc Phaân loaïi PBL taïp cuûa caùc quaù trình vaät lyù xaûy ra trong lôùp naøy neân noù laïi ñöôïc chia laøm 3 lôùp phu (lôùp saùt maët (lôùp canopy), lôùp goà gheà vaø lôùp bieân noäi). Vieäc phaân loïai PBL Z Vieäc chia laøm 3 lôùp naøy laø döïa treân vieäc phaùt sinh vaø tieâu taùn naêng ñöôïc döïa treân ñoä oån löôïng roái cuõng nhö caùc khaùc bieät veà thaønh phaàn löïc trong phöông ñònh cuûa noù hoaëc UBL theo maët daïng maët RBL trình chuyeån ñoäng. Do coù ñoä ñöùt gioù lôùn (wind shear) neân ñaây ñöôïc b) RBL coi laø lôùp saûn sinh naêng löôïng roái. Lôùp beà maët coù ñoä daøy khoaûng 10% ñeäm maø noù chòu aûnh N«ng th«n Ngo¹i « §« ThÞ Ngo¹i « N«ng th«n ñoä daøy PBL. höôûng. Taïi lôùp nhaân: trong ñieàu kieän baát oån ñònh quaù trình roái xaûy ra maïnh meõ, do ñoù profile thaúng ñöùng cuûa caùc yeáu toá khí töôïng trong lôùp nhaân Phaân loïai theo ñaëc tính maët ñeäm: laø khaù oån ñònh. PBL coù 2 daïng maø thöôøng ñöôïc quan taâm laø: Lôùp trung chuyeån: Profile caùc yeáu toá khí töôïng thay ñoåi nhanh ñeå tieán - UBL (PBL treân khu vöïc ñoâ thò) tôùi traïng thaùi cuûa khí quyeån töï do. Do naêng löôïng roái taét daàn trong lôùp naøy neân noù coøn ñöôïc coi laø lôùp tieâu taùn naêng löôïng roái, ôû ñaây - RBL (BPL treân khu vöïc noâng thoân) naêng löôïng roái ñöôïc chuyeån daàn sang naêng löôïng tieàm naêng cuûa caùc 27 doøng phaân taàng. 28
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac /ӟp biên khí quyӇn /ӟp biên khí quyӇn So saùnh ñaëc tính giöõa PBL vaø lôùp khí quyeån töï do Phaân loïai theo ñoä oån ñònh: Ma saùt beà maët do caùc vaät caûn laø nguyeân nhaân xuaát hieän vaø phaùt PBL coù hai kieåu chuû yeáu laø PBL ñoái löu (Convective Planetary PBL: trieån cuûa xoaùy eddy vaø gioù hoãn loaïn trong PBL. Chuyeån ñoäng roái dieãn ra Boundary Layer – CBL) vaø PBL phaân taàng oån ñònh (Stably stratified treân toaøn boä beà daøy PBL, lôùp beà maët laø nôi phaùt sinh chuyeån ñoäng roái, lôùp planetary boundary layer - SBL ). Kieåu phaân loaïi naøy ñöôïc söû duïng nhaân laø nôi coù hoïat ñoäng roái maïnh meõ nhaát. Trong PBL gioù taïo ra do löïc: trong caùc sô ñoà tham soá hoùa lôùp bieân trong moâ hình soá trò. gradient khí aùp, Coriolis, nhôùt phaân töû, öùng suaát roái vaø löïc caûn khí ñoäng CBL: hoïc. Toác ñoä gioù thöôøng taêng theo ñoä cao theo qui luaät loâgarit, höôùng gioù Thoâng löôïng cuûa löïc noåi > 0 beà maët, ñöôïc taïo ra do maët ñeäm bò ñoát caét caùc ñöôøng ñaúng aùp vôùi goùc khaù lôùn. Caùc vaän chuyeån nhieät, aåm, v.v. tôùi noùng vaø gradient nhieät ñoä giaûm nhanh theo ñoä cao, khi ñoù chuyeån caùc lôùp cao hôn chuû yeáu do hoaït ñoäng roái. ñoäng roái ñöôïc taêng cöôøng. Daïng lôùp bieân naøy toàn taïi chuû yeáu ôû vuøng Khí quyeån töï do: thöôøng khoâng coù chuyeån ñoäng roái, hoaëc coù roái daïng côn nhieät ñôùi vaø vó ñoä trung bình vaøo ban ngaøy. trong maây ñoái löu. Tieâu taùn naêng löôïng chæ do öùng suaát nhôùt phaân töû neân SBL: nhoû. Trong khí quyeån töï do gioù töông ñoái ñoàng nhaát vaø maïnh, toác ñoä vaø Thoâng löôïng löïc noåi d 0 taïi beà maët, khi ñoù chuyeån ñoäng roái bò ngaên höôùng gioù ñöôïc quyeát ñònh baèng hai thaønh phaàn laø löïc gradient khí aùp vaø chaën. SBL toàn taïi trong thôøi gian ban ñeâm treân taát caû caùc khu vöïc, löïc Coriolis. ÔÛ ñaây, tröôøng gioù gaàn vôùi gioù ñòa chuyeån vaø coù höôùng gaàn thaäm chí SBL coù theå toàn taïi vaøo ban ngaøy ôû moät soá khu vöïc do nhieät song song vôùi caùc ñöôøng ñaúng aùp. Vaän chuyeån thaúng ñöùng chuû yeáu xaûy ra trong maây ñoái löu. Ñoä cao cuûa lôùp ít bieán ñoåi bieán ñoåi trong ngaøy. 29 ñoä beà maët laïnh hôn nhieät ñoä khí quyeån beân treân 30 BiӃn ÿәi ÿӝ dày PBL Ĉӝ dày cӫa PBL biӃn ÿәi theo thӡi gian và không gian, tӯ vài trăm Lôùp bieân noäi ÖÙng suaát Reynolds mét ÿӃn vài kilômét. Tùy thuӝc vào ÿһc tính mһt ÿӋm và hình thӃ thӡi tiӃt màÿӝ cao PBL Lôùp beà maët là khác nhau. ÖÙng suaát Reynolds Lôùp goà gheà Phaân taùn öùng suaát • Trên biӇn do nӅn nhiӋt ÿӝ ít thay ÿәi nên ÿӝ cao PBL chӍ thay ÿәi khoҧng 10%, vӟi ÿӝ cao trung bình khoҧng 1 km, Lôùp saùt maët (canopy) ÖÙng suaát Reynolds • Trên các khu vӵc mà mһt ÿӋm dҥng hoang mҥc và sa mҥc thì Phaân taùn öùng suaát ÿӝ cao PBL biӃn ÿәi rҩt mҥnh theo ngày ÿêm. Löïc caûn khí ñoäng hoïc Ӣ các vùng áp cao do chuyӇn ÿӝng cӫa dòng giáng nên ÿӝ cao PBL thѭӡng thҩp. Ӣ vùng áp thҩp do chuyӇn ÿӝng cӫa dòng thăng mҥnh mӁ nên ÿӝ cao PBL thѭӡng khá cao, có khi lên tӟi ÿӍnh tҫng ÿӕi lѭu. 31 32
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac BiӃn ÿәi ÿӝ dày PBL 2.7. Các hӋ thӕng khí áp chi phӕi thӡi tiӃt ViӋt Nam Khi gió mҥnh làm tăng cѭӡng xáo trӝn thҷng ÿӭng dүn ÿӃn tăng ÿӝ cao PBL. Khi nhiӋt ÿӝ Oӟp bӅ Pһt càng cao hѫn nhiӋt ÿӝ các lӟp phía trên, lӵc Ĉӝ cao ÿӏa thӃ Yӏ Qәi càng lӟn vàÿӝ cao PBL càng cao. trung bình tháng 12, Pӵc 1000 mb Chu trình bӭc xҥ là nguyên nhân cӫa chu trình ngày ÿêm cӫa ÿӝ cao PBL. Vào ban ÿêm ӣ vùng cӵc ÿӝ cao cӫa PBL chӍ khoҧng vài chөc mét và ӣ vùng xích ÿҥo chӍ khoҧng vài trăm mét. Vào ban ngày khi mһt ÿӋm bӏÿӕt nóng mҥnh,ÿӝ cao cӫa PBL có thӇ lên tӟi vài ngàn mét. Trѭӡng gió trung bình tháng 12, ÿӝ cao 10 m 33 34 2.7. Các hӋ thӕng khí áp chi phӕi thӡi tiӃt ViӋt Nam 2.7. Các hӋ thӕng khí áp chi phӕi thӡi tiӃt ViӋt Nam Ĉһc ÿLӇm hoàn lѭu trong các tháng mùa mѭa Ĉһc ÿLӇm hoàn lѭu trong các tháng chuyӇn tiӃp Ĉӝ cao ÿӏa thӃ Yӏ Ĉӝ cao ÿӏa thӃ Yӏ trung bình tháng 7, trung bình tháng 5, Pӵc 1000 mb Pӵc 1000 mb Trѭӡng gió trung bình Trѭӡng gió trung bình tháng 7,ÿӝ cao 10 m tháng 5,ÿӝ cao 10 m 35 36
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac C3.Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng ÿӃn lan truyӅn ô nhiӉm trong KKhí 2.7. Các hӋ thӕng khí áp chi phӕi thӡi tiӃt ViӋt Nam Ĉһc ÿLӇm hoàn lѭu trong các tháng chuyӇn tiӃp Chi͉u cao phát th̫i z +́ͳng gió Ĉӝ cao ÿӏa thӃ Yӏ trung bình tháng 10, Ĉa sӕ phát thҧi công nghiӋp ÿѭӧc thӵc Pӵc 1000 mb hiӋn qua ӕng khói. Mһc dù trong trѭӡng Kӧp này các nguyên lý phát tán ô nhiӉm y ÿӅu có thӇ áp dөng, tuy nhiên, nӗng ÿӝ H Pһt ÿҩt có sӵ khác biӋt so vӟi trѭӡng Kӧp nguӗn thҧi ӣ dѭӟi mһt ÿҩt. x 1Ӄu chҩt khí nhҽ hѫn không khíthìsӵ xuҩt hiӋn cӫa chҩt ô nhiӉm gҫn mһt ÿҩt Trѭӡng gió trung bình VӁ phө thuӝc rҩt nhiӅu vào vұn tӕc gió. . tháng 10, ÿӝ cao 10 m 37 38 Chѭѫng 3. Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng ÿӃn lan truyӅn ô nhiӉm trong không khí ̪nh h˱ͧng cͯa nhi͏t ÿ͡ phát th̫i +́ͳng gió z Các ch̭t khí phát th̫i vào khí quy͋n có th͋ Q̿ng h˯n l̳n nh́ h˯n không khí (phͭ z +́ͳng gió 'H thu͡c nhi͏t ÿ͡ phát th̫i). ng C(x,0,z) ͽ Trong trѭӡng hӧp nhҽ hѫn không khí, chҩt u d H khí, hay tҥp chҩt có thӇ hòa trӝn vӟi không · y khí tҥo thành trҥng thái có mұt ÿӝ Jҫn vӟi H h C(x,0,0) x không khí. x ̪nh h˱ͧng cͯa t͙c ÿ͡ phͭt khói ̪nh h˱ͧng cͯa ÿL͉u ki͏n thͥi ti͇t Khí có thӇ phát thҧi vào khí quyӇn dѭӟi dҥng các luӗng do áp suҩt cao. Luӗng khí mҥnh ÿҫu tiên có thӇ gây ra sӵ pha trӝn %ͱc x̩, mây, gióÿóng vai trò quan tr͕ng Pҥnh và nhѭ vұy dүn tӟi sӵ giҧm nӗng ÿӝ Fӫa chҩt khí. Tuy trong s͹ phát tán ch̭t ô nhi͍m trong môi nhiên sau ÿó khi ÿám mây và vӋt khói chuyӇn ÿӝng theo tr˱ͥng không khí => 6 mͱc ÿ͡ ͝n ÿ͓nh Kѭӟng gió thìÿiӅu này ít bӏ ҧnh hѭӣng hѫn Gió, 39 40
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Chѭѫng 3. Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng ÿӃn lan truyӅn ô nhiӉm trong không khí Chѭѫng 3. Các yӃu tӕ ҧnh hѭӣng ÿӃn lan truyӅn ô nhiӉm trong không khí Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm z +́ͳng gió V ChuyӇn ÿӝng tҫng y x V V' KhuӃch tán rӕi ̪nh h˱ͧng cͯa m̿t ÿ͏m Trên thӵc tӃ nhiӅu bӅ Pһt ÿӋm nѫi xҧy ra sӵ phát thҧi không Phân tán Eҵng phҷng. Các bӅ Pһt nhѭ vұy ҧnh hѭӣng tӟi sӵ phát tán Fӫa chҩt khí. Thѭӡng thì nhӳng bӅ Pһt ÿӋm nhѭ vұy làm tăng V V V' lên sӵ Gӏch chuyӇn và phân tán chҩt ô nhiӉm. 41 42 Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm KhuӃch tán rӕi (turbulent diffusion) KhuӃch tán phân tӱ (Molecular diffusion) KhuӃch tán rӕi hay xoáy eddy sinh ra do sӵ khác biӋt vӅ Yұn tӕc giӳa các lӟp (ÿӝ Fҳt vӅ Yұn tӕc, shear) • KhuӃch tán phân tӱ là sӵ hòa trӝn cӫa các hóa chҩt hòa tan do chuyӇn ÿӝng cӫa phân tӱ trong chҩt lѭu, làm cho nӗng ÿӝ chҩt hòa tan ÿѭӧc phân bӕÿӗng ÿӅu. KhuӃch tán rӕi •Năng lѭӧng cho khuӃch tán là năng lѭӧng ÿLӋn tӯ Fӫa các phân Wӱ. Các chuyӇn ÿӝng thӇ hiӋn ӣ Gҥng lҳc (vibrational motion), tròn quay (rotational motion) hoһc chuyӇn ÿәi vӏ trí (translational motion). ChuyӇn ÿӝng rӕi là chuyӇn ÿӝng hӛn loҥn và có quy mô nhӓ. Kích • So vӟi các chuyӇn ÿӝng khác nhѭ chuyӇn ÿӝng tҫng và rӕi thì Fӥ xoáy phө thuӝc dҥng dòng chҧy nhѭ phân tҫng, chuyӇn tiӃp và chuyӇn ÿӝng khuӃch tán cӵc kì chұm, nó cҫn nhiӅu ngày ÿӇ 1 hoàn toàn rӕi. ÿѫn vӏ Qӗng ÿӝ chҩt hòa tan trӝn ÿӅu trong 1ÿѫn vӏ thӇ tích. 6ӵ khuӃch tán rӕi có bұc lӟn hѫn sӵ khuӃch tán phân tӱ và cùng Yӟi dòng trung bình thìÿây là các yӃu tӕ Wҥo nên sӵ phân tán. 6ӵ khuӃch tán rӕi có thӇ diӉn ra ӣ Wҩt cҧ ba hѭӟng nhѭng thѭӡng là không ÿҷng hѭӟng. 43 44
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm Các yӃu tӕ khí tѭӧng và quy luұt biӃn ÿәi Các yӃu tӕ khí tѭӧng cѫ bҧn ChuyӇn ÿӝng tҫng Các ÿ̿c tr˱ng ÿ͓nh tính vàÿ͓nh l˱ͫng cͯa tr̩ng thái khí quy͋n nh̵n •Tҥi các lӟp ÿӝ sâu nhҩt ÿӏnh, trong khoҧng thӡi gian ÿ˱ͫc do quan tr̷c liên tͭc t̩i m̩ng l˱ͣi ÿài, tr̩m khí t˱ͫng ÿ˱ͫc g͕i là không dài thì dòng trung bình tѭѫng ÿӕi әn ÿӏnh vӅ các y͇u t͙ khí t˱ͫng. Kѭӟng và tӕc ÿӝÿѭӧc gӑi là chuyӇn ÿӝng tҫng Các yӃu tӕ khí tѭӧng có ҧnh hѭӣng rҩt lӟn ÿӃn quá trình khuӃch tán, lan Phân tán (dispersion) truyӅn cӫa bөi và các chҩt khí trong môi trѭӡng không khí. •KӃt hӧp các dҥng chuyӇn ÿӝng: Tҫng + KhuӃch tán phân tӱ + NhiӋt ÿӝ không khí ChuyӇn ÿӝng rӕi gây nên sӵ phân bӕ Oҥi nӗng ÿӝ chҩt hòa tan Ĉҥi lѭӧng vұt lý ÿһc trѭng cho mӭc nóng, lҥnh cӫa không khíÿѭӧc vàÿѭӧc gӑi là phân tán. Jӑi là nhiӋt ÿӝ không khí. • Do khuӃch tán phân tӱ là khá nhӓ so vӟi các thành phҫn còn lҥi Trong khí tѭӧng, nhiӋt ÿӝ không khí thѭӡng ÿѭӧc biӇu diӉn theo nên phân tán chӫ \Ӄu do chuyӇn ÿӝng tҫng + chuyӇn ÿӝng rӕi thang ÿӝ bách phân (toC), nhѭng trong tính toán khí tѭӧng ÿҥi lѭӧng này ÿѭӧc biӇu diӉn theo thang ÿӝ tuyӋt ÿӕi (ToK). Giӳa hai thang này có mӕi quan hӋ nhѭ sau: V V V' T=273,16+ t | 273(1+Dt). Ӣÿây D là hӋ Vӕ giãn nӣ thӇ tích cӫa chҩt khí, D=1/273 45 46 Các yӃu tӕ khí tѭӧng và quy luұt biӃn ÿәi Các yӃu tӕ khí tѭӧng Áp suҩt khí quyӇn Áp suҩt khí quyӇn Áp suҩt khí quyӇn chính là áp lӵc thӫy tƭnh cӫa không khí tác ÿӝng lên Ĉѫn vӏÿo áp suҩt trong hӋ CGS là bar, bҵng ÿyn/cm2. Song trong các Pӝt ÿѫn vӏ diӋn tích (1m2). tính toán khí tѭӧng,ÿѫn vӏ này khá nhӓ vì vұy ngѭӡi ta sӱ Gөng ÿѫn Trong trѭӡng hӧp không có chuyӇn ÿӝng, áp suҩt chính là sӭc trѭѫng Yӏ khác là bar khí tѭӧng và bҵng 106 ÿyn/cm2 và trong khí tѭӧng nó Fӫa không khí và tҥi mӛi ÿLӇm sӭc trѭѫng này bҵng trӑng lѭӧng cӝt ÿѭӧc gӑi ÿѫn giҧn là bar và cǊng kí hiӋu là bar. không khí thҷng ÿӭng vӟi tiӃt diӋn ÿѫn vӏ Qҵm trên ÿLӇm ÿó (Áp suҩt Trong thӵc tӃ thѭӡng dùng ÿѫn vӏ milibar (mbar), 1mbar =10- thӫy tƭnh). 3bar=103dyn/cm2=102N/m2. Ngoài ÿѫn vӏ bar, ngѭӡi ta còn hay sӱ Gөng ÿѫn vӏ milimet thӫy ngân ͘ng Pitot B (ký hiӋu la mmHg). A h1 h 2 1mbar | 0,75mmHg | 3/4mmHg V V A, B, 1mmHg | 1,333mbar | 4/3mbar h1=h2 V 2 P U const 2 &ӝt áp 47 48
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Ĉӝ ҭm không khí 7ӕc ÿӝ và hѭӟng gió Ĉҥi lѭӧng ÿһc trѭng cho mӭc ÿӝ Wӗn tҥi cӫa hѫi nѭӟc trong không khí Jӑi làÿӝ ҭm.ĈӇÿo ÿӝ ҭm thѭӡng dùng các ÿҥi lѭӧng sau: Gió là chuyӇn ÿӝng cӫa không khíÿӕi vӟi bӅ Pһt trái ÿҩt. Bӣi vì thành phҫn nҵm ngang cӫa vұn tӕc gió thѭӡng lӟn hѫn nhiӅu so vӟi thành phҫn •Sӭc trѭѫng (áp suҩt riêng) cӫa hѫi nѭӟc, có trong không khí, ký thҷng ÿӭng nên trong quan trҳc khí tѭӧng ngѭӡi ta coi thành phҫn nҵm hiӋu là e, ÿѭӧc ÿo bҵng ÿѫn vӏ áp suҩt N/m2, mbar hoһc mmHg. ngang là gió. Ĉӝ ҭm tuyӋt ÿӕi a là khӕi lѭӧng hѫi nѭӟc có trong mӝt ÿѫn vӏ thӇ Gióÿѭӧc ÿһc trѭng bӣi hai thành phҫn là tӕc ÿӝ và hѭӟng gió. Thành tích không khí ҭm,ÿѭӧc ÿo bҵng kg/m3. phҫn thҷng ÿӭng cӫa chuyӇn ÿӝng tuy nhӓ nhѭng ÿóng mӝt vai trò hӃt • Ĉӝ ҭm riêng q là khӕi lѭӧng hѫi nѭӟc có trong mӝt ÿѫn vӏ khӕi Vӭc quan trӑng trong nhiӅu quá trình và hiӋn tѭӧng khí quyӇn. Oѭӧng không khí ҭm,ÿѫn vӏ là kg/kg hoһc g/kg. 7ӕc ÿӝ gióÿѭӧc ÿo bҵng m/s, km/h hoһc hҧi lý/h (1 m/s = 3,6 km/h = •Tӹ Kӛn hӧp s là tӹ Vӕ giӳa khӕi lѭӧng hѫi nѭӟc và khӕi lѭӧng 1,9424 hҧi lý/h). Ngoài ra ngѭӡi ta thѭӡng dùng cҩp gióÿӇ chӍ Wӕc ÿӝ gió. không khí khô có trong thӇ tích cӫa không khí ҭm,ÿѫn vӏ là kg/kg %ҧng cҩp gió Bôpho hoһc g/kg. Gió Gió Gió Ĉһc trѭng +ѫi Gió Gió Gió Gió Gió rҩt Gió Gió bão Ĉӝ ҭm tѭѫng ÿӕi f là tӹ Vӕ giӳa sӭc trѭѫng hѫi nѭӟc e chӭa trong /һng Kѫi khá bão 7ӕ gió gió nhҽ \Ӄu vùa Pҥnh Pҥnh bão Gӳ Gӝi không khí và sӭc trѭѫng hѫi nѭӟc bão hòa E ӣ cùng mӝt nhiӋt ÿӝ, Pҥnh Pҥnh Pҥnh ÿѭӧc biӇu diӉn bҵng phҫn trăm. &ҩp 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7ӕc ÿӝ 7ӯ 0 0,6 1,8 3,4 5,3 7,5 9,9 12,5 15,3 18,3 21,6 25,2 >29 f=e/E 100% (m/s) ĈӃn 0,5 1,7 3,3 5,2 7,4 9,8 12,4 15,2 18,2 21,5 25,1 29,0 49 50 Các yӃu tӕ khí tѭӧng và quy luұt biӃn ÿәi 7ӕc ÿӝ và hѭӟng gió +ѭӟng gió là hѭӟng mà tӯÿó gió thәi tӟi. Hѭӟng gió có thӇ theo các Kѭӟng chӍ phѭѫng nhѭ bҳc (N), bҳc ÿông bҳc (NNE),ÿông bҳc (NE), v.v và có thӇ theo góc hӧp giӳa phѭѫng bҳc vӟi phѭѫng mà tӯÿó thәi Wӟi tính theo chiӅu kim ÿӗng hӗ (ví dө gióÿông bҳc tѭѫng ӭng góc ÿo gió 450, gió nam (N) tѭѫng ӭng vӟi góc 1800, ) Khi nói ÿӃn tӕc ÿӝ và hѭӟng gió, ngѭӡi ta phân biӋt hѭӟng và vұn tӕc gió Wӭc thӡi và trung bình. Hѭӟng gió trung bình ÿã ÿѭӧc loҥi bӓ nhiӉu ÿӝng +ѭӟng gió thӏnh hành và tӕc ÿӝ gió còn hѭӟng gió tӭc thӡi dao ÿӝng rҩt mҥnh xung quanh hѭӟng gió trung trung bình trҥm Tân Sѫn Nhҩt, bình. Tp.HCM 7ҥi mӝt ÿӏa ÿLӇm, hѭӟng và tӕc ÿӝ gió thay ÿәi rõ rӋt theo thӡi gian và theo ÿӝ cao, ÿLӅu này ÿѭӧc quyӃt ÿӏnh bӣi các hoàn lѭu quy mô lӟn, quy mô vӯa và quy mô ÿӏa phѭѫng. Do các hoàn lѭu quy mô ÿӏa phѭѫng (gió ÿҩt biӇn, gió thung lǊng, v.v ) hoҥt ÿӝng ӣÿӝ cao thҩp và có chu kǤ ngày +ѭӟng gió thӏnh hành và tӕc ÿêm nên càng gҫn mһt ÿҩt thì hѭӟng và tӕc gió càng thay ÿәi càng rõ rӋt ÿӝ gió trung bình trên cao trong ngày. trҥm Tân Sѫn Hoà, Tp.HCM 51 52
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac BiӇu ÿӗ biӇu diӉn sӵ phân bӕ gió theo các hѭӟng ÿѭӧc gӑi là hoa gió. Th¸ng 1 Th¸ng 2 Th¸ng 3 Th¸ng 4 Hoa gióÿѭӧc xây dӵng nhѭ sau Vào thӡi kǤÿҫu cӫa gió 11.2 15.3 7.0 10.8 • Tính tҫn suҩt gió xuҩt hiӋn theo các hѭӟng và theo các mùa ÿông bҳc, khoҧng Fҩp vӅ Wӕc ÿӝ. cuӕi tháng 10, hѭӟng gió •VӁ Pӝt ÿѭӡng tròn và ghi tҫn suҩt lһng gió tҥi tâm. Trên thӏnh hành là hѭӟng tӯ ÿѭӡng tròn theo các hѭӟng gió (8 hay 16 hѭӟng) vӁ các NNW. Sang ÿӃn tháng 11 Th¸ng 5 Th¸ng 6 Th¸ng 7 Th¸ng 8 và tháng 12 chuyӇn thành ÿӑan có chiӅu dài tӍ OӋ Yӟi tҫn suҩt gió xuҩt hiӋn theo các Kѭӟng N và NNE. Trong 13.5 17.9 16.4 14.4 Fҩp vӅ Wӕc ÿӝ gió. các tháng, tӯ tháng 1ÿӃn tháng 4 hѭӟng gió thӏnh Hoa gió thѭӡng ÿѭӧc xây dӵng cho tӯng tháng và năm dӵa trên sӕ hành là SE. 7ӟi tháng 5 liӋu quan trҳc nhiӅu năm. Kѭӟng gió chӫÿҥo là S. Th¸ng 9 Th¸ng 10 Th¸ng 11 Th¸ng 12 Sang các tháng giӳa mùa Pѭa, tӯ tháng 6ÿӃn tháng 18.9 20.4 17.4 12.0 9, thành phҫn gió SW là gió chӫÿҥo 2-3m/s 3-4m/s 5-6m/s >6m/s 0% 10% 20% 30% 40% 50% 53 54 %ӭc xҥ 7ҫn suҩt xuҩt gió (%), tháng 2 cӫa trҥm Tân Sѫn Nhҩt &ҩp gió +ѭӟng gió NO + hv = NO + O (m/s) N NNE NE ENE E NW NNW 2 /һng gió 15,1 O + O2 = O3 1 - 2 2.2 1.3 2.4 3 5.2 1.4 3.7 O3 + NO = NO2 + O2 3 - 4 1.1 2.0 1.6 1.6 1.9 0.8 0.1 t5 0.1 0.0 0.1 0.0 0.0 0.1 0.0 15.1 16.4 Th¸ng 2 Th¸ng 7 0% 10% 20% 30% 40% 50% 1-22-3m/s m/s 3-4m/s 5-6m/s >6m/s Hoa gió có ý nghƭa trong viӋc nghiên cӭu khí hұu, các bài toán quy ozone concentrate, 12h_01_Jan_04 hoҥch, mô phӓng lan truyӅn ô nhiӉm vàÿánh giá tác ÿӝng môi trѭӡng. 55 56
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac &ѭӡng bӭc xҥ Pһt trӡi Ĉӝ xích vƭ Pһt trӡi G là góc 30 x giӳa mһt phҷng hoàng ÿҥo và 20 22/6 2 ) &ѭӡng bӭc xҥ Pһt trӡi (I)ÿӃn mӝt ÿѫn vӏ diӋn tích bӅ Pһt ngang (1 cm ) o +̹ chí Pһt phҷng xích ÿҥo nó có giá i ( ӡ 10 Xuân phân Thu phân Fӫa trái ÿҩt vӟi giҧ thiӃt là không có khí quyӇn có giá trӏ Eҵng: 0 tr t trӏ Wӯ -23 27’ (ngày ÿông chí) һ 21/3 23/9 m Ngày ÿӃn 23027’ (ngày hҥ chí), ӏ 0 x x dQ I0 Giá trӏ Fӫa I0ÿo ÿҥc bҵng 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 I sinh 2 Eҵng không vào ngày xuân xích v -10 2 Ĭ 1,968 cal/cm .phút hoһc Ĉông chí dt R phân và thu phân: Ĉӝ 22/12 2 -20 1395,6 w/m x d 10 Q là năng lѭӧng bӭc xҥ Pһt trӡi G 0.4089 cos( 2S ) -30 365 Ĉӝ xích vƭ Pһt trӡi theo thӡi gian trong năm R là khoҧng cách tѭѫng ÿӕi giӳa mһt trӡi và trái ÿҩt, nóÿѭӧc tính bҵng tӹ Vӕ giӳa khoҧng cách r thӵc và r0, 90 80 h làÿӝ cao mһt trӡi trên ÿѭӡng chân trӡi. Xích ÿҥo 4 ) o 70 i ( 0 1 2S d ӡ 60 10 N 1 0.0334 cos d: ngày trong năm sinh4 sinM sin G t tr R 2 365 һ 50 40 cosM cosG cosW 0 30 N cao m 30 h4 phͽ thuͱc vào vƭÿͱÿͣa lý M, ÿͱ xích vƭ P͏t tr͵i G và th͵i gian W : Ĉӝ 20 600N sinh4 sinM sinG cosM cosG cosW 10 %ҳc cӵc 0 Ngày W = 2St/TZ, vͳi TZ là chu kǤ quay cͿa trái ÿ̽t quanh trͽc có giá trͣ 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 E͉ng 24h và t là th͵i gian tính theo mͩc là lúc gi·a tŕa Ĉӝ cao mһt trӡi lúc giӳa trѭa 57 58 dQ I0 2St dQ I 2St => I (sin M sinG cosM cos G cos ) => I 0 (sin M sin G cosM cos G cos ) dt R2 T 2 Z dt R TZ Thӡi gian mһt trӡi lһn và mӑc tѭѫng ӭng vӟi h4 = 0 hay sinh4 = 0 nên: Thӡi gian mһt trӡi lһn và mӑc tѭѫng ӭng vӟi h4 = 0 hay sinh4 = 0 nên: sinM sinG cosM cosG cosW 0 sinM sinG cosM cosG cosW 0 T T r t Z ar cos( tgMtgG ) r t Z ar cos( tgMtgG ) => o 2S => o 2S –to là thӡi gian mһt trӡi mӑc và to là thӡi gian mһt trӡi lһn. –to là thӡi gian mһt trӡi mӑc và to là thӡi gian mһt trӡi lһn. => Vӕ giӡ Qҳng lý thuyӃt N: => Vӕ giӡ Qҳng lý thuyӃt N: T 24 T 24 N Z ar cos( tgMtgG ) ar cos( tgMtgG ) N Z ar cos( tgMtgG ) ar cos( tgMtgG ) S S S S t t o 2St dt o 2St dt Q I (sin M sin G cosM cos G cos ) Q I (sin M sin G cosM cos G cos ) 0 ³ 2 0 ³ 2 TZ R TZ R to to 2I0 TZ 2St0 2I0 TZ 2St0 2 ( to sinM sin G cosM cos G sin ) 2 ( to sinM sinG cosM cos G sin ) R 2S TZ R 2S TZ 59 60
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac &ѭӡng bӭc xҥ Pһt trӡi Theo thӡi gian trong ngày, dòng nhiӋt tӟi sӁ Oӟn nhҩt tҥi thӡi ÿLӇm W = 0 và tҥi ÿLӇm thӓa mãn sinM sinG cos M cos G cos( M G ) 1 Wӭc là lúc giӳa trѭa khi mһt trӡi ÿi qua thiên ÿӍnh (M = G), và sӁ nhӓ nhҩt (bҵng không) vào lúc mһt trӡi mӑc và lһn. Dòng bӭc xҥ Pһt trӡi tӟi mһt ÿҩt khi không có khí quyӇn, Q(cal/cm2/ngày) 9ƭÿӝ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Ngày +ҥ chí 814 900 964 1005 1022 1020 1009 1043 1093 1110 Ĉông chí 869 756 624 480 327 181 51 0 0 0 Phә Eӭc xҥ Pһt trӡi 61 62 &ѭӡng ÿӝ Eӭc xҥ Pһt trӡi nhұn ÿѭӧc tҥi bӅ Pһt I I 0 (sinM sinG cosM cosG cosW )a ( 1 0,65Cl 2 )( 1 A) R 2 t 9ӟi at là hӋ Vӕ suy giҧm bӭc xҥ do khí quyӇn, nó phө thuӝc vào quãng ÿѭӡng ánh sáng di chuyӇn trong khí quyӇn (hay ÿӝ cao mһt trӡi) và lѭӧng mây; Cl là lѭӧng mây, tính theo phҫn mѭӡi bҫu trӡi; A là hӋ Vӕ phҧn xҥ Fӫa bӅ Pһt z = h4 -90 at = psecz secz = 1/cosz). Ĉӕi vӟi khí quyӇn lý tѭӣng hӋ Vӕ trong suӕt trung bình khoҧng 0,9; trong khí quyӇn thӵc, ӣ miӅn ÿӗng bҵng, p = 0,70 – 0,85 vào mùa ÿông hѫi lӟn hѫn vào mùa hè. +Ӌ Vӕ trong suӕt tăng theo vƭÿӝ do lѭӧng hѫi nѭӟc và lѭӧng bөi trong khí quyӇn giҧm nhӓ. Tҥi xích ÿҥo, giá trӏ này trung bình Eҵng p = 0,72, còn ӣ Yƭÿӝ 75oN bҵng p = 0,82. 63 64
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o . .c do ck cu-tra 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao wT J wz Gradient ÿRҥn nhiӋt cӫa không khí khô wT * 1͇u h͏ nhi͏t ÿ͡ng b͓ tác J a wz ÿ͡ng cͯa m͡t ngo̩i l͹c GthiӃt phҫn tӱ kkhí khô làÿoҥn nhiӋt, hay bên ngoài làm nó thay ÿ͝i GQ = 0, khi ÿó pt biӇu diӉn theo nguyên lý P͡t nhi͏t l˱ͫng GQ, thì thӭ nhҩt cӫa nhiӋt ÿӝng lӵc hӑc: P͡t ph̯n cͯa nhi͏t l˱ͫng GQ dU GA này làm bi͇n ÿ͝i n͡i năng dU cͯa h͏ và m͡t ph̯n Q͡i năng dU CvdT V̫n sinh ra công ÿ͋ ch͙ng công GA pdv O̩i ngo̩i l͹c ÿó, hay: GQ CvdT pdv 0 dp C dT RT 0 pv RT ! pdv RdT vdp p p C C R dp* v p C dT* RT * 0 (1) p p* 65 66 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao wT J wz Gradient ÿRҥn nhiӋt cӫa không khí ҭm chѭa bão hòa * * * dp CpdT RT * 0 (1) GQ GQ GQ GQ cho không khí khô và GQ cho không khí ҭm p Q: trӑng lѭӧng 1 2 1 2 Q=dp dz d( p e ) GQ C (1 q )dT* RT*(1 q ) 1 p p e a) Q= -dp = U.V.g = U. 1. dz. g * * de GQ2 C pqdT RhT q dp dz dp dz e g => -dp=Ugdz g (2) p RT p RT p dp g dT * g 10,6q T * g b) U => dz J 0,980 C / 100m RT p RT a dz C p 10,83q T C p * * dT g T g 9.81 0 (1) +(2) => J a | C / m dz C p T C p 1006 = -0,980C/100m 67 68
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o . .c do ck cu-tra 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao Z Gradient ÿRҥn nhiӋt cӫa không khí ҭm chѭa bão hòa J Ĉѭӡng trҥng thái ́m Lqg L là ҭn nhiӋt do hóa hѫi hoһc * g Fӫa không khí dT Z 0͹c ng˱ng k͇t J = RT ngѭng kӃt, có giá trӏ Eҵng k ̱m dz Lq dE 2,49.106 r 2,7.103 J/kg C p J E dT* a T g p a L dE J = LE b 0,622 %ѭӟc ÿҫu không khí ӣ Pһt ÿҩt thѭӡng cóÿӝ ҭm chѭa bão hòa, sӭc trѭѫng hѫi ̱m Cp p b a 0,622 * RT Cp dT Qѭӟc e nhӓ hѫn sӭc trѭѫng hѫi nѭӟc bão hòa E. 6ӵ phө thuӝc J vào p và T Khi di chuyӇn lên cao, do nhiӋt ÿӝ giҧm làm sӭc trѭѫng hѫi nѭӟc bão hòa E ̱m giҧm, khi ÿó e sӁ tiӃn dҫn tӟi E. 0 Khí áp NhiӋt ÿӝ ( C) 7ӟi ÿӝ cao nào ÿó E sͅ E̹ng e, trong không khí xҧy ra hiӋn tѭӧng ngѭng kӃt.Ĉӝ (mb) -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 cao xҧy ra hiӋn tѭӧng này ÿӕi gӑi là mӵc ngѭng kӃt (chân mây). Trong giai ÿRҥn 1000 1,00 0,99 0,98 0,94 0,88 0,78 0,66 0,54 0,44 0,37 0,31 này nhiӋt ÿӝ Fӫa phҫn tӱ khí biӃn ÿәi theo ÿѭӡng ÿRҥn nhiӋt khô, khoҧng 10C 800 1,00 0,99 0,97 0,93 0,85 0,74 0,62 0,50 0,40 0,34 0,29 /100m. Sau ÿó không khíÿã bão hòa, dҫn dҫn ngѭng kӃt. 600 1,00 0,99 0,96 0,91 0,82 0,69 0,55 0,44 0,36 0,30 0,27 400 0,99 0,98 0,94 0,87 0,75 0,60 0,47 0,38 0,31 0,27 0,24 200 0,98 0,96 0,89 0,76 0,61 0,46 0,35 0,29 0,25 0,22 0,20 100 0,97 0,91 0,80 0,63 0,46 0,34 0,27 0,23 0,20 0,18 0,16 69 70 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao Z Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn G' Ĉѭӡng trҥng thái J́m Ĉӕi vӟi khí quyӇn chѭa bão hòa hѫi nѭӟc T,U,p Fӫa không khí Zk 0͹c ng˱ng k͇t Các lӵc tác ÿӝng lên phҫn tӱ khí này gӗm trӑng lӵc G và lӵc ÿҭy Acsimet G’, các lӵc này T*,U*,p* Ja T có giá trӏ nhѭ sau: * G G mg V U g NhiӋt lѭӧng do ngѭng kӃt tӓa ra ÿӕt nóng phҫn tӱ khí, làm nhiӋt ÿӝ Fӫa nó giҧm chұm hѫn theo ÿӝ cao, khoҧng 0,650C/100m, tӭc là phҫn tӱ khí dӏch chuyӇn theo G' VUg ÿѭӡng ÿRҥn nhiӋt ҭm. Quá trình này thѭӡng diӉn ra trong ÿӝ cao tӯ chân mây F G' G Vg( U U* ) ÿӃn ÿӍnh mây. Gia tӕc cӫa chuyӇn F Vg ( U U * ) U U * a g Sau khi qua ÿӍnh mây, do lѭӧng ҭm ÿã bӏ Pҩt ÿi, không khí trӣ nên khô hѫn và ÿӝng thҷng ÿӭng z m U *V U * quá trình chuyӇn pha cӫa hѫi nѭӟc không còn diӉn ra. Khi ÿó, nhiӋt ÿӝ Fӫa phҫn Wӱ khí sӁ thay ÿәi theo ÿѭӡng ÿRҥn nhiӋt khô. Do áp suҩt cӫa phҫn tӱ khí p* xҩp xӍ Eҷng áp suҩt cӫa môi trѭӡng xung quanh p, nên tӯ phѭѫng trình trҥng thái ta có U/T= U*/T*, hay az ÿѭӧc viӃt theo nhiӋt ÿӝ nhѭ sau: T * T a g z T 71 72
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o . .c do ck cu-tra 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn G' * z z0 'z T,U,p T T T * T ĈӇ xét sӵ әn ÿӏnh cӫa mӝt lӟp khí quyӇn cҫn 'z az g phҧi xem xét ӣ nhiӅu mӵc cóÿӝ cao z khác T * * * T ,U ,p nhau, hay phҧi so sánh giӳa T*(z) và T(z). T * z0 G Khi không khí ҭm chѭa bão hòa, ÿLӅu kiӋn 0 T0 Khi T* > T phҫn tӱ khí nóng sӁ Gӏch chuyӇn lên trên, tѭѫng ӭng J Ja әn ÿӏnh cӫa nó dӵa trên ÿѭӡng gradient ÿRҥn Yӟi khí quyӇn bҩt әn ÿӏnh. nhiӋt khô. Khi T* = T phҫn tӱ khí sӁÿӭng yên, tѭѫng ӭng vӟi khí quyӇn ӣ trҥng thái cân bҵng phiӃm ÿӏnh, tӭc là khi chӏu tác ÿӝng cӫa mӝt *ӑi nhiӋt ÿӝ Fӫa không khí tҥi bӅ Pһt là T0, khi ÿó theo ÿѭӡng ÿRҥn Oӵc nhӓ Wӯ bên ngoài phҫn tӱ khí sӁ Pҩt әn ÿӏnh. nhiӋt khô ta có: * * Khi T* z z 0 0 a Tz T0 J'z * * T T T0 T0 J a J .Ӄt hӧp vӟi a z g => a z g g 'z T T T 73 74 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn z T * T J J a g 0 0 g a 'z +́ͳng gió z T T 0 Do Ja không ÿәi và có giá trӏ Jҫn bҵng 0,98 C/ 100m nên gia tӕc cӫa chuyӇn ÿӝng sӁ phө thuӝc vào chênh lӋch nhiӋt ÿӝ ban ÿҫu giӳa phҫn tӱ khí vӟi môi trѭӡng xung quanh và gradient nhiӋt ÿӝ thӵc tӃ Fӫa tҫng không khí J. ng 'H ͽ C(x,0,z) 7ӯ ct trên, khi gia tӕc bҵng không,ÿӝ cao cao cӫa phҫn tӱ khí sӁÿҥt u d ÿӝ cao tҫng ÿӕi lѭu và có giá trӏ nhѭ sau · * H T0 T0 h 'z J a J 1Ӄu nhiӋt ÿӝ phҫn tӱ khí bҵng nhiӋt ÿӝ môi trѭӡng xung quanh, tӯ ct cao h cao C(x,0,0) x trên ta có Ĉͱ g'z a ( J J ) z T a 75 76
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o . .c do ck cu-tra 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao 3.2. Quy luұt biӃn ÿәi nhiӋt ÿӝ theo ÿӝ cao Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn Z g'z F a z (J J a ) Ĉ́͵ng t̿ng T N͗t nhi͟t 7ӯ biӇu thӭc này ta ÿѭa ÿӃn các ÿLӅu kiӋn әn ÿӏnh cӫa lӟp khí quyӇn E cóÿӝ ҭm chѭa ÿҥt ÿӃn ÿӝ ҭm bão hòa nhѭ sau: D Bi͗n ÿͭi nhi͟t ÿͱ theo Ja 9 1Ӄu J > Ja thì az >0, khí quyӇn sӁ ӣ trҥng thái bҩt әn ÿӏnh C 9 1Ӄu J = Ja thì az =0, khí quyӇn sӁ ӣ trҥng thái cân bҵng phiӃm ÿӏnh B 9 1Ӄu J Ja, ӣÿây khí quyӇn bҩt әn ÿӏnh. Trên ÿRҥn BC có nghich nhiӋt (J J thìa >0, khí quyӇn sӁ ӣ trҥng thái bҩt әn ÿӏnh ҭm z ÿRҥn dz F Z ln(p) a z 9 1Ӄu J = Jҭm thìaz=0, khí quyӇn sӁ ӣ trҥng thái cân bҵng phiӃm ÿӏnh Z2 ln(p ) m E > 0 E J́m 1 dE Fdz azdz 2 2 9 1Ӄu J <J thìa <0, khí quyӇn sӁ ӣ trҥng thái әn ÿӏnh E=E +E ҭm z T* T 1 2 E1 < 0 dE g dz Zk J T a E1 Ĉ́͵ng tr̹ng thái Tính trên mӝt ÿӑan ÿѭӡng tӯ z1 ÿӃn z2 : Z Ĉ́͵ng t̿ng k͗t nhi͟t ln(p ) 1 2 T z2 T* T E ³ g dz z1 T 79 80
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Z ln(p) Z ln(p) 1ăng lѭӧng bҩt әn ÿӏnh Z2 ln(p ) 1ăng lѭӧng bҩt әn ÿӏnh Z2 ln(p ) J́m 1 J́m 1 E2 > 0 E2 E2 > 0 E2 E=E1+E2 E=E1+E2 z2 T * T z2 T * T E g dz E1 0ӕi quan hӋ giӳa năng lѭӧng bҩt әn ÿӏnh và tӕc ÿӝ thҷng ÿӭng nhѭ sau: p2 p1 * * dw E R ³ (T T )d ln p R ³ (T T )d ln p Do dE a dz dz wdw d( w2 / 2 ) z dt p1 p 2 Nên 2 w 2E w0 Nhѭ vұy công sҧn sinh ra khi phҫn tӱ khí khi dӏch chuyӇn tӯ Pһt cóÿӝ cao z có áp suҩt p ÿӃn ÿӝ cao z có áp suҩt p (hay năng lѭӧng bҩt әn 1 1 2 2 1Ӄu ӣ Pӭc khӣi ÿLӇm w0 = 0 thì w 2E ÿӏnh)ÿѭӧc biӇu diӉn bҵng diӋn tích bӣi các ÿѭӡng tҫng kӃt nhiӋt và Nhѭ vұy tӕc ÿӝ thҷng ÿӭng cӫa phҫn tӱ khí tӹ OӋ Yӟi căn bұc hai cӫa ÿѭӡng trҥng thái và các mӵc p vàp 1 2 Qăng lѭӧng bҩt әn ÿӏnh. 81 82 Các yӃu tӕ khí tѭӧng và quy luұt biӃn ÿәi Quy luұt biӃn ÿәi cӫa áp suҩt theo ÿӝ cao Áp suҩt khí quyӇn Áp suҩt khí quyӇn chính là áp lӵc thӫy tƭnh cӫa không khí tác ÿӝng lên Q=dp Q: trӑng 2 dz Pӝt ÿѫn vӏ diӋn tích (1m ). Oѭӧng Trong trѭӡng hӧp không có chuyӇn ÿӝng, áp suҩt chính là sӭc trѭѫng Q= -dp = U.V.g = U. 1. dz. g Fӫa không khí và tҥi mӛi ÿLӇm sӭc trѭѫng này bҵng trӑng lѭӧng cӝt không khí thҷng ÿӭng vӟi tiӃt diӋn ÿѫn vӏ Qҵm trên ÿLӇm ÿó (Áp suҩt dp = -U g dz (1) thӫy tƭnh). Cӝt áp a) Khí quyӇn ÿӗng nhҩt (U=const) P Z Ͷ 2730K, P=1000mb: U = 1,276.10-3g/cm3 z Tích phân (1) tӯ Pһt ÿҩt Z0ÿӃn Z => Pz = Po-Ugz (Giҧm tuyӃn tính theo z) P0 Z0 ĈӍnh khí quyӇn P = 0 => Z =P /Ug = 8000m &ӝt áp z 0 83 84
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Quy luұt biӃn ÿәi cӫa áp suҩt theo ÿӝ cao Quy luұt biӃn ÿәi cӫa áp suҩt theo ÿӝ cao b) Khí quyӇn ÿҷng nhiӋt: Áp dөng cho z :11-30km c) Khí quyӇn ÿa nguyên: Áp dөng cho z g (2) p => g (2) U p RT U p RT RT RT thay vào (2) tӯ 0 -> Z => Giҧ thiӃt T T0 Jz thay vào (2) và tích phân => P0 Z0 P0 Z0 p g gP p g T ln z z z ln z ln z * *: 7 P0 RT R T R 8,314.10 (Hҵng sӕ khí vһn năng) P0 RJ T0 gP g RJ / z RJ / z z z * P: Trӑng lѭӧng phân tӱ § T · § Jz · p P e R T P e RT p P ¨ z ¸ P ¨1 ¸ z 0 0 Không khí khô P = 28,966kg/kmol z 0 ¨ ¸ 0 ¨ ¸ © T0 ¹ © T0 ¹ 2 R = R*/P = 2,87.10 J/kg.ÿӝ 0 0 7ҥi ÿӍnh khí quyӇn Pz = 0; nӃu T0=273 K; J = 6 C/1km => z = H = 45 km 85 86 Trҥm Thӕng Nhҩt Gió 4 R =- 0.41 2 CO' 0 -2 U' -4 -2 0 2 4 +Ӌ Vӕ tѭѫng quan giӳa tӕc ÿӝ gió và nӗng ÿӝ các chҩt ô nhiӉm 7/2003 2/2004 Tên trҥm NO NO2 CO NO NO2 CO 6ӣ KHCN x x -0.16 -0.11 -0.19 -0.14 +ӗng Bàng x x -0.31 -0.21 -0.39 -0.33 Thӕng Nhҩt -0.22 -0.25 -0.33 x -0.29 -0.41 Bình Chánh x x -0.31 -0.26 -0.32 -0.28 .Ӄt quҧ mô phӓng nӗng ÿӝ NO lúc 18h ngày 04/02/2004 ( ) 87 88
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Quy luұt biӃn ÿәi tӕc ÿӝ gió trong lӟp sát mһt Mô hình biӃn ÿәi tӕc ÿӝ gió theo quy luұt logarit Mô hình biӃn ÿәi tӕc ÿӝ gió theo quy luұt logarit Z v* z Z Vz ln mF z0 v* z1 V ln( z / z ) l qÿѭӡng di chuyӇn cӫa xoáy rӕi V ln z1 0 z1 Z Vz 0 mF z0 l mFz m là th.sӕ phө thuӝc ÿӝ әn ÿӏnh KQ ln( z1 / z0 ) Z0 v* z2 F là hҵng sӕ Karman, = 0,4 §Vz ln( z1 ) Vz ln( z2 )· Vz ln ¨ 2 1 ¸ 2 z0 exp mF z0 ¨ ¸ Z V ? 2 Vz Vz z wV v* K là hӋ Vӕ Uӕi © 2 1 ¹ W W0 là ӭng 2 0 Z V 7ӕc ÿӝÿӝng lѭӧng v* suҩt rӕi tҥi 2 V wz K * U z2 Pһt ÿҩt Loҥi Pһt ÿӋm Z0 (cm) K = v*l Cánh ÿӗng thӵc vұt cao 5,0 Z V Cánh ÿӗng cӓ 1,0 1 z1 v z * Z0 VZ ln Ĉҩt phҷng, mһt tuyӃt phӫ 0,5 mF z0 89 90 Mô hình biӃn ÿәi tӕc ÿӝ gió theo quy luұt lǊy thӯa ;ҩp xӍ profile gió bҵng các công thӭc giҧi tích trong ÿó có chӭa Phân loҥi ÿӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn theo Pasquill các tham sӕ phө thuӝc vào ÿӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn n 9ұn tӕc Ban ÿêm -Ĉӝ § z · Ban ngày - Bӭc xҥ Pһt trӡi °V10 m ¨ ¸ , z 200m V( z ) ® © 10 ¹ gió mӵc che phӫ mây ° n 10m Trung t5/10 d4/10 V 2 , z t 200m 0ҥnh 6 C D D D D 9ӟi Ⱥ là rҩt không әn ÿӏnh; ȼ là không әn ÿӏnh vӯa phҧi; ɋ là không әn ÿӏnh yӃu; D làÿiӅu kiӋn trung tính; E làÿiӅu kiӋn әn ÿӏnh yӃu; F làÿiӅu kiӋn әn ÿӏnh vӯa phҧi 91 92
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Vídө2.1. Tính Z0 và tӕc ÿӝ gió mӵc 50 m tҥi các lҫn quan trҳc Ĉӝ cao /ҫn quan trҳc (i) (m) 1 2 3 4 5 z1 5 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 z2 10 2.40 2.60 2.70 2.80 3.00 7ӯÿó tính giá trӏ tr.bình (z0) và xác ÿӏnh V50m §V ln( z ) V ln( z )· z exp¨ z2 1 z1 2 ¸ Giҧi: 0 ¨ V V ¸ © z2 z1 ¹ /ҫn q.trҳc 1 2 3 4 5 T.bình Wind at 80 m Height i z0 (m) 0.16 0.27 0.24 0.21 0.31 0.24 V ln( z / z ) V ln( 50 / z ) z2 0 10 m 0 Vz V50m ln( z2 / z0 ) ln(10 / z0 ) /ҫn q.trҳc 1 2 3 4 5 U50m 3.43 3.72 3.86 4.00 4.29 93 94 Ví dө 2.2. Xác ÿӏnh hӋ Vӕ biӃn ÿәi tӕc ÿӝ gió theo chiӅu cao theo sӕ y liӋu quan trҳc nhѭ sau: 1) y = ax + b * * * y = ax + b * * * * * Ĉӝ cao quan trҳc (m) 3 6 10 * * n * * * * * * * 7ӕcÿӝ gió(m/s) 2.4 2.8 3 ¦( xi x )( yi y ) * * a i 1 Giҧi: n x n ( x x )2 n n § z · Vz z ¦ i 1 1 Vz V10 m ¨ ¸ ln nln i 1 x ¦ti y ¦ yi © 10 ¹ V 10 n i 1 n i 1 10 b y ax y = nx y y 2) y = ax b=0 => a n x x y Ĉӝ cao q.trҳc 3 6 10 T.bình 3) y = nx n x x = ln(z/10) -1.2040 -0.5108 0.0000 -0.5716 y = ln(Vz/V10) -0.2231 -0.0690 0.0000 -0.0974 9ұy n = -0.0974/(-0.5716) = 0.17 95 96
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Trҥm 1 Trҥm 2 Trҥm 3 Trҥm 4 Trҥm 5 Tên (Baø (Thaïnh (Taân (Taân (Taân Thôùi trҥm Ñieåm) Xuaân) Phuù) Kieân) Nhì) Ĉӧt I 0,16347 0,19017 0,20292 0,19864 0,20814 Ĉӧt II 0,18122 0,21448 0,20344 0,21920 0,22964 10.9 Tr¹m 5 Chѭѫng 4. Ô NHIӈM MÔI TRѬӠNG KHÔNG KHÍ T©n Thíi Nh× Tr¹m 2 Th¹nh Xu©n Tr¹m 3 10.85 T©n Phó Z 2 u z Tr¹m 1 2 10.8 Bµ §iÓm u Z1 z1 10.75 Z0 Tr¹m 4 10.7 T©n Kiªn 10.65 106.55 106.6 106.65 106.7 106.75 106.8 106.85 97 98 Khái niӋm vӅ nguӗn ô nhiӉm +Ӌ thӕng ô nhiӉm không khí Ph̫n ͱng l̩i Nguӗn ô nhiӉm là nguӗn thҧi ra các chҩt ô nhiӉm. Nguӗn ô nhiӉm 0ӭc ÿӝ ô nhiӉm Nguӗn gӕc gây ô nhiӉm (Công nghӋ, các nguyên ThiӃt bӏ giám liӋu, hóa chҩt chҩt sӱ Gөng) sát ô nhiӉm Quá trình gây ô nhiӉm không khí xҧy ra theo các bѭӟc sau : +Ӌ thӕng khӕng Khí chӃ ô nhiӉm quyӇn • Phát sinh tӯ nguӗn gây ô nhiӉm (chҩt gây ô nhiӉm hay tác Các ÿӕi bӏ tác nhân ô nhiӉm) ÿӝng • Phát tán, lan truyӅn trong khí quyӇn, khi này khí quyӇn chính Mô hình hóa là môi trѭӡng rӝng lӟn vӟi nhiӅu yӃu tӕÿӝng ÿӇ [ҧy ra nhiӅu 'ӵ án ĈTM quá trình hóa hӑc, hóa lý, hóa sinh cӫa các chҩt gây ô Giҧm thiӇu: nhiӉm. Ví dө: ĈӇ giҧm SO khi ÿӕt than ÿá •Tăng ÿӝ cao ӕng khói 2 • Tác ÿӝng ÿӃn bӝ phұn tiӃp nhұn làÿӝng thӵc vұt, con ngѭӡi, CaCO = CaO + CO các công trình xây dӵng,ÿӗ Yұt •Lӑc khí thҧi 3 2 CaO + SO2 + 1/2O2 = CaSO4 • Thêm phө gia vào quá trình Phát sinh Phát tán, lan truyӅn Tác ÿӝng ÿӃn các ÿt ÿӕt 99 100
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac QCVN 05 : 2009/BTNMT %ҧng 1: Giá trӏ giӟi hҥn các thông sӕ cѫ bҧn trong không khí xung quanh QUY CHUҬN KӺ THUҰT QUӔC GIA Ĉѫn vӏ: Miligam trên mét khӕi (mg/m3) 9ӄ CHҨT LѬӦNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Thông sӕ Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình T 1 giӡ 8 giӡ 24 giӡ Qăm Giá trӏ giӟi hҥn các thông sӕ cѫ bҧn trong không khí xung quanh T Ĉѫn vӏ: Microgam trên mét khӕi (Pg/m3) 1 SO2 0,35 - 0,125 0,05 2 CO 30,00 10,00 5,00 - Trung Trung Trung 3 NO 0,20 - 0,10 0,04 Trung x T Thông sӕ bình bình bình 24 4 O 0,18 0,12 0,08 - bình năm 3 T 1 giӡ 8 giӡ giӡ 5 %өi lѫ lӱng (TSP) 0,30 - 0,20 0,14 6 %өi £ 10 mm - - 0,15 0,05 1 SO2 350 - 125 50 2 CO 30000 10000 5000 - (PM10) 7 Pb - - 0,0015 0,0005 3 NOx 200 - 100 40 Ghi chú: Dҩu (-) là không quy ÿӏnh 4 O3 180 120 80 - 5 %өi lѫ lӱng (TSP) 300 - 200 140 Trung bình mӝt giӡ: Là trung bình sӕ Kӑc các giá trӏÿo ÿѭӧc trong khoҧng thӡi gian mӝt 6 %өi Dd 10Pm - - 150 50 giӡÿӕi vӟi các phép ÿo thӵc hiӋn hѫn mӝt lҫn trong mӝt giӡ, hoһc giá trӏ phép ÿo thӵc hiӋn 01 lҫn trong khoҧng thӡi gian mӝt giӡ. (PM10) 7 Pb - - 1,5 0,5 Giá trӏ trung bình giӡÿѭӧc ÿo nhiӅu lҫn trong 24 giӡ (mӝt ngày ÿêm) theo tҫn suҩt nhҩt Ghi chú: Dҩu (-) là không quy ÿӏnh ÿӏnh. Giá trӏ trung bình giӡ Oӟn nhҩt trong sӕ các giá trӏÿo ÿѭӧc trong 24 giӡÿѭӧc lҩy so sánh vӟi giá trӏ giӟi hҥn quy ÿӏnh tҥi Bҧng 1. 101 102 TT Thông sӕ Công thӭc Thӡi gian 1ӗng ÿӝ 1ӗng ÿӝ Wӕi ÿa cho phép cӫa mӝt sӕ chҩt ÿӝc hҥi trong không khí xung quanh (Pg/m3) hoá hӑc trung bình cho phép TT Thông sӕ Công thӭc Thӡi gian 1ӗng ÿӝ Các chҩt hӳu cѫ hoá hӑc trung bình cho phép 16 Acrolein CH2=CHCHO 1 giӡ 50 Các chҩt vô cѫ 17 24 giӡ 45 Acrylonitril CH2=CHCN 1 1 giӡ 0,03 1ăm 22,5 Asen (hӧp chҩt, tính theo As) As 1ăm 0,005 18 Anilin C6H5NH2 1 giӡ 50 2 1 giӡ 0,3 24 giӡ 30 Asen hydrua (Asin) AsH 3 1ăm 0,05 19 Axit acrylic C2H3COOH 1ăm 54 3 Axit clohydric HCl 24 giӡ 60 20 1 giӡ 22 Benzen C6H6 4 1 giӡ 400 1ăm 10 Axit nitric HNO Chú thích: 3 24 giӡ 150 21 Benzidin NH2C6H4C6H4NH2 1 giӡ KPHT KPHT: 22 24 giӡ 16 5 1 giӡ 300 Cloroform CHCl không phát 3 1ăm 0,04 Axit sunfuric H2SO4 24 giӡ 50 1ăm 3 hiӋn thҩy 23 1 giӡ 5000 Hydrocabon CnHm 6 %өi có chӭa xít silic > 50% 1 giӡ 150 24 giӡ 1500 24 giӡ 50 24 Fomaldehyt HCHO 1 giӡ 20 7 %өi chӭa amiăng Chrysotil Mg Si O (OH) - 1 sӧi /m3 25 8 giӡ 500 3 2 3 Naphtalen C10H8 8 1 giӡ 0,4 24 giӡ 120 Cadimi (khói gӗm ôxit và kim loҥi - theo Cd) Cd 8 giӡ 0,2 26 Phenol C6H5OH 1 giӡ 10 1ăm 0,005 27 Tetracloetylen C2Cl4 24 giӡ 100 9 1 giӡ 100 28 Vinyl clorua ClCH=CH2 24 giӡ 26 Clo Cl 2 24 giӡ 30 Các chҩt gây mùi khó chӏu 10 1 giӡ 0,007 29 Amoniac NH3 1 giӡ 200 Crom VI (hӧp chҩt, tính theo Cr) Cr+6 24 giӡ 0,003 30 1 giӡ 45 Acetaldehyt CH3CHO 1ăm 0,002 1ăm 30 11 1 giӡ 20 31 Axit propionic CH3CH2COOH 8 giӡ 300 Hydroflorua HF 24 giӡ 5 32 Hydrosunfua H2S 1 giӡ 42 1ăm 1 33 1 giӡ 50 Methyl mecarptan CH3SH 12 Hydrocyanua HCN 1 giӡ 10 24 giӡ 20 34 24 giӡ 260 13 1 giӡ 10 Styren C H CH=CH 6 5 2 1ăm 190 Mangan và hӧp chҩt (tính theo MnO2) Mn/MnO2 24 giӡ 8 1ăm 0,15 35 0ӝt lҫn tӕi ÿa 1000 14 Niken (kim loҥi và hӧp chҩt, tính theo Ni) Ni 24 giӡ 1 Toluen C6H5CH3 1 giӡ 500 103 15 Thuӹ ngân (kim loҥi và hӧp chҩt, tính theo Hg) Hg 24 giӡ 0,3 104 1ăm 190 36 Xylen C6H4(CH3)2 1 giӡ 1000
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí a) Dӵa vào nguӗn gӕc phát sinh b) Dӵa vào tính chҩt hoҥt ÿӝng • Nguӗn tӵ nhiên: là khí thoát ra tӯ các hoҥt ÿӝng tӵ nhiên cӫa • Ô nhiӉm do các quá trình sҧn xuҩt: Sҧn xuҩt công núi lӱa,ÿӝng ÿҩt, bөi tҥo thành do bão cát, sӵ phân tán cӫa nghiӋp, nông nghiӋp, tiӇu thӫ công nghiӋp. phҩn hoa, mùi hôi cӫa các quá trình phân hӫy sinh hӑc. • Ô nhiӉm do giao thông vұn tҧi: xe cӝ, máy bay, tàu hӓa, • Nguӗn nhân tҥo: là các nguӗn ô nhiӉm do con ngѭӡi tҥo nên. tàu thӫy Nó bao gӗm các nguӗn cӕÿӏnh và nguӗn di ÿӝng. • Ô nhiӉm do sinh hoҥt: Các quá trình sӱ Gөng nhiên liӋu • Ngu͛n c͙ÿ͓nh: bao g͛m các ngu͛n tͳ các quá trình (dҫu, than, cӫi ) ÿӇÿun nҩu, thҳp sáng. ÿ͙t khí thiên nhiên, ÿ͙t d̯u,ÿ͙t cͯi, tr̭u ; các nhà • Ô nhiӉm do các quá trình tӵ nhiên: ÿó là sӵ phân hӫy các máy công nghi͏p chҩt hӳu cѫ do vi sinh vұt gây nên mùi hôi, bão cát, phҩn • Ngu͛n di ÿ͡ng: là khí th̫i tͳ các quá trình giao thông hoa, núi lӱa,ÿӝng ÿҩt nh˱ khí th̫i cͯa xe c͡, máy bay, tàu h͗a 105 106 Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí Các nguӗn gây ô nhiӉm môi trѭӡng không khí do hoҥt ÿӝng cӫa con ngѭӡi c) Dӵa vào bӕ trí hình hӑc - Ngu͛n ô nhi͍m công nghi͏p ĈLӇm ô nhiӉm: ͙ng khói các nhà máy, các nhà máy, thi͇t b͓ • Nhà máy nhiӋt ÿLӋn: nhiên li͏u than, d̯u, khí. Khí th̫i th˱ͥng chͱa V̫n xṷt cͭ th͋ (các ngu͛n c͙ÿ͓nh). các lo̩i nh˱: bͭi, SOx, NOx, CO, aldehit. Ĉѭӡng ô nhiӉm: các quá trình ho̩t ÿ͡ng cͯa các ph˱˯ng ti͏n • Hoá chҩt: th̫i nhi͉u ch̭t ÿ͡c h̩i th͋ khí và th͋ U̷n. Các ch̭t khí giao thông v̵n t̫i (xe c͡, máy bay, tàu h͗a, tàu thͯy ). Fͯa nhà máy hoá ch̭t th̫i ra k͇t hͫp vͣi các khí khác ÿôi khi t̩o ra • Vùng ô nhiӉm: khu chăn nuôi lͣn, khu t̵p trung nhi͉u nhà ch̭t cóÿ͡c tính cao h˯n nhi͉u. máy, xí nghi͏p công nghi͏p ; ví dͭ khu công nghi͏p Biên • LuyӋn kim: rҩt nhiӅu bөi (kích thѭӟc to 10 - 100µm) phát sinh tӯ Hòa, Linh Trung, Tân Thu̵n công viӋc tuyӇn quһng, sàng lӑc,ÿұp nghiӅn; các hoá chҩt ÿӝc hҥi SO2, NOXÿѭӧc sҧn sinh trong quá trình ÿӕt cháy nhiên liӋu; bөi và CO sҧn sinh trong quá trình luyӋn gang; hѫi và bөi rҩt ÿӝc hҥi nhѭ oxit ÿӗng, asen, thuӹ ngân sҧn sinh trong quá trình luyӋn ÿӗng và các kim loҥi màu khác. Chҩt thҧi nhà máy luyӋn kim cóÿһc ÿLӇm : nhiӋt ÿӝ cao (300 – 400oC có khi 800oC), phân bӕ Uӝng. Ngoài ra vùng lân cұn nhà máy luyӋn kim còn bӏ ô nhiӉm bӣi các sân bãi, kho chӭa nguyên liӋu, vұn chuyӇn, các xѭӣng ÿúc, các lò, băng chuyӅn, 107 108
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí - Ngu͛n ô nhi͍m công nghi͏p - Ô nhi͍m do các ho̩t ÿ͡ng cͯa s̫n xṷt nông nghi͏p • ChӃ biӃn dҫu mӓ: hydrocarbon, SOx, H SO , H S, NO và NO . 2 4 2 2 - Ngu͛n ô nhi͍m giao thông v̵n t̫i • Xí nghiӋp cѫ khí : ô nhiӉm chính là xѭӣng ÿúc và xѭӣng sѫn. Ĉӕt xăng, dҫu FO, DO, mazut => 2/3 khí CO và ½ khí hydro • NM công nghiӋp nhҽ: ví dө nhà máy ÿóng giày thҧi ra nhiӅu bөi da, sol cacbon và khí oxit nitѫ khí sѫn, quang dҫu, axeton, • NM vұt liӋu xây dӵng, nhà máy xi măng, xѭӣng làm gҥch ngói ÿһc Thành phҫn khí thҧi cӫa ÿӝng cѫ ô tô biӋt ÿӕi vӟi lò nung gҥch và nung vôi: bөi + khí thҧi nhѭ SO2, NO, ChӃÿӝÿӝng cѫ CO. Thành phҫn Chҥy chұm 7ăng tӕc ÿӝ Әn ÿӏnh Giҧm tӕc ÿӝ khí thҧi (%) Dieze Dieze Dieze Dieze • NM phân bón supper phӕt phát: chӫ \Ӄu là HF, SiF4, H2SiF6 Wӯ nguyên ;ăng ;ăng ;ăng ;ăng n n n n liӋu, H2SO4, H3PO4, phӕt phát. CO 7,0 9Ӄt 2,5 0,1 1,8 9Ӄt 2,0 9Ӄt • Các nhà máy tѫ nhân tҥo: chӫ \Ӄu là S , H S. 2 2 Hydrocarbon 0,5 0,04 0,2 0,02 0,1 0,01 1,0 0,03 • NM hóa chҩt: HCl, Cl2, NOx, NH3, hydrocarbon thѫm, thuӕc trӯ sâu NOx (ppm) 30 60 1050 850 650 250 20 30 • Các nhà máy tráng kӁm, xi mҥ các loҥi: chӫ \Ӄu là HCl, các hѫi khíÿӝc Aldehyde 30 10 20 20 10 10 300 30 Fӫa các dung dӏch mҥ •Sҧn xuҩt giҩy: chӫ \Ӄu là bөi và các chҩt tҭy trҳng nhѭ Cl2, SO2 109 110 Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí Khái niӋm và phân loҥi chҩt ô nhiӉm không khí - Ngu͛n ô nhi͍m do sinh ho̩t cͯa con ng˱ͥi Khái niӋm vӅ chҩt ô nhiӉm • Chӫ \Ӄu là bӃp ÿun, lò sѭӣi sӱ Gөng nhiên liӋu than ÿá, cӫi dҫu và %ҩt kǤ Pӝt chҩt nào ÿѭӧc thҧi vào không khí vӟi nӗng ÿӝÿӫÿӇ ҧnh khíÿӕt. Kѭӣng tӟi sӭc khӓe con ngѭӡi, gây ҧnh hѭӣng xҩu tӟi sӵ phát triӇn, sinh • Nguӗn ô nhiӉm này cóÿһc ÿLӇm là gây ô nhiӉm cөc bӝ trong mӝt trѭӣng cӫa ÿӝng, thӵc vұt, phá hӫy vұt liӋu, làm giҧm cҧnh quan môi phҥm vi nhӓ (nhà, phòng).Ĉһc biӋt khi dùng than ÿӇÿun nҩu, trѭӡng ÿӅu là các chҩt ô nhiӉm. Qӗng ÿӝ CO tҥi bӃp ÿun thѭӡng lӟn và nӃu ÿun trong phòng kín có Theo TCVN 5966 – 1995: "6ӵ có mһt cӫa các chҩt trong khí quyӇn, sinh thӇ gây tai hoҥÿӕi vӟi con ngѭӡi. ra tӯ hoҥt ÿӝng cӫa con ngѭӡi hoһc tӯ các quá trình tӵ nhiên và nӃu nӗng • Rác thҧi: Ӣ các ÿô thӏ chѭa thu gom và xӱ lý rác tӕt thì sӵ thӕi rӱa, ÿӝÿӫ Oӟn, thӡi gian ÿӫ lâu chúng sӁ ҧnh hѭӣng ÿӃn sӵ thoҧi mái, dӉ chӏu, phân huӹ chҩt hӳu cѫ hoһc chôn ӫ không ÿúng kӻ thuұt cǊng là Vӭc khoҿ hoһc lӧi ích cӫa ngѭӡi hoһc môi trѭӡng". Pӝt nguӗn gây ô nhiӉm môi trѭӡng không khí. Phân loҥi chҩt ô nhiӉm •Cӕng rãnh và môi trѭӡng nѭӟc mһt, ao hӗ, kênh rҥch, sông ngòi bӏ + Dӵa vào nguӗn gӕc sӱ Gөng nhiên liӋu, nguyên liӋu ô nhiӉm cǊng bӕc hѫi, thoát khíÿӝc hҥi và gây ô nhiӉm môi • Nhiên liӋu: xăng, dҫu, than, cӫi, trҩu trѭӡng không khí. • Nguyên vұt liӋu: các chҩt ô nhiӉm trong quá trình sҧn xuҩt hoһc sҧn phҭm cӫa chúng là các chҩt dӉ gây ô nhiӉm môi trѭӡng 111 112
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac + Dӵa vào nguӗn gӕc phát sinh %өi và các sol khí • Chҩt ô nhiӉm sѫ cҩp: là các ch̭t ô nhi͍m ÿ˱ͫc th̫i tr͹c ti͇p tͳ ngu͛n ô nhi͍m. Ví dͭ các ch̭t SOx , NOx , bͭi th̫i ra tͳ các Ô nhiӉm không khí do bөi quá trình ÿ͙t nhiên li͏u. %өi là mӝt tұp hӧp nhiӅu hҥt, có kích thѭӟc nhӓ bé, tӗn tҥi lâu • Chҩt ô nhiӉm thӭ Fҩp: là các ch̭t ô nhi͍m ÿ˱ͫc t̩o thành tͳ trong không khí dѭӟi dҥng Eͭi bay, bͭi l̷ng và các h͏ khí dung các ch̭t ô nhi͍m s˯ c̭p do các quá trình bi͇n ÿ͝i hóa h͕c nhi͉u pha g͛m h˯i, khói, mù. trong khí quy͋n. Ví dͭ: H2SO4 sinh ra tͳ quá trình h̭p thͭ h˯i • %өi bay có kích thѭӟc tӯ 0,001 - 10µm bao gӗm tro, muӝi, Q˱ͣc trong khí quy͋n cͯa SOx là ch̭t ô nhi͍m thͱ F̭p khói và nhӳng hҥt rҳn ÿѭӧc nghiӅn nhӓ, chuyӇn ÿӝng theo Các chҩt ÔN thӭ Fҩp thѭӡng có tính ÿӝc cao hѫn các chҩt ÔN sѫ cҩp, kiӇu Brao hoһc rѫi xuӕng ÿҩt vӟi vұn tӕc không ÿәi theo tuy nhiên cǊng có nhӳng chҩt thӭ Fҩp lҥi có lӧi. ( NH3 + H2O + NO2 ÿӏnh luұt Stok. =>NH NO là mӝt chҩt làm “giàu” cho ÿҩt. 4 3 • %өi lҳng có kích thѭӟc lӟn hѫn 10µm, thѭӡng rѫi nhanh + Phân loҥi theo tính chҩt vұt lý xuӕng ÿҩt theo ÿӏnh luұt Niutѫn vӟi tӕc ÿӝ tăng dҫn. VӅ Pһt sinh hӑc, bөi này thѭӡng gây tәn hҥi cho da, mҳt, gây nhiӉm • Chҩt ô nhiӉm không khí ӣ thӇ Uҳn: ví dө các loҥi bөi. trùng, gây dӏ ӭng, • Chҩt ô nhiӉm không khí ӣ thӇ khí: ví dө các loҥi hѫi khíÿӝc. • Chҩt ô nhiӉm không khí ӣ thӇ Oӓng: ví dө các loҥi hѫi dung môi. 113 114 Phân loҥi bөi + Theo nguӗn gӕc Theo thӡi gian tӗn tҥi •Bөi hӳu cѫ nhѭ bөi tӵ nhiên (bөi do ÿӝng ÿҩt, núi lӱa ); • d 3 µm : bөi thô, hình thành tӯ Vӵ phân tán cѫ hӑc (phân ly nhӓ) cӫa •Bөi hӛn hӧp (do mài,ÿúc ) nhӳng hҥt lӟn ÿѭӧc thu hӗi qua quá trình lҳng + Theo kích thѭӟc hҥt bөi - Theo tác h̩i Theo mӭc ÿӝ làm ÿөc khí quyӇn •Bөi nhiӉm ÿӝc chung (chì, thӫy ngân, benzen); • Khi D > 10 µm : gӑi là bөi; •Bөi gây dӏ ӭng viêm mǊi, hen, nәi ban (bөi bông, gai, • Khi D = 10 – 0,1 µm : sѭѫng mù; phân hóa hӑc, mӝt sӕ tinh dҫu gӛ ); • Khi D < 0,1 µm: gӑi là khói. •Bөi gây ung thѭ (bөi quһng, crôm, các chҩt phóng xҥ ); •Bөi gây xѫ hóa phәi (thҥch anh, quһng amiăng ). 115 116
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Các chҩt gây ô nhiӉm dҥng khí Các hӧp chҩt có chӭa lѭu huǤnh (S): Khí quyӇn là mӝt hӋÿӝng vӟi nhiӅu thành phҫn khí khác nhau, trong SO2, SO3, H2S, H2SO4 và các muӕi sunfat ÿócósӵ trao ÿәi liên tөc vӟi: các ÿӝng vұt, thӵc vұt; vӟi ÿҥi dѭѫng; 1) SO , SO Yӟi ÿҩt theo các quá trình vұt lí, hóa hӑc. 2 3 Các khí cǊng có thӇÿѭӧc loҥi khӓi khí quyӇn bӣi các phҧn ӭng hóa SO2 -> SO3 (do oxi hóa xúc tác hay oxi hóa quang hóa) Kӑc, bӣi hoҥt ÿӝng sinh hӑc, bӣi các quá trình vұt lí diӉn ra trong khí Trong ÿLӅu kiӋn ÿӝ ҭm cao SO2 thì quá trình oxi hóa diӉn ra rҩt quyӇn (nhѭ sӵ Wҥo thành các hҥt) bӣi sӵ sa lҳng và sӵ thu hút cӫa ÿҥi thuұn lӧi vӟi ÿLӅu kiӋn có mһt các chҩt xúc tác (thѭӡng là muӕi Gѭѫng vàÿҩt. + + Fӫa Fe3 , Mn2 , ,chính chúng là thành phҫn cӫa bөi). Thӡi gian lѭu trung bình cӫa mӝt phân tӱ khí sau khi ÿѭӧc ÿѭa vào khí SO + H O -> H SO quyӇn có thӇ Wӯ hàng giӡ cho tӟi hàng triӋu năm phө thuӝc vào chҩt khí 2 2 2 4 Fө thӇ. =>ÿӇÿánh giá tác ÿӝng gây ô nhiӉm cҫn phҧi xét ÿӃn chu trình SO2 tѭѫng ÿӕi nһng nên thѭӡng ӣ Jҫn mһt ÿҩt, ngang tҫm sinh hoҥt cӫa chuyӇn hóa cӫa chúng tӯ lúc phát sinh cho tӟi khi bӏ loҥi khӓi khí con ngѭӡi, nên là khí ô nhiӉm và tác ÿӝng trӵc tiӃp ÿӃn cuӝc sӕng. quyӇn. SO2 là khí dӉ tan trong nѭӟc nên dӉ phҧn ӭng vӟi cѫ quan hô hҩp cӫa ngѭӡi vàÿӝng vұt khi xâm nhұp vào cѫ thӇ. Ӣ hàm lѭӧng thҩp, SO2 làm Vѭng niêm mҥc, ӣ hàm lѭӧng cao (> 0,5mg/m3) gây tӭc thӣ, ho, viêm loét ÿѭӡng hô hҩp. Khi có mһt cҧ SO2 và SO3 VӁ gây tác ÿӝng mҥnh hѫn, thұm chí có thӇ gây co thҳt phӃ quҧn vàÿӃn tӱ vong. 117 118 3) Oxyt Cacbon (CO, CO ) 2) Sunfua hidro H2S 2 + CO H2S sinh ra khi ÿӕt nhiên liӋu chӭa S. Mӝt phҫn H2S phát sinh trong tӵ nhiên do thӕi rӳa cӫa các chҩt hӳu cѫ dѭӟi tác dөng cӫa vi khuҭn tӯ rác CO sinh ra do ÿӕt cháy không hoàn toàn các nhiên liӋu hóa thҥch (CO thҧi, cӕng rãnh, bӡ biӇn, ao tù, hӗ nѭӟc cҥn, kӇ Fҧ Wӯ các hҫm lò khai W͹ nhiên còn lͣn g̭p 10-15 l̯n ngu͛n CO nhân t̩o ) thác than, các vӋt núi lӱa. Phát sinh CO tӵ nhiên là Trong không khí, 80% H2S bӏ oxi hóa thành SO2 do oxi hoһc ozon. CH4 + HO- o CH3 + H2O ; o CO H S + O = H O + SO 2 3 2 2 Trong phҫn dѭӟi cӫa khí quyӇn, khi nӗng ÿӝ CH4 vào khoҧng 1,5ppm (theo thӇ tích), lѭӧng CH do phân huӹ sinh hӑc chҩt hӳu cѫ diӉn ra VìH2S, O2, O3ÿӅu hòa tan ÿѭӧc trong nѭӟc nên tӕc ÿӝ oxi hóa H2S 4 trong sѭѫng mù, các giӑt lӓng trong mây diӉn ra rҩt nhanh. => sӵ Wӗn tҥi trong ÿҫm lҫy vӟi lѭӧng toàn cҫu ѭӟc tính 9.1013 mol/năm, thì nӗng ÿӝ Fӫa H2S trong khí quyӇn ÿѭӧc tính hàng giӡ. CO trong khí quyӇn ѭӟc tính bҵng 0,12 - 0,15ppm. 9ӟi con ngѭӡi: Loҥi trӯ CO: ӣ Qӗng ÿӝ thҩp gây nhӭc ÿҫu, khó chӏu; + Phҧn ӭng giӳa CO vӟi gӕc HO- trong tҫng ÿӕi lѭu và bình lѭu • > 150ppm: gây tәn thѭѫng cѫ quan hô hҩp, viêm phәi; CO + HO- ĺ CO + H+ • 700ppm - 900ppm có thӇ xuyên màng phәi, xâm nhұp mҥch máu, dүn 2 + Ĉѭӧc ÿҩt hҩp thө, bӏ oxyhóa ÿӇ trӣ thành dioxytcacbon CO ÿӃn tӱ vong. 2 (do kӃt quҧ Fӫa sӵ hoҥt ÿӝng sinh hӑc diӉn ra trong ÿҩt) Ĉӕi vӟi thӵc vұt: Uөng lá, giҧm khҧ năng sinh trѭӣng 119 120
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 3) Oxyt Cacbon (CO, CO2) Phân loҥi nguӗn ô nhiӉm không khí + CO CO2 THҥi: CO tác dөng vӟi hӗng cҫu trong máu tҥo hӧp chҩt bӅn vӳng, • CO2 Yӕn có trong thành phҫn cӫa không khí sҥch, ngoài ra có thӇ làm giҧm hӗng cҫu, giҧm khҧ năng hҩp thө, vұn chuyӇn O2 Fӫa hӗng ÿѭӧc phát sinh khi ÿӕt cháy hoàn toàn nguyên nhiên liӋu chӭa Fҫu di nuôi các tӃ bào cӫa cѫ thӇ. cácbon và trong quá trình hô hҩp cӫa ÿӝng thӵc vұt. HbO + CO ĺ HbCO + O2 2 • Hàng năm, chӍ riêng trong quá trình chӃ biӃn và sӱ Gөng than ÿá, Ngӝÿӝc nhҽ CO có thӇÿӇ Oҥi di chӭng thiӃu máu, hay quên. Ngӝÿӝc con ngѭӡi ÿã thҧi vào khí quyӇn 2.109 tҩn CO , tuy nhiên mӝt nӱa Qһng gây ngҩt, lên cѫn co giұt, liӋt tay chân và có thӇ Gүn ÿӃn tӱ vong 2 Oѭӧng này ÿѭӧc hѫi nѭӟc và thӵc vұt hҩp thө, phҫn còn lҥi tӗn lѭu trong vòng vài ba phút khi nӗng ÿӝ vѭӧt quá 2%. trong môi trѭӡng không khí. Thӵc vұt khi tiӃp xúc vӟi CO ӣ Qӗng ÿӝ cao sӁ Eӏ Uөng lá, xoăn quăn, • Khí CO2 ӣ Qӗng ÿӝ thҩp không gây nguy hiӇm cho ngѭӡi vàÿӝng cây non có thӇ chӃt yӇu. Yұt nhѭng ӣ Qӗng ÿӝ cao sӁ gây nguy hҥi. CO2 là mӝt trong các khí nhà kính nên viӋc tăng hàm lѭӧng CO2 trong khí quyӇn sӁ gây nên 1Ӄu nӗng ÿӝ O2 cao thì nó sӁÿҭy ÿѭӧc CO ra khӓi Hb: Vӵ gia tăng hiӋu ӭng nhà kính. HbCO + O2 ĺ HbO2 + CO Ĉӕi vӟi thӵc vұt, khí CO2 có ҧnh hѭӣng tӕt, tăng cѭӡng khҧ năng quang hӧp nhҩt là trong ÿiӅu kiӋn khí hұu nhiӋt ÿӟi nóng, ҭm. 121 122 Oxyt nitѫ (NOx) 4) Các hӧp chҩt chӭa nitѫ N2O, NO, NO2, NH3 và các muӕi nitrat, nitrit, và amoni. NO là khí không màu, không mùi, không tan trong nѭӟc. Khi xâm nhұp vào Oxyt nitѫ (NOx) Fѫ thӇ nó có thӇ tác dөng vӟi hӗng cҫu trong máu, làm giҧm khҧ năng vұn chuyӇn oxy cӫa máu, dүn ÿӃn bӋnh thiӃu máu. Phát sinh qua các ÿӕt cháy các nhiên liӋu ӣ nhiӋt ÿӝ cao + sҧn xuҩt hóa hӑc NO2 là khí có màu nâu nhҥt, mùi hҳc, có tính kích thích, GӉ tan trong nѭӟc. có sӱ Gөng niѫ; Khi xâm nhұp vào cѫ thӇ nó có thӇ Wҥo thành axit qua ÿѭӡng hô hҩp hoһc tan Trong tӵ nhiên, tӯ Vӵ oxyhóa nitѫ cӫa không khí do sét, khí núi lӱa và các vào nѭӟc bӑt, vào ÿѭӡng tiêu hóa sau ÿó vào máu, gây nguy hiӇm cho cѫ thӇ. quá trình phân hӫy vi sinh vұt. NOx + H2O - >HNO3, nhѭ vұy cùng vӟi axit H2SO4, là thành phҫn chính cӫa Pѭa axit, làm thiӋt hҥi mùa màng, nhiӉm ÿӝc cây trӗng, giҧm tuәi thӑ Fӫa các Trong các NOx thì NO và NO2ÿѭӧc coi là nhӳng chҩt ÿLӇn hình gây ô nhiӉm không khí. Vҧn phҭm, chҩt lѭӧng cӫa các công trình xây dӵng Các oxit nitѫ khác tӗn tҥi trong không khí vӟi nӗng ÿӝ Uҩt nhӓ và không NO và NO có vai trò nhҩt ÿӏnh trong gây lo ngҥi vӅ ô nhiӉm. Tuy nhiên ӣ Kҥ Wҫng khí quyӇn thì N O là oxit nitѫ 2 2 viӋc hình thành: phә biӃn nhҩt, nó là sҧn phҭm cӫa hoҥt ÿӝng sinh hӑc, nó cǊng là mӝt NO + O3 ĺ NO2 + O2 nguӗn tҥo ra NO trong tҫng ÿӕi lѭu, và bình lѭu nѫi có oxi nguyên tӱ Wҥo • Khói mù quang hóa NO2 + O3 ĺ NO3* + O2 ra do sӵ phân li quang hóa cӫa O3: • Là mӝt trong bӕn nguyên nhân NO3* + NO ĺ 2NO2 chính phân hӫy ozôn N2O + O ĺ 2NO (* tr̩ng thái kích ho̩t) 123 124
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Amoniac NH3 4.6. Phѭѫng pháp tính lѭu lѭӧng khí thҧi 4.6.1. ThӇ tích sҧn phҭm cháy Chӫ \Ӄu ÿѭӧc tҥo ra tӯ nguӗn tӵ nhiên:Phân hӫy chҩt hӳu cѫ cӫa xác ÿӝng thӵc vұt; ThӇ tích các sҧn phҭm cháy ÿѭӧc tính toán dӵa trên: Trong thành phҫn khí thҧi cӫa các nhà máy sҧn xuҩt hóa chҩt, phân ÿҥm, • Thành phҫn nhiên liӋu trong các hӋ thӕng thiӃt bӏ làm lҥnh có sӱ Gөng NH3 •HӋ Vӕ cháy không hoàn toàn Trong môi trѭӡng không khí NH3 có thӇ tham gia vào các quá trình nhѭ: •Lѭӧng không khí ҭm cҫn thiӃt cho quá trình cháy +ҩp thө lên các bӅ Pһt ѭӟt hoһc phҧn ӭng vӟi các chҩt có tính axit trong - pha khí hay pha ngѭng tө Wҥo ra ion amoni NH4+; Oxi hóa thành NO3 . THҥi: NH3 có mùi khó chӏu và gây viêm ÿѭӡng hô hҩp cho ngѭӡi vàÿӝng Yұt. Khi tan vào nѭӟc gây nhiӉm ÿӝc cá và hӋ vi sinh vұt nѭӟc. Thӵc vұt bӏ Tiêu Chuҭn Quӕc Gia TCVN 5689 : 2005 Nhiên liӋu ÿiezen (DO) – Yêu Fҫu kӻ thuұt và nhӳng qui ÿӏnh hiӋn hành. nhiӉm NH3 ӣ Qӗng ÿӝ cao sӁ Eӏ EӋnh ÿӕm lá; giҧm tӍ OӋ Qҧy mҫm ӣ Kҥt giӕng. Ví dө Gҫu DO có thành phҫn nhѭ sau: Cp = 86,3%; Hp = 10,5%; Các muӕi nitrat và amoni thѭӡng không thҧi lên khí quyӇn vӟi bҩt kì lѭӧng Op = 0,3%; Np = 0,3%; Sp = 0,5%; Ap = 0,3%; Wp = 1,8%. ÿáng kӇ nào, mà chӍ sinh ra do sӵ chuyӇn hóa cӫa NO, NO2 và NH3 trong khí quyӇn. Nhѭ vұy các oxit nitѫ cuӕi cùng ÿѭӧc chuyӇn hóa thành nitrat và tiӃp ÿóÿѭӧc loҥi khӓi khí quyӇn do mѭa hoһc ÿѭӧc sa lҳng khô 125 126 ThӇ tích sҧn phҭm cháy ӣÿiӅu kiӋn tiêu chuҭn theo WHO STT Ĉҥi lѭӧng tính toán ThӇ tích khí (m3 chuҭn/kgNL) Theo B. B. pameranseva, cho dҫu DO và FO có thӇ tính thӇ tích các chҩt ô 1 /ѭӧng không khí khô lý thuyӃt cҫn V = 0,089C + 0,264H -0,0333(O-S) nhiӉm nhѭ sau: cho quá trình cháy o V(CO ) = 0,01866C 2 /ѭӧng không khí ҭm lý thuyӃt cҫn 2 V = (1+0,0016d)V cho quá trình cháy a o V(SO2) = 0,007S 3 /ѭӧng không khí ҭm thӵc tӃ vӟi V = DV V(NOx) = 0,008N + 0,79VB hӋsӕkhông khí thӯa D = 1,2 - 1,6 t a V(H2O) = 0,011H + 0,0124W + 0.0161VB + 1,24GB 4 /ѭӧng khí SO trong sҧn phҭm 2 V = 0,683.10-2S cháy SO2 V = V(CO2) + V(SO2) + V(NOx) + V(H2O) 5 /ѭӧng khí CO trong SPC vӟi hӋ sӕ V = 1,865.10-2KC V (m3) sinh ra khi ÿӕt cháy 1 kg nhiên liӋu; cháy không hoàn toàn K = 0,1-0,5 CO 6 /ѭӧng khí CO trong SPC V = 1,853.10-3(1-K)C C, S, N, H, W là thành phҫn các nguyên tӕ có trong nhiên liӋu (%) 2 CO2 7 /ѭӧng hѫi nѭӟc trong SPC V = 0,111H + 0,0124W + 0,0016dV VB: là khӕi lѭӧng không khíÿӇÿӕt cháy; H2O t 8 /ѭӧng khí N trong SPC -2 VNox = 0,8.10 N + 0,79Vt 9 /ѭӧng khí O trong không khí thӯa V = 0,21(D-1)V GB: lѭӧng hѫi nѭӟc ÿѭӧc phun vào trong dҫu ÿӇÿӕt (0,03-1 kg/kg nh.liӋu. 2 O2 a 10 /ѭӧng SPC tәng cӝng V0 = VSO2 + VCO + VCO2+ VH2O + VNOx + VO2 127 128
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 4.6.2. Lѭu lѭӧng khí thҧi m /ѭӧng khí SO2 trong sҧn phҭm cháy P R(T 273.15) V = 0,683.10-2S = 0,683.10-2*0.5 = 0.00342m3 VT T 273,15 SO2 V V m m T 0 273,15 /ѭӧng khí CO trong sҧn phҭm cháy P0 RT0 R* 273.15 3 V0 V0 VCO = 1,865.10-3KC = 0.016m B T 273.15 B /ѭӧng khí CO2 trong SPC Q VT V0 * 3 3600 273.15 3600 VCO2= 1,853.10-2(1-K)C = 1.44m /ѭӧng hѫi nѭӟc trong SPC Ví dө 4.1: 0ӝt máy phát ÿLӋn có công suҩt 300 KVA, sӱ Gөng dҫu DO có 3 thành phҫn nhѭ sau: Cp = 86,3%; Hp = 10,5%; Op = 0,3%; Np = 0,3%; Sp VH2O = 0,111H + 0,0124W + 0,0016dVt = 1.21m = 0,5%; Ap = 0,3%; Wp = 1,8%. Tӹ trӑng dҫu DO là d = 0.93kg/l. Mӭc /ѭӧng khí N trong SPC tiêu hao nhiên liӋu là 90 kg/h. NhiӋt ÿӝ khói thҧi là 2470C. HӋ Vӕ không khí 3 VN = 0,8.10-2N + 0,79Vt = 11.59m thӯa D = 1,3, hӋ Vӕ cháy không hoàn toàn K = 0,3. Tính lѭu lѭӧng khí thҧi. /ѭӧng khí O2 trong không khí thӯa /ѭӧng không khí ҭm thӵc tӃÿӇÿӕt cháy 1 kg dҫu DO VO2 = 0,21(D-1)Va = 0.88m3 Vt = D (1+0,0016d)[0,089C + 0,264H -0,0333(O-S)] /ѭӧng khí thҧi tәng cӝng cӫa sҧn phҭm cháy ӣÿiӅu kiӋn chuҭn =1.3*(1+0.0016*0.93)*(0.089*86.3+0.264*10.5-0.0333*(0.3-0.5)= 3 V0 = VSO2 + VCO + VCO2 + VH2O + VNOx + VO2 = 15,14m = 14,66m3 129 130 Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm /ѭӧng khí thҧi ӣ nhiӋt ÿӝ thӵc tӃ khi ÿӕt cháy 1 kg dҫu DO 1) Căn cӭ vào các phҧn ӭng hóa hӑc VT = V0(T+273.15)/273.15 'ӵa vào ÿӏnh mӭc tiêu hao nhiên liӋu, thành phҫn nhiên liӋu và các quá = 15.14*(247+273.15)/273.15 = 28,82m3 trình phҧn ӭng hóa hӑc ÿӇ xác ÿӏnh thành phҫn và lѭӧng chҩt ô nhiӉm. /ѭu lѭӧng khí thҧi Vd 4.2 : Nhà máy hóa chҩt A tiêu thө trong mӝt năm 395.000 tҩn dҫu FO vӟi thành phҫn cӫa lѭu huǤnh là 2,9% khӕi lѭӧng. Tính lѭӧng SO B 90 3 2 Q V * 28,82* 0,721m / s sinh ra trong mӝt năm cӫa nhà máy ÿó. T 3600 3600s /ѭӧng lѭu huǤnh ÿӕt trong 1 năm là: 2,9% x 395.000 = 11.455 tҩn Khi ÿӕt lѭu huǤnh phҧn ӭng xҧy ra nhѭ sau S + O2 = SO2 Theo phҧn ӭng trên cӭ 32 ÿvkl lѭu huǤnh khi ÿӕt sӁ sinh ra 64 ÿvkl SO2, hay gҩp ÿôi lѭӧng S. Nhѭ vұy lѭӧng SO2 sinh ra 1 năm là 22.910 tҩn =726,47g/s 131 132
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm 2)Ĉo ÿҥc trӵc tiӃp 4) Tính toán theo hӋ Vӕ phát thҧi (Emission Factor). -Ĉo nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm trong khí thҧi (C) +Ӌ Vӕ phát thҧi hay hӋ Vӕ ô nhiӉm (Emission Factor)ÿѭӧc tính bҵng khӕi => tҧi lѭӧng các chҩt ô nhiӉm chҩt ô nhiӉm sinh ra trên quy mô hoҥt ÿӝng. Quy mô hoҥt ÿӝng có thӇ là - Lѭu lѭӧng khí thҧi tӯÿó tính ra (Q) M = Q*C công suҩt sҧn phҭm, nguyên nhiên liӋu sӱ Gөng, quãng ÿѭӡng di chuyӇn, 3) Tính toán theo thӇ tích các khí thҧi (dӵa vào khӕi lѭӧng riêng) +Ӌ Vӕ phát thҧi khi ÿӕt dҫu DO, FO (Pouds/1.000 gallons dҫu) 'ҥng lò ÿӕt STT Ĉҥi lѭӧng tính toán Ĉѫn vӏ Công thӭc tính Công nghiӋp Chҩt ô nhiӉm Nhà máy 1 g/s 3 Cháy không Cháy hoàn Sinh hoҥt /ѭӧng khí SO2 vӟi USO2 = 2,965 MSO2 = 10 VSO2B USO2 /3600 nhiӋt ÿLӋn kg/m3 chuҭn hoàn toàn toàn 3 3 Aldehyde 0,6 2 2 2 2 /ѭӧng khí CO vӟi UCO = 1,25 kg/m g/s MCO = 10 VCO B UCO 3600 chuҭn CO 0,04 2 2 2 3 /ѭӧng khí CO vӟi U = 1,977 g/s M = 103 V B U /3600 Hydrocarbon 3,2 2 2 3 2 CO2 SO2 CO2 CO2 NO 104 72 72 72 kg/m3 chuҭn 2 SO2 157.S 157.S 157.S 157.S SO 2,40.S 2.S 2.S 2.S Ví dө 4.2: Tính tҧi lѭӧng SO2, CO vӟi sӕ liӋu trong ví dө 4.1 3 %өi 10 23 15 8 M = (103 V B U )/3600 = 103 *0.00342*90*2,965/3600 = 0.2531g/s SO2 SO2 SO2 1 gallon = 3,785 lít; 1 poud = 450 gram; &өc bҧo vӋ môi 3 3 MCO = 10 VCO B UCO /3600 = 10 *0.016*90*1.25/3600 = 0,503g/s S là % kh.lѭӧng lѭu huǤnh trong nhiên liӋu. trѭӡng Mӻ (EPA) 133 134 +Ӌ Vӕ phát thҧi khi ÿӕt dҫu DO, FO (WHO) Các nguӕn có nguyên Các chҧt ô nhiӇm tính ra kg/tҧn liӉu ÿӓt là dҩu DO, FO bӧi SO2 NOx THC CO aldehyde Chңy máy phát ÿiӉn 0,94 18xS 11,8 0,24 0,05 0,11 Rapid Inventory Techniques in Envirometal Pollution, sinh hoңt 1,1 18xS 1,4 0,33 0,006 0,24 WHO, 1993 Ô tô chңy dҩu 1 18xS 13 2,5-3 15-18 135 136
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm 4) Tính toán theo hӋ Vӕ phát thҧi (Emission Factor). 4) Tính toán theo hӋ Vӕ phát thҧi (Emission Factor). +Ӌ Vӕ phát thҧi trong quá trình ÿӕt than ÿá (l/tҩn) Công Sinh hoҥt 3 Nhà máy +Ӌ Vӕ phát thҧi khi ÿӕt khí thiên nhiên (pound/triӋu m ) Chҩt ô nhiӉm nghiӋp lò và lò ÿӕt ÿLӋn Kѫi thѭѫng mҥi Nhà máy Công nghiӋp Sinh hoҥt và lò Chҩt ô nhiӉm Aldehyde 0,005 0,005 0,005 ÿLӋn lò hѫi ÿӕt thѭѫng mҥi CO 0,5 3 50 Aldehyde 1 2 N CH4 0,2 1 10 CO N* 0,4 0,4 NO2 20 20 8 Hydrocarbon N N N SO 38.S 38.S 38 S 2 NO2 390 214 116 SO2 0,4 0,4 0,4 Axit hӳu cѫ 3 5 N %өi 15 18 19 1 poud = 450 gram 137 138 Phѭѫng pháp xác ÿӏnh tҧi lѭӧng ô nhiӉm +Ӌ Vӕ ô nhiӉm không khí trung bình ÿӕi vӟi các loҥi xe theo WHO 4) Tính toán theo hӋ Vӕ phát thҧi (Emission Factor). Ĉѫn vӏ TSP SO2 NOx CO VOC Các loҥi xe (U) (kg/U) (kg/U) (kg/U) (kg/U) (kg/U) +Ӌ Vӕ ô nhiӉm cӫa xe ô tô 1. Xe hѫi 1000 km 0,07 2,05S 1,19 7,72 0,83 Pounds/1.000 Pound/1.000 2. Xe tҧi, xe buýt 1000 km 0,9 4,76S 10,3 18,2 4,2 Chҩt ô nhiӉm Pound/ngày mile gallon gas 3. Xe máy 1000 km 0,57S 0,14 16,7 8 Aldehyde 0,3 4 0,007 CO 165 2.300 4,16 Hydrocarbon 12,5 200 0,363 NO 8,5 113 0,202 2 1g=10-3kg SO2 0,6 9 0,016 Axit hӳu cѫ 0,3 4 0,007 1mg = 10-3g %өi 0,8 12 0,022 1Pg=10-3mg ppm (Phҫn triӋu thӇ tích). Ӣ nhiӋt ÿӝ 200C 1ppm = 139 140
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Ví dө: Mӝt xe tҧi có tҧi tUӑng 10 tҩn sӱ Gөng dҫu DO cKҥy trên quãng ÿѭӡng 240 km sӁ thҧi ra khӕi lѭӧng các chҩt ô.nhiӉm là bao nhiêu? HӋ sӕ ô nhiӉm vӟi xe tҧi sӱ dөng dҫu DO có công suҩt 3,5 – 16 tҩn (WHO) ĈLӅu tra phát thҧi do giao thông STT CHҨT Ô NHIӈM K.LӴѪNG CHҨT Ô.N (kg/1000km) 1 %өi 0,9 2 SO2 2,075 x S (ví dͭ l˱u huǤnh là 0.5% thì S =0,5) COPERT III.ppt 3 NOX 14,4 4 CO 2,9 5 THC 0,8 S là hàm lѭӧng lѭu hùynh có trong dҫu DO(%) =0.5% STT CHҨT Ô NHIӈM Tәng tҧi lѭӧng(kg) 1 %өi 0,9*0,24 = 0,216 2 SO2 2,075*0.5*0.24 = 0.249 3 NOX 14,4*0,24 = 3,456 4 CO 2,9*0,24 = 0,696 141 5 THC 0,8*0,24 = 0,192 142 Chѭѫng 5. Mô hình Gauss Chѭѫng 5. Mô hình Gauss Screen3 Pt cѫ bҧn mô tҧ Vӵ truyӅn tҧi và khuyӃch tán chҩt ô nhiӉm SCREEN3 is a single source Gaussian plume model which wC wC wC wC w § wC · w § wC · w § wC · U x U y Wz ¨ K x ¸ ¨ K y ¸ ¨ K z ¸ S provides maximum ground-level concentrations for point, wt wx wy wz wx © wx ¹ wy © wy ¹ wz © wz ¹ area, flare, and volume sources, as well as concentrations in the cavity zone, and concentrations due to inversion break- z +́ͳng gió up and shoreline fumigation. SCREEN3 is a screening version of the ISC3 model. screen3d.pdf, Eqt p.51 y Aerscreen x Calpuff CMAQ 143 144
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt a) Thông lѭӧng khuӃch tán c) PT lan truyӅn chҩt 9 8 7 6 5 4 3 6 6 6 6 6 6 6 A v wF wC F F dx F AvC D C wx wx x (1) dx 0 (2) f : Thông lѭӧng khuӃch tán rӕi qua 1ÿѫn vӏ wC D Theo ÿӏnh luұt bҧo toàn khӕi lѭӧng: diӋn tích trong 1 giây [g/s.m2] fD D S là sӵ thay ÿәi khӕi lѭӧng chҩt wx -1 -2 w( AdxC ) wF D: HӋ Vӕ khuӃch tán [s m ] F ( F dx ) AdxS ô nhiӉm trong 1ÿѫn vӏ thӇ tích b) Thông lѭӧng qua mһt cҳt wt wx và trong 1 ÿѫn vӏ thӡi gian w( AC ) wF z F F F dx AS J G V D A v wt wx F I FV A.v.C C F wF F dx w( AC ) wAvC w wC F ( AD ) AS d C wx wC z U wt wx wx wx y H FD A.fD AD wx 2 K dy wC wC w C O x v D S E wC 2 dx F AvC D F[g/s]: Khӕi lѭӧng chҩt ô nhiӉm ÿi qua wt wx wx wx Pһt cҳt trong 1ÿѫn vӏ tgian là 1s 145 146 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt c) PT lan truyӅn chҩt Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm wC wC w 2C ChuyӇn ÿӝng tҫng v D S wt wx wx 2 BiӃn ÿәi Bình KhuӃch ChuyӇn ÿӏa phѭѫng Oѭu tán hóa KhuӃch tán rӕi wC Q wC w2C D S wt A wx wx 2 wC wQC w § wC · Phân tán Hoһc ¨ Di ¸ S wt Aws ws © ws ¹ 147 148
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac G.thiӋu Mô hình Gauss Phѭѫng trình lan truyӅn ô nhiӉm trong Mô hình Gauss (Pt. MH Gauss) Các giҧ thiӃt trong MH Gauss 9 7ҧi lѭӧng ô nhiӉm không ÿәi 9 9ұn tӕc và hѭӟng gió không thay ÿәi trên cùng ÿӝ cao 9 +Ӌ Vӕ khuӃch tán không ÿәi (Kx, Ky, Kz = const) 9 6ӵ khuӃch tán theo hѭӟng x nhӓ so vӟi vұn tӕc lan truyӅn trung bình theo hѭӟng này 9 1ӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm không ÿәi 9 Không tính ÿӃn các phҧn ӭng hay phân rã (S =0) • MH Gauss sӱ Gөng rӝng rãi trên thӃ giӟi,ÿѭӧc áp dөng cho các nguӗn thҧi ÿLӇm. wC wC wC wC w § wC · w § wC · w § wC · U x U y Wz ¨ K x ¸ ¨ K y ¸ ¨ K z ¸ S •Cѫ sӣ Fӫa mô hình này là phân bӕ Gauss vӅ C các chҩt ô wt wx wy wz wx © wx ¹ wy © wy ¹ wz © wz ¹ nhiӉm. wC w2C w2C • MH Gauss ÿѭӧc EPA khuyӃn cáo cho các tính toán mang U K K wx y wy2 z wz 2 tính quy phҥm. 149 150 People-Courses-53- People-Courses-53- Wind velocity and Eddy diffusivity for various stability categories Gaussian and Gaussian and (Shamsijey, 2004, Heinsohn, 1999, Lakes Environment, 2003, Ragland, 1973) Multiple Cell Model * Multiple Cell Model Text File.pdf Roughness lengths (Z0) and friction velocity (u ) (Heinsohn, 1999 and Seinfeld,Text File.pdf 1998) 151 152
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac People-Courses-53- Gaussian and Multiple Cell Model 2 2 Text File.pdf wC w C w C Pt. MH Gauss U K K wx y wy 2 z wz 2 M C( x, y,z ) G G G(y), G(z) là các x 0 ,y 0 ,z H y z .Ӄt hӧp ĈK biên U hàm Dirac C( x,y,z ) y,zorf 0 M § U y2 z2 · C( x, y,z ) exp¨ ( )¸ 1/ 2 ¨ 4x K K ¸ 2S K y K z x © y z ¹ 2K y x 2K x V 2 V 2 z y U z U M: tҧi lѭӧng U: tӕc ÿӝ gió; K: hӋ Vӕ khuӃch tán Vy, Vz: HӋ Vӕ phát tán (làÿӝ OӋch chuҭn cӫa C theo hѭӟng y và z) M § y2 z 2 · C( x,y,z ) exp¨( )¸ Mô hình Gauss ¨ 2 2 ¸ 2SUV yV z © 2V y 2V z ¹ 153 154 ıy = standard deviation of pollutant concentration in y direction r x ız = standard deviation of pollutant concentration in z direction 155 156
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Roughness lengths and friction velocity (Heinsohn, 1999 and Seinfeld, 1998) H = h + 'h * (x,y,z) z 'h y x 157 158 Pt. MH Gauss Pt. MH Gauss M § y 2 z 2 · M § y 2 z 2 · C( x,y,z ) exp¨ ( )¸ Mô hình Gauss C( x,y,z ) exp¨( )¸ ¨ 2 2 ¸ 2SUV V ¨ 2V 2 2V 2 ¸ 2SUV yV z © 2V y 2V z ¹ y z © y z ¹ 1 y2 Trong trѭӡng hӧp nguӗn thҧi nҵm cách mһt ÿҩt ÿӝ cao H khi ÿó công f ( y ) exp( ) thӭc tính nӗng ÿӝ VӁ là: ( 2S )0,5V 2V 2 z y y +́ͳng gió 2 2 1 z 2 M § y ( z H ) · f ( z ) exp( ) C( x,y,z ) exp¨( )¸ 0 ,5 2 2SUV V ¨ 2V 2 2V 2 ¸ ( 2S ) V z 2V z y z © y z ¹ ng 'H M § y2 · § ( z H )2 · ͽ Tích cӫa 2 hàm phân bӕ Gauss exp¨ ¸exp¨ ¸ u d C(x,y,z)=f(y). f(z) ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ · 2SUV yV z © 2V y ¹ © 2V z ¹ H cao h cao Ĉͱ 159 160
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Pt. MH Gauss Công thӭc tính KӋ Vӕ phát tán ız(x), ıy(x) 9ӟi mөc tiêu ÿѫn giҧn trong tính toán, tӯ quan trҳc thӵc tӃ, Turner ÿã M § y2 · § ( z H )2 · ÿѭa ra công thӭc tính toán hӋ Vӕ phát tán C( x,y,z ) exp¨ ¸ exp¨ ¸ 2 U ¨ 2 2 ¸ ¨ 2 2 ¸ Công thӭc tính ı (x), ı (x) cho vùng thoáng mӣ (nông thôn) S V yV z © V y ¹ © V z ¹ z y V ( x ) /ӑai tҫng kӃt y V z ( x ) /ѭu ý tӟi phҧn xҥ hoàn toàn (mһt ÿҩt ) A (rҩt mҩt әn ÿӏnh) 0,22x(1+0,0001x)-0,5 0,20x M § y2 ·ª § ( z H )2 · § ( z H )2 ·º C( x,yz ) exp¨ ¸«exp¨ ¸ exp¨ ¸» -0,5 ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ B (mҩt әn ÿӏnh vӯa) 0,16x(1+0,0001x) 0,12x 2SUsysz 2V y « © 2V z ¹ © 2V z ¹» © ¹¬ ¼ C (không әn ÿӏnh nhҽ) 0,11x(1+0,0001x)-0,5 0,08x(1+0,0002x)-0,5 D (trung tính) 0,08x(1+0,0001x)-0,5 0,06x(1+0,0015x)-0,5 +ҩp thө hoàn toàn (mһt nѭӟc) E (әn ÿӏnh nhҽ) 0,06x(1+0,0001x)-0,5 0,03x(1+0,0003x)-1 M § y 2 ·ª § ( z H )2 · § ( z H )2 ·º F (әn ÿӏnh vӯa phҧi) 0,04x(1+0,0001x)-0,5 0,016x(1+0,0003x)-1 C( x,y,z ) exp¨ ¸«exp¨ ¸ exp¨ ¸» 2SUs s ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ y z © 2V y ¹¬« © 2V z ¹ © 2V z ¹¼» Phân lo̩i ÿ͡ ͝n ÿ͓nh cͯa khí quy͋n theo Pasquill 161 162 Công thӭc tính KӋ Vӕ phát tán ız(x), ıy(x) Các hӋ Vӕ ıy vàızӣ trên là các giá trӏ trung bình trong khoҧng thӡi gian 10 phút (do vұy, nӗng ÿӝ Wҥp chҩt tính ÿѭӧc là nӗng ÿӝ trung bình trong 10 phút), vӟi các khoҧng thӡi gian khác, Gifford (1976)ÿӅ xuҩt nhѭ sau: 0.2 Công thӭc tính ı (x), ı (x) cho thành phӕ § T · z y V y (T ) V y 10¨ ¸ V (T ) V (10 ph) © 10 ¹ z z V ( x ) /ӑai tҫng kӃt y V z ( x ) Phân loҥi ÿӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn theo Pasquill A-B 0,32x(1+0,0004x)-0,5 0,24x(1+0,001x)-0,5 C 0,22x(1+0,0004x)-0,5 0,12x Ban ÿêm -Ĉӝ che 9ұn tӕc Ban ngày - Bӭc xҥ Pһt trӡi -0,5 -0,5 phӫ mây D 0,16x(1+0,0004x) 0,14x(1+0,0003x) gió mӵc Trung t5/10 d4/10 E-F 0,11x(1+0,0004x)-0,5 0,08x(1+0,0005x)-0,5 10m (m/s) 0ҥnh 6 C D D D D 163 164
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac www.wunderground.com/ 165 166 Ĉӝ nâng vӋt khói C. thӭc Holland J.Z.(ÿѭӧc sӱ Gөng khá rӝng rãi ) Mây Âm U 0ѭa Rào Nhҽ ZDa § Tk Txq · 'h ¨1,5 2,68.103 P.D. ¸ H = h + 'h +ѫi Có Mây ¨ ¸ u © Tk ¹ 6ѭѫng Mù Có Mây Rҧi Rác • Z=(Q/A) : Tӕc ÿӝ khí thҧi (m/s) Có Dông • D làÿѭӡng kính ӕng khói (m) 'h • a là hӋ Vӕ hiӋu chӍnh. Cҩp A-C là 1.1 – 1.2, còn Oҥi là 0.8 – 0.9. • P là áp suҩt khí quyӇn, kPa (P0 = 1013Mba) • u: Tӕc ÿӝ gió tҥi mӵc thҧi (m/s) •Tk, Txp: nhiӋt ÿӝ khí thҧi và MT. xung quanh (K) 167 168
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Tính tӕc ÿӝ gió ӣÿӝ cao nguӗn thҧi Tính tӕc ÿӝ gió ӣÿӝ cao nguӗn thҧi u § z · p * ¨ ¸ § z · u z ln¨ ¸ °U10m¨ ¸ , z 200m k © z0 ¹ U( z ) ® © 10 ¹ ° U 2 p , z t 200m uz là tӕc ÿӝ gió ӣ Pӵc z, u* là tӕc ÿӝÿӝng lӵc (m/s). ¯ 10m k là hҵng sӕ von Karman. z làÿӝ cao, z0 làÿӝ cao mӵc ghӗ ghӅ (m) Giá trӏ Fӫa p Z3 uz ? § u ln( z ) u ln( z ) · 3 Loҥi tҫng kӃt A B C D E F z2 1 z1 2 z exp¨ ¸ Z2 u 0 ¨ u u ¸ z2 Thành phӕ 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,30 © z2 z1 ¹ Nông thôn 0,07 0,07 0,10 0,15 0,35 0,55 u u ln( z / z ) Z1 z1 z1 2 1 u z 2 Z0 ln( z1 / z0 ) u ln( z / z ) u z1 3 1 z 3 ln( z1 / z0 ) 169 170 1ӗng ÿӝ ÔN ÿѭӧc tính 1ӗng ÿӝ Fӵc ÿҥi tҥi mһt ÿҩt Phѭѫng pháp tính toán nguӗn thҧi thҩp : toán theo V.S.Nhikitin: M § y2 · § ( z H )2 · C( x,y,z ) exp¨ ¸exp¨ ¸ - Nhà hҽp ÿӭng ÿӝc lұp : 2 U ¨ 2 2 ¸ ¨ 2 2 ¸ S V yV z © V y ¹ © V z ¹ M § H 2 · C( x,0,0 ) exp¨ ¸ SUV V ¨ 2V 2 ¸ bz y z © z ¹ y 2K x Nhà hҽp ÿӭng 2 V 2 z dC( x,0,0 ) H U z U 1 ÿӝc lұp x 0 x V z H m xm dx 4Kz 2 M § H 2 · 1ӗng ÿӝ ô => x => V => Cm exp¨ ¸ nhiӉm lӟn nhҩt m y 2SUV V ¨ 2V 2 ¸ y z © z ¹ Wҥi bӅ Pһt + Vӏ trí miӋng thҧi khí ӣ Ví dө: Cho mӝt ӕng khói có H 20 2m, cҩp әn ÿӏnh khí quyӇn là A và bên trong hoһc bên trên trên khu vӵc nông thôn ta có: vùng gió quҭn, ÿiӇm tính Vz = 20m; => C = 1 x = 100m => toán trong vùng gió quҭn S KӋ Vӕ phө thuӝc y V z 0,2xm H => m 1 xm -0,5 khi 0 < x 6Hnh: l - ChiӅu dài cӫa nhà trӵc giao vӟi hѭӟng gió, m. 2 Vy = 0,22xm(1+0,0001xm) 171 172 k - HӋ Vӕ NӇÿӃn ÿӝ cao tѭѫng ÿӕi cӫa nguӗn thҧi
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac - Nhà rӝng ÿӭng ÿӝc lұp : + Khi b1 > 2,5Hnh : b1 y * x b1 * y * * x + Khi b1 2,5Hnh : M tҧi lѭӧng k HӋ Vӕ NӇÿӃn ÿӝ cao Wѭѫng ÿӕi cӫa nguӗn thҧi S hӋ Vӕ phө thuӝc y M tҧi lѭӧng l ChiӅu dài cӫa nhà trӵc k HӋ Vӕ NӇÿӃn ÿӝ cao tѭѫng ÿӕi cӫa nguӗn thҧi giao vӟi hѭӟng gió, m. S1 KӋ Vӕ phө thuӝc y l ChiӅu dài cӫa nhà trӵc giao vӟi hѭӟng gió, m. 173 174 + Vӏ trí miӋng thҧi khí ӣ bên ngoài vùng gió quҭn - Khu nhà : + Vӏ trí miӋng thҧi khí ӣ bên trong vùng gió x1 x1 Khi Hnh < x1 4Hnh Khi Hnh < x1 4Hnh KhiHnh < x1 8Hnh : KhiHnh < x1 8Hnh : m – HӋ Vӕ thӇ hiӋn phҫn khí thҧi gây ô nhiӉm ÿӕi vӟi vùng gió quҭn 175 l - ChiӅu dài cӫa nhà trӵc giao vӟi hѭӟng gió, m 176
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Mô hình Sutton Mô hình Sutton Các gi̫ thi͇t trong mô hình Sutton t˱˯ng t͹ nh˱ trong mô hình Gauss: Trong trѭӡng hӧp tính ÿӃn phҧn xҥ và hҩp thө Fӫa bӅ Pһt 2 2 § y · wC w § wC · w C ¨ n2 ¸ M exp 2 x U ¨ K z ¸ K y ¨ ¸ 2 2 (*) 2 C y ª § (z H ) · § (z H ) ·º wx wz © wz ¹ wy C(x, y, z) © ¹ exp¨ ¸ k exp¨ ¸ 2n « ¨ 2 n2 ¸ ¨ 2 n2 ¸» Các ÿLӅu kiӋn trong mô hình: 2SUC yCz x ¬ © C z x ¹ © C z x ¹¼ + 7̩i x = 0 và x, y, z t̩i vô cùng: Trong tr˱ͥng hͫp ph̫n x̩ hoàn toàn (k = 1) x,y,z o f C o 0 2 1/( 2n ) x o 0 C o f 2M Cy § H · C X ¨ ¸ max eSUH 2 C max ¨ 2 ¸ + Thông l˱ͫng ch̭t ô nhi͍m trên b͉ P̿t tr̫i d˱ͣi = 0 z © Cz ¹ wC K z o 0 khi z o 0 C , C Yӟi các hӋ Vӕ phát tán Gauss ı , ı wz y z y z + Thông l˱ͫng ch̭t ô nhi͍m qua m͡t m̿t ph̻ng b̭t kǤ vuông góc vͣi 2V 2 C 2 x2n ; 2V 2 C 2 x2n K˱ͣng gió thì không ÿ͝i và b̹ng công sṷt cͯa ngu͛n th̫i M: y y z x f f Khi ÿó công thӭc Sutton (*) trӣ YӅ công thӭc trong mô hình Gauss: M ³³uC( y,z )dydz khi x !0 0 f M § y 2 ·ª § (z H ) 2 · § (z H ) 2 ·º M § y 2 · § (z H ) 2 · C(x, y, z) exp¨ ¸«exp¨ ¸ k exp¨ ¸» C(x, y, z) exp¨ x n2 ¸exp¨ ¸ 2SuV V ¨ 2V 2 ¸ ¨ 2V 2 ¸ ¨ 2V 2 ¸ 2n ¨ 2 ¸ ¨ 2 n2 ¸ y z © y ¹¬« © y ¹ © z ¹¼» 2SUC y Cz x © C y ¹ © Cz x ¹ 177 178 Mô hình Sutton Mô hình lan truyӅn ô nhiӉm ÿӕi vӟi nguӗn ÿѭӡng +˱ͣng n, C , C phө thuӝc vào ÿӝ әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn: y z ĈӇÿѫn giҧn hóa ta xét nguӗn ÿѭӡng 0͡t ÿ˯n v͓ chi͉u dài gió dài vô hҥn và ӣÿӝ cao gҫn mһt ÿҩt, Giá trӏ Fӫa n, Cy, Cz theo Sutton Kѭӟng gió thәi vuông góc vӟi ÿѭӡng Cân bҵng Nghӏch nhiӋt Ĉӝ %ҩt әn ÿӏnh phiӃm ÿӏnh, n Trung bình, n = M § y 2 · § ( z H )2 · cao n = 0,2 0ҥnh, n = 0,5 C( x, y,z ) exp¨ ¸exp¨ ¸ = 0,25 0,33 ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ 2SUV yV z © 2V y ¹ © 2V z ¹ x h Cz Cy Cz Cy Cz Cy Cz Cy Thành phҫn khuӃch tán ngang ÿѭӧc bӓ qua => 0 0,36 0,64 0,12 0,21 0,048 0,084 0,030 0,053 * 10 0,36 0,64 0,12 0,21 0,048 0,084 0,030 0,053 2M * C(x) 0,5 M là l˱ͫng th̫i cͯa ngu͛n trên 1ÿ˯n v͓ chi͉u dài 25 0,36 0,36 0,12 0,12 0,048 0,048 0,030 0,030 (2S ) uV z 50 0,30 0,30 0,10 0,10 0,040 0,040 0,025 0,025 75 0,27 0,27 0,09 0,09 0,036 0,036 0,022 0,022 ĈӇ xác ÿӏnh nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm tҥi ÿLӇm bҩt kǤ có tӑa ÿӝ (x,z) ta có 100 0,21 0,21 0,07 0,07 0,028 0,028 0,018 0,018 thӇ Vӱ Gөng công thӭc cҧi tiӃn cӫa Sutton: 0,8M * ( z h )2 ( z h )2 ½ C( x,z ) ®exp( 2 ) exp( 2 )¾ uV z ¯ 2V z 2V z ¿ h làÿӝ cao nguӗn ÿѭӡng so vӟi mһt ÿҩt 179 180
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Ví dө 5.1. Hãy xác ÿӏnh các giá trӏ ıy vàızWҥi khoҧng cách x = 1000 m cho khu vӵc nông thôn theo các cҩp әn ÿӏnh cӫa khí quyӇn (A, B, C, D, E, E F) cӫa Pasquill. 10.09 D 10.08 /ӑai tҫng kӃt ıy(x) ız(x) -0,5 A (rҩt mҩt әn ÿӏnh) 0,22x(1+0,0001x) 0,20x 10.07 F B (mҩt әn ÿӏnh vӯa) 0,16x(1+0,0001x)-0,5 0,12x C (không әn ÿӏnh nhҽ) 0,11x(1+0,0001x)-0,5 0,08x(1+0,0002x)-0,5 10.06 C D (trung tính) 0,08x(1+0,0001x)-0,5 0,06x(1+0,0015x)-0,5 10.05 E (әn ÿӏnh nhҽ) 0,06x(1+0,0001x)-0,5 0,03x(1+0,0003x)-1 -0,5 -1 F (әn ÿӏnh vӯa phҧi) 0,04x(1+0,0001x) 0,016x(1+0,0003x) 10.04 &ҩp әn ÿӏnh A B C D E F 10.03 B ı 209,76 152,55 104,88 76,28 57,21 38,14 y * A 10.02 ı 200,00 120,00 73,03 37,95 23,08 12,31 z 1ӗng ÿӝ ô nhiӉm tҥi ÿӝ cao 2 2 M § y · § ( z H ) · 10.01 Kӳu hiӋu theo các cҩp әn ÿӏnh C( x, y,z ) exp¨ ¸exp¨ ¸ ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ khí quyӇn 2SUV yV z 2V y © 2V z ¹ © ¹ 10 106 106.01 106.02 106.03 106.04 106.05 106.06 106.07 106.08 106.09 181 182 E E 10.09 D 10.09 D 10.08 10.08 10.07 F 10.07 F 10.06 10.06 C C 10.05 10.05 10.04 10.04 10.03 B 10.03 B * A * A 10.02 10.02 1ӗng ÿӝ ô nhiӉm mӵc 20m 1ӗng ÿӝ ô nhiӉm tҥi ÿӝ cao 10.01 theo các cҩp әn ÿӏnh khí quyӇn 10.01 Kӳu hiӋu theo các cҩp әn ÿӏnh khí quyӇn 10 10 106 106.01 106.02 106.03 106.04 106.05 106.06 106.07 106.08 106.09 183 106 106.01 106.02 106.03 106.04 106.05 106.06 106.07 106.08 106.09 184
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Ví dө 5.2. 7ҥi ÿӝ cao 10 m vұn tӕc gióÿo ÿѭӧc là 2,5m/s. Hãy tính vұn tӕc gió tҥi ÿӝ cao 40 m theo các ÿLӅu kiӋn әn ÿӏnh khác nhau trong ÿLӅu kiӋn E 10.09 D nông thôn và thành thӏ. p 10.08 § z · °U10m ¨ ¸ , z 200m U( z ) ® © 10 ¹ 10.07 F ° p ¯U10m 2 , z t 200m 10.06 C Giá trӏ Fӫa p 10.05 Loҥi tҫng kӃt A B C D E F 10.04 Thành phӕ 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,30 Nông thôn 0,07 0,07 0,10 0,15 0,35 0,55 10.03 B * A 10.02 1ӗng ÿӝ ô nhiӉm mӵc 2m theo &ҩp әn ÿӏnh A B C D E F U khu vӵc ÿô thӏ (m/s) 3,1 3,1 3,3 3,5 4,4 5,7 10.01 các cҩp әn ÿӏnh khí quyӇn 40m U40m khu vӵc nông thôn (m/s) 2,8 2,8 2,9 3,1 4,1 5,4 10 185 106 106.01 106.02 106.03 106.04 106.05 106.06 106.07 106.08 106.09 186 Ví dө 5.3. 0ӝt ӕng khói cóÿӝ cao hӳu hiӋu H = 30 m vӟi MSO2 = 20 g/s. Ví dө 5.4. 0ӝt ӕng khói cóÿӝ cao hӳu hiӋu H = 30 m vӟi MSO2 = 20 g/s. 9ұn tӕc gió tҥi ÿӝ cao H bҵng 3 m/s. BiӃt tҥi khoҧng cách 1 km theo 9ұn tӕc gió tҥi ÿӝ cao H bҵng 3 m/s. Tҥi khoҧng cách 1 km theo hѭӟng gió, Kѭӟng gió, các giá trӏ ıy vàız tѭѫng ӭng là 30m và 20m. các giá trӏ ıy vàız tѭѫng ӭng là 30m và 20m. Hãy xác ÿӏnh nӗng ÿӝ SO2 Wҥi x = 1000m, y = 60 và z =10 m trong ÿLӅu kiӋn mһt ÿӋm phҧn xҥ hoàn toàn Hãy xác ÿӏnh nӗng ÿӝ SO Wҥi trөc cӫa vӋt khói và tҥi ÿLӇm cách trөc vӅ 2 Qӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm. phía dѭӟi 20 m và lӋch so vӟi trөc là 60 m. a) z = H ; x = 1000; y = 0 (x,y,z) = (1000m, 60m, 10m) M § y 2 · § ( z H )2 · M § y 2 ·ª § ( z H )2 · § ( z H )2 ·º C( x, y,z ) exp¨ ¸exp¨ ¸ C( x, y, z ) exp¨ ¸«exp¨ ¸ exp¨ ¸» ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ 2SUV V ¨ 2V 2 ¸ ¨ 2V 2 ¸ ¨ 2V 2 ¸ 2SUV yV z © 2V y ¹ © 2V z ¹ y z © y ¹¬ © z ¹ © z ¹¼ M 20 g Pg 2 2 2 C(1000,0,H ) 0,00177 1770 20 § 60 ·ª § ( 10 30 ) · § ( 10 30 ) ·º 3 3 exp¨ ¸ exp¨ ¸ exp¨ ¸ 2SUV V 2 x3,14 x 3 x30 x 20 m m ¨ 2 ¸« ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸» y z 2S * 3* 30* 20 © 2* 30 ¹¬ © 2* 20 ¹ © 2* 20 ¹¼ b) x = 1000; y = 60; z =10 178* 10 6 g / m3 178Pg / m3 M § y 2 · § (z H )2 · C(x, y, z) exp¨ ¸exp¨ ¸ .Ӄt quҧ cho thҩy nӗng ÿӝ ô nhiӉm cao hѫn 22 % so vӟi ví dө 5.3 ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ 2SUV yV z © 2V y ¹ © 2V z ¹ 20 § 602 · § ( 20 )2 · exp¨ ¸exp¨ ¸ 145* 106 g / m3 145Pg / m3 ¨ 2 ¸ ¨ 2 ¸ 2S * 3* 30* 20 © 2* 30 ¹ © 2* 20 ¹ 187 188
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Ví dө 5.5. 0ӝt nhà máy trên khu vӵc nông thôn có ӕng khói h = 45m, D = b) Tính C(x=1200, y =0, z = 0) 3 2 2 2m, lѭu lѭӧng khí thҧi Q = 12m /s, tҧi lѭӧng chҩt ô nhiӉm MSO2 = 20g/s, M § y · § (z H ) · T = 200ºC. T = 30ºC, U = 3m/s. Cho trҥng thái khí quyӇn là cҩp C. C(x, y, z) exp¨ ¸exp¨ ¸ k xq 10m 2SUV V ¨ 2V 2 ¸ ¨ 2V 2 ¸ a) Hãy tính ÿӝ nâng vӋt khói y z © y ¹ © z ¹ b) Tính C(x=1200, y =0, z = 0) M § H 2 · C( x,0,0 ) exp¨ ¸ c) Tính x (khoҧng cách xҧy ra nӗng lӟn nhҩt tҥi mһt ÿҩt) và giá trӏ C ¨ 2 ¸ m m 2SUV yV z © 2V z ¹ d) Xây dӵng ÿӗ thӏ biӇu diӉn nӗng ÿӝ ô nhiӉm tҥi mһt ÿҩt theo trөc vӋt khói. H = h + ǻh = 45 + 8,32 = 53,32m § T T · ZDa 3 k xq n 0,1 a) Tính ÿӝ nâng vӋt khói 'h ¨1,5 2,68.10 * P* D ¸ § z · § 53,32 · u © Tk ¹ U z U10m ¨ ¸ U 3¨ ¸ 3,55m / s ©10 ¹ 53,32m n n 0,1 © 10 ¹ § z · § z · § 45 · U U -0,5 -0,5 z 10m ¨ ¸ U 45m U10m ¨ ¸ 3¨ ¸ = 3,49m/s ı (x) = 0,11x(1+0,0001x) ; ı (x) = 0,08x(1+0,0002x) ©10 ¹ ©10 ¹ © 10 ¹ y z -0,5 Q 4Q 4* 12 ıy(1200) = 0,11×1200×(1+0,0001×1200) = 124,73 Z 2 2 3,82m / s -0,5 A Sd 3.1415* 2 ız (1200) = 0,08×1200×(1+0,0002×1200) = 86,21 3,82* 2*1,1§ 200 30 · 20* 106 § 53,322 · 3 C(1200,0,0 ) exp¨ ¸ 68,94Pg / m3 'h ¨1,5 2,68.10 *1013.2. ¸ 8,32m ¨ 2 ¸ 3,49 © 200 273.15¹ 2* 3,1415* 3,55* 124,73* 86,21 © 2* 86,21 ¹ 189 190 c) Tính xm (khoҧng cách xҧy ra nӗng lӟn nhҩt tҥi mһt ÿҩt) và giá trӏ Cm d) Xây dӵng ÿӗ thӏ biӇu diӉn nӗng ÿӝ ô nhiӉm tҥi mһt ÿҩt theo trөc vӋt khói. 1 1 V H -0,50 2 z V z 0,08xm (1 0,0002xm ) H M § H · xm x C( x,0,0 ) exp¨ ¸ 2 m 2 ¨ 2 ¸ 2SUV yV z © 2V z ¹ 1 0,0002xm H xm H = 53,32m Khoҧng cách (m) 0 200 250 300 494 1000 2000 4000 6000 2 0,08 3 1ӗng ÿӝ SO2 (Pg/m ) 0 8.16 40.58 85.58 165.11 89.77 30.58 9.87 5.24 xm thӱ 1000.0 516.2 495.0 494.0 xm tính 516.2 495.0 494.0 494.0 180 150 C3 M § H 2 · C( x,0,0 ) exp¨ ¸ 120 ¨ 2 ¸ 2SUV yV z © 2V z ¹ 90 mg/m -3 60 9ӟi xm =494m thay vào ta ÿѭӧc Vy = 53,05; Vz = 37,7. 10 30 20*106 § 53,322 · C(x,0,0) exp¨ ¸ 165,11Pg / m3 0 m ¨ 2 ¸ 2*3,1415*3,55*53,05*37,7 © 2*37,7 ¹ 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 191 192
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Bài toán tính ÿӝ cao ӕng khói (ĈTM) 3 n 0,7 Ví dө : Mӝt ӕng khói trên khu vӵc ÿô thӏ có D = 1m, Q = 12m /s, MSO2 = bҵng § H · §73,11· 20g/s, nhiӋt ÿӝ Fӫa khí thҧi là 200ºC. NhiӋt ÿӝ không khí xung quanh là 30ºC. U H U10 ¨ ¸ 1¨ ¸ = 1,15m/s 3 ©10 ¹ © 10 ¹ Hãy xác ÿӏnh h ӕng khói ÿӇ CSO2 Wҥi bӅ Pһt x = 258,5m M § H 2 · z m m C( x,0,0 ) exp¨ ¸ 2 4Q 4* 12 ¨ 2 ¸ Z 15,28m/s 2SUHV yV z © 2V z ¹ 2 2 -0,5 SD S1 )-0,5 V = 0,22x (1+0,0001x ) = 56,15 m; V = 0,22x = 51,7 m Vy= 0,22x(1+0,0001x y m m z Giҧ thiӃt ÿӝ cao ӕng khói là 35m ta có 1 V z 0,20xm H 2 xm M § H · n 0,7 2 C( x ,0,0 ) exp¨ ¸ h 35 n=0,07 m ¨ 2 ¸ § · § · 2SU HV yV z © 2V z ¹ uh U10 ¨ ¸ 1¨ ¸ = 1,09m/s © 10 ¹ © 10 ¹ 12* 106 § 73,112 · exp¨ ¸ 351Pg / m3 ZDa § 3 Tk Txq · ¨ 2 ¸ 'h ¨1,5 2,68.10 * P* D ¸ 2S *1,15* 56,15* 51,7 © 2* 51,15 ¹ u ¨ T ¸ © k ¹ 3 So vӟi giá trӏ tiêu chuҭn nӗng ÿӝ SO2 trung bình giӡ là 350Pg/m nên 15,28* 1* 1,1§ 3 200 30 · ¨1,5 2,68.10 * 1013,5* 1 ¸ 38,11m giҧ thiӃt h = 35m là gҫn phù hӧp. 1,09 © 200 273.15 ¹ Chӑn h = 36m, tính tѭѫng tӵ ta có C = 342 Pg/m3 nhӓ hѫn nӗng ÿӝ H = h + 'h = 35 + 38,11 = 73,11m cho phép. Vұy ta chӑn h =36m. 193 194 M § y2 · § ( z H )2 · Chia các nguӗn ÿѭӡng, vùng thành nguӗn ÿLӇm C( x,y,z ) exp¨ ¸exp¨ ¸ 2 U ¨ 2 2 ¸ ¨ 2 2 ¸ S V yV z © V y ¹ © V z ¹ + + + + + + * + + + y + + + + + + + + + + + + + + + + + +++ * x +˱ͣng gió V y( x ) =0,32x(1+0,0004x)-0,5 )-0,5 V z ( x ) =0,24x(1+0,001x 195 196
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o .d .c oc ack u-tr H. B̷c y Thӵc hành mô hình Gauss A 400 X1,Y1* -S͙ li͏u phát th̫i 9ӏ Trí (ix,iy) T.Lѭӧng H.PThҧi D.ӔKhói T.PThҧi Q.PThҧi SDĈҩt Y=a2X+b2 y iX iy q(mg/s) H(m) D(m) T(oC) Q(m3/s) Rural_Urban ___ a =tg(M) B 1 150 150 5 20 2 200 12 R X2,Y2 + a2=-a1 x Y=a X+b -S͙ li͏u khí t˱ͫng o M 1 1 WSPeed WindDr Percent Temp Stable_Class 100 (m/s) (Degree) (%) (0C) x0, y0 2 255 9.6 27.2A x 2 225 9.6 27.2B 0 100 200 400 2 195 9.6 27.2C H.Ĉông 2 165 9.6 27.2D 197 +˱ͣng gió 198 199 200
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Th¸ng 1 Th¸ng 2 Th¸ng 3 Th¸ng 4 11.2 15.3 7.0 10.8 Th¸ng 5 Th¸ng 6 Th¸ng 7 Th¸ng 8 13.5 17.9 16.4 14.4 Th¸ng 9 Th¸ng 10 Th¸ng 11 Th¸ng 12 18.9 20.4 17.4 12.0 2-3m/s 3-4m/s 5-6m/s >6m/s 0% 10% 20% 30% 40% 50% 201 202 203 204
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Mô hình Berliand Phѭѫng trình lan truyӅn ô nhiӉm wC wC wC wC w § wC · w § wC · w § wC · Vx Vy Vz ¨ K x ¸ ¨ K y ¸ ¨ K z ¸ S • KIӆM TRA GIӲA Kǣ, TIӂT 16 NGÀY 21/2 wt wx wy wz wx © wx ¹ wy © wy ¹ wz © wz ¹ •DӴ GIӠ VÀO TIӂT 13 NGÀY 21/2: Yêu cҫu •V, V , V là vұn tӕc gió theo các trөc ox, oy và oz ÿi hӑc ÿҫy ÿӫ x y z •Kx, Ky, Vz là hӋ Vӕ khu Ӄch tán rӕi theo các trөc ox, oy và oz • S là sӵ thay ÿәi khӕi lѭӧng chҩt ô nhiӉm trong 1ÿѫn vӏ thӇ tích và trong 1ÿѫn vӏ thӡi gian 205 206 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt Các thành phҫn trong lan truyӅn chҩt ô nhiӉm a) Thông lѭӧng khuӃch tán 9 8 7 6 5 4 3 6 6 6 6 6 6 6 ChuyӇn ÿӝng tҫng 0 x f : Thông lѭӧng khuӃch tán rӕi qua 1ÿѫn vӏ wC D diӋn tích trong 1 giây fD D KhuӃch tán rӕi wx D: HӋ Vӕ khuӃch tán [s-1m-2] b) Thông lѭӧng qua mһt cҳt F F F V D A v F FV A.v.C C Phân tán wC F A.f AD D D wx wC F AvC D F[g/s]: Khӕi lѭӧng chҩt ô nhiӉm ÿi qua wx Pһt cҳt trong 1ÿѫn vӏ tgian là 1s 207 208
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt 3. Phѭѫng trình lan truyӅn chҩt c) PT lan truyӅn chҩt 2 chiӅu c) PT lan truyӅn chҩt 3 chiӅu A v wF F F dx wC C F 2 F AvC D wx wC wC w 2C wC wC w C wx V D S v D 2 S ¦ i ¦ 2 wt wx wx wt wxi wxi (1) dx (2) Theo ÿӏnh luұt bҧo toàn khӕi lѭӧng: wC wC wC wC w § wC · w § wC · w § wC · S là sӵ thay ÿәi khӕi lѭӧng chҩt V V V K ¨ K ¸ K S w( AdxC ) wF x y z ¨ x ¸ ¨ y ¸ ¨ z ¸ F ( F dx ) AdxS ô nhiӉm trong 1ÿѫn vӏ thӇ tích wt wx wy wz wx © wx ¹ wy © wy ¹ wz © wz ¹ wt wx và trong 1 ÿѫn vӏ thӡi gian w( AC ) wF AS wt wx w( AC ) wAvC w wC ( AD ) AS wt wx wx wx wC wC w2C v D S wt wx wx2 209 210 Mô hình Berliand ĈLӅu kiӋn ban ÿҫu Giҧi phѭѫng trình lan truyӅn ô nhiӉm x 0 ° wC wC wC wC w § wC · w § wC · w § wC · ®y 0 C 0 V V V K K K S x y z ¨ x ¸ ¨ y ¸ ¨ z ¸ ° wt wx wy wz wx © wx ¹ wy © wy ¹ wz © wz ¹ ¯z 0 t 0 wC ° 0 2 2 °x 0 wC wC w C w C ® uC MV( y )V( z H ) wt V V K K y 0 x wx z wz y wy2 z wz2 ° G ° Vx V u Vy 0 ¯z 0 w § wC · ĈLӅu kiӋn biên Gauss 2 2 C = 0 khi z = 0 ¨ K x ¸ 0 wC w C w C wx © wx ¹ U K y 2 K z 2 x o f wx wy wz ° Phҧn xҥ wC z o f C o 0 k 0 khi z 0 Į = ȕ = 0 ® hoàn toàn z ° wz ¯ y o f 211 212
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m w o . .c do ck cu-tra n m 7ҥi mһt ÿҩt § z · § z · Các xҩp xӍ: V u ¨ ¸ k k ¨ ¸ k k u 1n 2 x 1¨ ¸ z 1¨ ¸ y 0 M § u1H y · © z1 ¹ z1 C( x,y,0 ) exp¨ ¸ © ¹ 3 / 2 ¨ 2 ¸ 2(1 n )k1 Sk0 x © k1(1 n ) x 4k0 x ¹ m § 1, n § 0,15, z1 = 1m, k0 là kích thѭӟc rӕi ngang (m) k y 1,5Z0R 3,3gR'T m n H h 'H 'H ( 2,5 ) m n 2 k0 2 § u z 2 n m 2 n m y · u Mz 2 n m exp¨ 1 1 ( z Hz ) ¸ u 10 Tu10 1 ¨ 2 ¸ © k1( 2 m n ) x 4k0 x ¹ C( x, y,z ) u1 7ӕc ÿӝ gió ӣ 1m (m/s) m n 1 n 1m 1 n k KӋ Vӕ khuӃch tán rӕi ÿӭng (m2/s) 2 Sk x( 2 n m )2 n m * ( )( k x ) 2 n m ( 2u ) 2 n m 1 0 2 n m 1 1 k0 là kích thѭӟc rӕi ngang (m) 1 n 2 M § u1H y · 7ҥi mһt ÿҩt C( x, y,0 ) exp¨ ¸ Ky: hӋ Vӕ khuӃch tán rӕi theo trөc Oy 3 / 2 ¨ 2 ¸ 'h 2( 1 n )k1 Sk0 x © k1(1 n ) x 4k0 x ¹ Ȧ0 là vұn tӕc khí thoát ra khӓi miӋng ӕng (m/s); wC wC 0,116(1 n )2 M k R là bán kính miӋng ӕng khói (m); 0 C 1 wx wy m 1,5( 1n ) u1H k0u1 T là nhiӋt ÿӝ không khí xung quanh ÿo bҵng Kelvin 2 u H 1n x 1 ǻT = Tb –T m 2 213 3 k1(1 n ) 214 Trѭӡng hӧp chҩt thҧi là tҥp chҩt nһng có cӥ Kҥt ÿӗng nhҩt Công thӭc Berliand trong trѭӡng hӧp lһng gió w wC %ә sung thành phҫn khuӃch tán theo phѭѫng x ( k ) MH Z( 1n )uZ wx x wx C( x,y,0 ) 1 12Z 1Z 1 w § wC · w § wC · M 2(1 n ) * (1 Z ) Sk0 x( k1x ) ¨rkr ¸ ¨kz ¸ MG( r )G ( z H ) 0 r wr © wr ¹ wz © wz ¹ 2Sr § u H 1n y2 · * exp¨ 1 ¸ PT trên vi͇t trong h͏ W͕a ÿ͡ trͭ: x r cosM, 0 d M d 2S ¨ 2 ¸ ° © k1( 1 n ) k1x 4k0 x ¹ ®y r sinM w °z z, z t 0 Z w: Yұn tӕc rѫi cӫa các hҥt bөi ¯ k ( 1 n ) 1 2 Các hӋ Vӕ khuӃch tán có dҥng: kz k1M1( z ), kr E rM2( z ) * (1 Z ) Hàm sӕ Gamma cӫa (1+Z) Ĉ/K biên: wC Các xҩp xӍ: 2 1,5Z kz 0, z 0 0,063(1 n ) M k1 (1,5 Z ) ° wr Cm ° n u H 1,5( 1n ) k u * (1 Z )eZ ° 2 2 °u u z 1 0 1 ®C o 0, r z o f ® 1 n § 0,1÷ 0,2 1n °wC u H ° ¯°k z k1z x 1 0 m 2 ¯° wr r 0 k1(1,5 Z )(1 n ) 215 216
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Oһng gió Tính toán các tham sӕÿҫu vào cӫa mô hình lan truyӅn bөi trong không khí 2 7ҥi Mÿҩt M § 4k H 1n · 1) Tӕc ÿӝ gió C( r,0 ) ¨ 1 r ¸ ln Z ln Z ¨ 2 ¸ a) V V 0 2S(1 n )k1 © (1 n ) ¹ z 10 ln10 ln Z0 Giá tr͓ z và ch͑ V͙ n theo tháng và năm ͧ Hà N͡i 3 0 M (1 n ) k1 Tháng 1 4 7 10 1ăm Cmax 5 3 2( 1n ) 2 Sk1 H Z0(m) 0,085 0,16 0,083 0,17 0,16 n 0,19 0,19 0,17 0,23 0,20 n § Z · b) Vz V10 ¨ ¸ © 10 ¹ Giá trӏ Fӫa n Loҥi tҫng kӃt A B C D E F Thành phӕ 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,30 Nông thôn 0,07 0,07 0,10 0,15 0,35 0,55 217 218 Tính toán các tham sӕÿҫu vào cӫa mô hình lan truyӅn bөi trong không khí Các ví dө ӭng dөng mô hình BERLIAND 2 2) Xác ÿӏnh hӋ Vӕ khuyӃch tán rӕi ngang Ky (m /s) theo khoҧng thӡi gian Ĳ. VD 6.1. Nhà máy A có ӕng khói cao 40 m, D = 2 m, vұn tӕc khí thҧi tӯ là Z0 = 10m/s, MCO = 90 g/s,Tk = 230ºC. BiӃt kích thѭӟc khuӃch tán rӕi 1 1 2 2 2 Ĳ là hàm c̭u trúc thͥi gian ngang k0=12 m, hӋ Vӕ khuӃch tán rӕi ÿӭng k1 =0,3 m /s, hӋ Vӕ thay ÿәi vұn K y (W ) Dy ( f )W DW aW bW 2 4 Wӕc gió theo phѭѫng ÿӭng n = 0,14, U10 = 2m/s và Txq = 25°C. Dùng mô GiátrӏFӫa avàb hình Berliand hãy tính: Khu vӵc +Ӌ Vӕ Mùa xuân Mùa hҥ Mùa thu Mùa ÿông •Nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm C(x=500, y=0, z=0) b 5,50.10-6 3,62 10-6 1,56.10-6 4,61.10-6 Hà Nӝi • Tính nӗng ÿӝ CO cӵc ÿҥi tҥi bӅ Pһt và nѫi xҧy ra a 1,02.10-2 6,15.10-3 3,69.10-3 7,14.10-3 b 8,29.10-6 5,87.10-6 1,27.10-5 1,31.10-5 HuӃ -3 -3 -2 -2 1,5Z R § T T · a 6,12.10 6,16.10 2,23.10 1,23.10 'h 0 ¨2,5 3,3gR k xq ¸ b 3,15.10-6 1,19.10-6 1,42.10-6 5,37.10-6 u ¨ T u2 ¸ Tp.Hӗ Chí Minh 10 © xq 10 ¹ a 5,03.10-3 2,60.10-3 2,24.10-3 1,53.10-2 1,5* 10* 1§ 205 · ¨2,5 3,3* 9,81* 1* ¸ 60,49m 2 2 ¨ ( 25 273,15 )* 22 ¸ 3) Xác ÿӏnh kích thѭӟc rӕi k0 (m), h sӕ Uӕi Kz (m /s) © ¹ m H=h + ǻ H = 40 + 60,49 = 100,49 (m) K y § Z · § 'T · K K K ¨ ¸ K1 0,104'U¨1 ¸ n 0,14 0 z 1¨ ¸ ¨ ( 'U )2 ¸ § 1 · § 1 · U © Z1 ¹ © ¹ U1 U10 ¨ ¸ 2¨ ¸ = 1,45 m/s © 10 ¹ © 10 ¹ ǻU = U2 -U0,5, ǻT = T0,5 -T2 219 220
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac 1n 2 M § u H y · Ví dө 6.2. Nhà máy A có ӕng khói cao 40m, D = 2,0 m, Z0 = 10m/s, MCO = C( x, y,0 ) exp¨ 1 ¸ 2( 1 n )k Sk x3 / 2 ¨ k ( 1 n )2 x 4k x ¸ 90 g/s, Tk = 230ºC. HӋ Vӕ khuӃch tán rӕi ÿӭng k1=0,025 m2/s, hӋ Vӕ biӃn 1 0 © 1 0 ¹ ÿәi vұn tӕc gió theo phѭѫng ÿӭng n = 0,14. BiӃt rҵng thӡi ÿLӇm tính gió 90* 10 6 § 1,449* 100,45 10,14 · OһngvàT = 25° C. C( 500,0,0 ) exp¨ ¸ xq 3 / 2 ¨ 2 ¸ 2* (1 0,14 )* 0,3 S * 12 * 500 © 0,3* ( 1 0,14 ) * 500 ¹ Hãy tính nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm CO(r = 200m) và r = 500m so vӟi ӕng khói. 461,43Pg / m3 Khi lһng gió thì v10<1 m/s, lҩy v10= 0,5 m/sÿӇ tính ÿӝ nâng vӋt khói Tính nӗng ÿӝ Fӵc ÿҥi tҥi bӅ Pһt và nѫi xҧy ra 1,5Z0 R 3,3gR'T 1,5* 10* 1 3,3* 9,81* 1* 205 'H ( 2,5 2 ) ( 2,5 2 ) 2746,06m u10 Tu10 0,5 ( 25 273.15 )*0,5 0,1156( 1 n )2 M k 1 H = h+'h =2786,06 (m) Cm 1,5( 1n ) u1H k0u1 2 6 10.14 2 6 90* 10 § 4* 0.025* 2786,06 · 3 0,1156(1 0.14 ) * 90* 10 0,3 3 C( 100,0 ) ¨ 100¸ 891,5 Pg/m 475,8Pg / m ¨ 2 ¸ 1,45* 100,491,5( 10,14 ) 12* 1,45 2S( 1 0.14 )* 0.025 © ( 1 0.14 ) ¹ 2 90* 106 § 4* 0.025* 2786,06 10.14 · 2 u H 1n 2 1,45* 104,4910,14 C( 500,0 ) ¨ 500¸ 379,5 Pg/m3 1 ¨ 2 ¸ xm 2 2 465,6m 2S(1 0.14 )* 0.025© (1 0.14 ) ¹ 3 k 1( 1 n ) 3 0,3* (1 0,14 ) 221 222 Ví dө 6.3. Nhà máy A có ӕng khói cao 40 m, D = 2,0 m, Ȧ0 = 10m/s, MCO = 90 g/s, Tk = 230ºC. Kích thѭӟc khuӃch tán rӕi ngang k0=12 m, n =0,14. YӃu tӕ Trên mӝt khu vӵc nông thôn có mӝt máy phát ÿLӋn 900KVA khí tѭӧng và hӋ Vӕ khuӃch tán rӕi ÿӭng k ÿѭӧc cho theo bҧng dѭӟi ÿây 1 tiêu thө 270kg DO/h. BiӃt S = 0,5%, khi ÿӕt 1 kg DO tҥo ra STT Thӡi gian Vұn tӕc +ѭӟng gió NhiӋt ÿӝ HӋ sӕ k 1 16 m3 khí ӣÿiӅu kiӋn chuҭn (0oC), D miӋng ӕng khói bҵng trong ngày gió không khí (m2/s) 0 0 1 1h 2 m/s Tây 250C 0,3 0,5m, h ӕng khói = 10 m, Tk = 247 C. Txq = 30 C, U10m = 1m/s, 2 7h Lһng gió 250C 0,025 Fҩp әn ÿӏnh A. 0 3 13h 2 m/s Tây 30 C 0,3 1) Tính M biӃt 95% S chuyӇn thành SO (0,713g/s) 4 19h Lһng gió 250C 0,025 SO2 2 3 a) Tҥi thӡi ÿLӇm 1h, bài toán trӣ YӅ ví dө 6.1 vӟi C(500,0,0) = 461,43 Pg/m3 2) Tính Q, Z vàH (Q = 2.285m /s, Z=11,64m/s, 'h=13,23m, b) Tҥi thӡi ÿLӇm 13h, bài toán tѭѫng tӵ ví dө 6.1. .Ӄt quҧ tính ÿѭӧc nhѭ sau: H = 23,23m) Ĉӝ nâng vӋt khói 'h = 58,8m 3) Tính C(x=500, y =0, z =0) theo MH Gauss (C = 9,7Pg/m3) Ĉӝ cao hiӋu dөng ӕng khói H = 98,8m 4) Tính x vàC (x = 82,12m, C = 133,2 Pg/m3) • C(500,0,0) = 474,19 Pg/m3 m m m m 3 c) Tҥi thӡi ÿLӇm 7h và 13h, bài toán trӣ YӅ ví dө 6.2 vӟi C(500,0) = 378,5 Pg/m3 5) Xác ÿӏnh h ÿӇ Cm < 350Pg/m 9ұy nӗng ÿӝ trung bình ngày tҥi ÿLӇm cҫn tính là: 1 4 1 = 423,16 Pg/m3 C(500,0,0 ) ¦Ct ( 500,0,0 ) (461,43 474,19 2* 378,5 ) 4 t 1 4 223 224
Ch F-X ang PD e 18:05 w Click to buy NOW! w m o w c .d k. ocu-trac Chѭѫng 7. Mô hình sӕ trӏ trong mô phӓng lan MÔ HÌNH HÓA CHҨT truyӅn ô nhiӉm /ѬӦNG NѬӞC HӖ Qin, Cin 1. +Ӌ phѭѫng trình trong mô hình khí tѭӧng 2. Các mô hình thӡi tiӃt + Lan truyӅn V, C Qout,Cout wC wC w2C v D S wt wx wx2 225 226 +ӗ ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa là thӫy vӵc giӟi hҥn bӣi bӡ, có thӇ khép kín hoһc Các quá trình chuyӇn ÿәi chҩt dinh dѭӥng không khép kín. (Reservoir, Lake) - Chu trình nit˯: Các tính chҩt cӫa hӗ • Quá trình bài tiӃt cӫa phiêu sinh vұt, mӝt phҫn nitѫ sӁÿѭӧc chuyӇn Theo ÿӝ sâu hӗÿѭӧc chia thành hai loҥi: hӗ nông và hӗ sâu. Hӗ nông cóÿӝ thành nitѫ vô cѫ dҥng NH3-N (Inorganic Nitrogen - IN). sâu dѭӟi 7 m cóÿiӅu kiӋn quang hӧp tӕt; khҧ năng phú dѭӥng cao. Hӗ sâu • Quá trình hô hҩp và chӃt sӁ giҧi phóng các hӧp chҩt nitѫ dҥng hӳu cѫ cóÿӝ sâu trên 7 m nѫi chӃÿӝ phân tҫng vӅ nhiӋt ÿӝ, chҩt dinh dѭӥng và hòa tan. Phҫn còn lҥi sӁÿѭӧc phân rã thành mҧnh vөn N. Các mҧnh oxy rõ rӋt. Yөn N này sӁ Oҳng mӝt phҫn, phҫn còn lҥi sӁ phân hӫy tҥo thành nitѫ +ӗ và hӗ chӭa ít nhұn các nguӗn thҧi hӳu cѫÿӇ gây nên sӵ thiӃu hөt oxy Kӳu cѫ dҥng hòa tan (Dissolve Organic Nitrogen - DON). nghiêm trӑng. Tuy nhiên do có thӡi gian lѭu nѭӟc lâu hѫn so vӟi sông nên • Nitѫ hӳu cѫ dҥng hòa tan sӁ Eӏ thӫy phân thành NH3-N. NO3-N sӁ Wҧo và phiêu sinh thѭӡng chiӃm ѭu thӃ. ÿѭӧc tҥo thành qua quá trình nitrat hóa NH3-N. Các thông sӕÿánh giá chҩt lѭӧng nѭӟc nói chung và chҩt lѭӧng nѭӟc hӗ • Các hӧp chҩt nitѫ dҥng vô cѫ sӁ còn ÿѭӧc bә sung bӣi quá trình hӗi nói riêng bao gӗm: pH, EC,ÿӝÿөc, DO, nhiӋt ÿӝ, TDS, ORP, BOD, tiӃp vàÿѭӧc tiêu thө Pӝt phҫn bӣi các phiêu sinh vұt, phҫn còn lҥi sӁ COD, NH4-N, NO2-N, NO3-N, TN, PO4-P, TP, phiêu sinh thӵc vұt, Oҳng xuӕng lӟp bùn ÿáy. phiêu sinh ÿӝng vұt, E.Coli, tәng Coliform và nhiӅu yӃu tӕ khác 227 228