Bao cao ke hoach hoa li 2016 part 2 svth le thi kim thoa
Thuyet trinh
1. KỸ THUẬT XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ ĐỀ TÀI 4 BIẾN ĐỔI CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ GVHD: PGS.TS – ĐINH XUÂN THẮNG SVTH: NGUYỄN BÁ PHONG PHẠM XUÂN BÍNH TRẦN ANH TUẤN Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Viện Tài Nguyên & Môi Trường (IER)
2.
3.
4. 1. Các phản ứng hóa học 1.1 Phản ứng nhiệt trong pha khí Phản ứng nhiệt trong pha khí là sự kết hợp của hai phâ tử có năng lượng phù hợp.
5. 1. Các phản ứng hóa học 1.2 Phản ứng quang hóa trong pha khí Phản ứng quang hóa trong pha khí bao gồm quá trình phân hủy hoặc hoạt hóa của các phân tử khi hấp thụ tia bức xạ từ mặt trời. Phản ứng quang hóa trong khí quyển sinh ra chất ô nhiễm rất quan trọng là ôzon. Ôzon được tạo thành trong quá trình phân chia NO 2 dưới tắc động của tia cực tím(UV).
6. 1. Các phản ứng hóa học 1.2 Phản ứng quang hóa trong pha khí Sự tích tụ O3 có thể xảy ra nếu quá trình biến đổi NO thành NO2 thông qua phản ứng giữa NO với hợp chất khác không phải là O3. Hydrocarbon là hợp chất như vậy.
7. 1. Các phản ứng hóa học 1.3 Phản ứng trong pha lõng Các phản ứng trong pha lõng thường là phản ứng giữa các ion, có sự tham gia của chất xúc tác có trong pha lõng.
8. 1. Các phản ứng hóa học 1.4 Phản ứng trên các bề mặt Bề mặt các hạt rắn cũng có thể thúc đẩy các phản ứng hóa học. Các phản ứng hóa học sảy ra ngay trên bề mặt của hạt rắn.
9.
10. 2. Quá trình sa lắng khô 2.2 Phương pháp đo đạc tốc độ sa lắng khô a.Phương pháp gradient nồng độ Kết hợp đồng thời gradient nồng độ theo chiều cao và các giá trị vi khí hậu để xác định hệ số khuếch tán. F=-K(z)dX/dZ F: Dòng vật chất rơi xuống mặt đất X: nồng độ chất ô nhiễm Z: chiều cao trên mặt đất Phương pháp này không thể dùng để đo tốc độ xa lắng trên địa hình không đồng nhất như cây cối, bờ rào, bờ dậu.
11. 2. Quá trình sa lắng khô 2.2 Phương pháp đo đạc tốc độ sa lắng khô b. Phương pháp đánh dấu Phương pháp này dùng đồng vị phóng xạ đánh dấu chất ô nhiễm để xác định mức độ sa lắng trên diện tích đã biết. Cách này cho biết nồng độ chất ô nhiễm sa lắng và chất ô nhiễm có sẵn trong đất hay cây cối. Phương pháp này phù hợp nhất cho các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, ngoài thực địa trên địa bàn nhỏ. Sự ô nhiễm bề mặt sau lần đánh dấu thứ nhất không cho phép đo đạc dịnh kỳ trên cùng một diện tích.
12. 2. Quá trình sa lắng khô 2.2 Phương pháp đo đạc tốc độ sa lắng khô c. Phương pháp cân bằng khối lượng Phương pháp này bao gồm đo tốc độ sa lắng của chất ô nhiễm từ không khí trong cùng một hệ kín hoặc sự tích tụ chất ô nhiễm trong cây cối khi so sánh các mẫu đối chứng. Việc giải thích kết quả rất kho khăn do điều kiện thí nghiệm và thực tế khác nhau rất nhiều.
13. 2. Quá trình sa lắng khô 2.2 Phương pháp đo đạc tốc độ sa lắng khô c. Phương pháp tương quan xoáy Phương pháp này phụ thuộc vào việc đo đạc đồng thời nồng độ và thành phần thẳng đứng của tốc độ gió (W). E = W hoặc F = W’ + W W’: Dòng xoáy do chuyển động trung bình W: dòng vật chất do chuyển động trung bình. Kỹ thuật này được đề xuất như là phương pháp để đo sa lắng SO 2
14. 4.1 PHÖÔNG TRÌNH PHAÙT TAÙN CHAÁT OÂ NHIEÃM a. Lyù thuyeát khueách taùn chaát oâ nhieãm (daïng khí vaø daïng lô löûng) trong khí quyeån Phöông trình vi phaân cô baûn cuûa quaù trình khueách taùn chaát oâ nhieãm daïng khí vaø daïng lô löûng trong khí quyeån ñöôïc duøng laøm cô sôû cho moïi tính toaùn toaùn hoïc veà quaù trình naøy laø xuaát phaùt töø phöông trình coå ñieån veà daãn nhieät trong vaät raén [F.Pasquill Noel de nevers ]. Trong ñoù : c – noàng ñoä chaát oâ nhieãm, (g/m3) τ - thôøi gian, (s) K x , K y , K z – Laàn löôït laø heä soá khueách taùn roái theo phöông x, y, z moät caùch töông öùn [3.1]
15. 4.1 PHÖÔNG TRÌNH PHAÙT TAÙN CHAÁT OÂ NHIEÃM a. Lyù thuyeát khueách taùn chaát oâ nhieãm (daïng khí vaø daïng lô löûng) trong khí quyeån Hình 1: Phaùt taùn chaát oâ nhieãm theo chieàu gioù.
16. Quaù trình khueách taùn cuõng gioáng nhö quaù trình daãn nhieät coù theå dieãn ra trong khoâng gian moät chieàu, hai chieàu hoaëc ba chieàu 4.1 PHÖÔNG TRÌNH PHAÙT TAÙN CHAÁT OÂ NHIEÃM b. Caùc phöông trình khueách taùn moät chieàu, hai chieàu vaø ba chieàu. Hình 2: Minh hoïa hieän töôïng lan truyeàn, moät chieàu(a), hai chieàu(b), ba chieàu (c)
17. 4.1 PHÖÔNG TRÌNH PHAÙT TAÙN CHAÁT OÂ NHIEÃM b. Caùc phöông trình khueách taùn moät chieàu, hai chieàu vaø ba chieàu. Ñoái vôùi baøi toaùn moät chieàu: Ñoái vôùi baøi toaùn hai chieàu: Ñoái vôùi baøi toaùn ba chieàu: Trong caùc coâng thöùc treân: Q- laø taûi löôïng phaùt thaûi chaát oâ nhieãm taïi nguoàn ñieåm töùc thôøi , (g/s). [3.4] [3.3] [3.2]
18. 4.2 MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN KHUEÁCH TAÙN a. Coâng thöùc cuûa Bosanquet vaø Pearson (1936) Coâng thöùc xaùc ñònh noàng ñoä chaát oâ nhieãm treân maët ñaát cuûa Bosanquet vaø Pearson coù daïng nhö sau [Ara pollection Hangbook]: Trò soá noâng ñoä cöïc ñaïi C max treân maët ñaát: Khoaûng caùch töø nguoàn (chaân oáng khoùi) ñeán vò trí coù noàng ñoä cöïc ñaïi C max treân maët ñaát [3.6] [3.5]
19. 4.2 MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN KHUEÁCH TAÙN a. Coâng thöùc cuûa Bosanquet vaø Pearson (1936) Trong caùc coâng thöùc treân ngoaøi caùc kyù hieäu ñaõ bieát coøn coù: M: taûi löôïng cuûa chaát oâ nhieãm taïi nguoàn ñieåm lieân tuïc (g/s) H: chieàu cao hieäu quaû cuûa nguoàn thaûi daïng oáng khoùi, (m.) p, q – laàn löôït laø heä soá khueách taùn theo chieàu ñöùng vaø chieàu ngang ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm vaø laø heä soá khoâng thöù nguyeân. Trò soá p thay ñoåi trong phaïm vi töø 0,02 ÷ 0,1 vaø trò soá q = 0,04 ÷ 0,16 tuøy theo möùc ñoä roái cuûa khí quyeån töø yeáu ñeán maïnh. Giaù trò trung bình cuûa caùc heä soá p vaø q öùng vôùi möùc ñoä roái trung bình cuûa khí quyeån… coù theå nhaän p = 0,05 vaø q = 0,08. e – cô soá logarit töï nhieân (e = 2,7183).
20. 4.2 MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN KHUEÁCH TAÙN b. Coâng thöùc cuûa Sutton (1947 b) Söû duïng lyù thuyeát khueách taùn cuûa Taylor G.I vaø giaû thieát raèng söï phaân boá noàng ñoä chaát oâ nhieãm do luoàng khoùi lan toûa ra moâi tröôøng xung quanh laø tuaân theo luaät phaân phoái chuaån Gauss, Sutton O.G ñaõ tìm ra coâng thöùc xaùc ñònh noàng ñoä taïi ñieåm coù toïa ñoä x, y, z xuoâi theo chieàu gioù [A.C Stern Air Pellution]. ÔÛ taïi maët ñaát (z = 0), coâng thöùc treân trôû thaønh: Trò soá noàng ñoä cöïc ñaïi: Vaø khoaûng caùch töø nguoàn ñeán vò trí coù C max : [3.8] [3.7] [3.9] Trong caùc coâng thöùc treân caùc heä soá Sz vaø Sy coù yù nghóa töông töï nhö caùc heä soá p vaø q trong coâng thöùc (4.12) cuûa Bosanquet vaø Pearson nhöng thöù nguyeân cuûa chuùng laø (ñoä daøi )n/2 , trong ñoù n – laø heä soá phuï thuoäc vaøo ñoä bieán thieân nhieät ñoä theo chieàu cao.
21. 4.2 MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN KHUEÁCH TAÙN b. Coâng thöùc cuûa Sutton (1947 b) Trò soá Sy , Sz vaø n trong coâng thöùc Sutton ñöôïc cho ôû baûøng 2. Baûng 2: Caùc heä soá khueách taùn roái (xoaén) toång quaùt cuûa Sutton O. G [A.C Stern,Vol.1,1962] Thöù töï Ñieàu kieän oån ñònh cuûa khí quyeån N Heä soá S y = S z , m n/2 Ñoä cao treân maët ñaát, m 25 50 75 100 1 Nhieät ñoä giaûm maïnh theo ñoä cao 0,02 0,21 0,17 0,16 0,12 2 Nhieät ñoä giaûm nheï hoaëc khoâng khí thay ñoåi 0,25 0,12 0,10 0,09 0,07 3 Nghòch nhieät trung bình 0,33 0,08 0,06 0,05 0,04 4 Nghòch nhieät maïnh 0,50 0,06 0,05 0,04 0,03
22. 4.3 COÂNG THÖÙC XAÙC ÑÒNH SÖÏ PHAÂN BOÁ NOÀNG ÑOÄ CHAÁT OÂ NHIEÃM THEO LUAÄT PHAÂN PHOÁI CHUAÅN GAUSS Neáu ta thieát laäp söï caân baèng vaät chaát trong töøng “laùt” khoùi coù beà daøy 1m theo chieàu x vaø caùc chieàu y, z laø voâ cöïc khi caùc “laùt “ khoùi chuyeån ñoäng cuøng vôùi vaän toác gioù u thì thôøi gian ñeå töøng laùt ñi qua khoûi oáng khoùi laø m.u -1 vaø do ñoù löôïng chaát oâ nhieãm chöùa trong “laùt” khoùi seõ laø u Q = Μ. x .u -1 . Coâng thöùc cô sôû cuûa moâ hình lan truyeàn chaát oâ nhieãm theo luaät phaân phoái chuaån Gauss maø ngöôøi ta quen goïi taét laø “moâ hình Gauss” cô sôû. Trong ñoù: σ y vaø σ z ñöôïc goïi laø heä soá khueách taùn theo phöông ngang vaø phöông ñöùng coù thöù nguyeân laø ñoä daøi m (vì Ky, Kz coù thöù nguyeân laø m 2 /s). [3.11]
23. 4.5. CHIEÀU CAO HIEÄU QUAÛ CUÛA OÁNG KHOÙI Vaøo nhöõng naêm 1950 - 1960 treân theá giôùi coù raát nhieàu coâng trình nghieân cöùu veà ñoä naâng cao cuûa luoàng khoùi khi thoaùt ra khoûi mieäng oáng khoùi. Phaàn lôùn caùc coâng trình nghieân cöùu naøy ñeàu döïa vaøo quan saùt thöïc teá vaø thöïc nghieäm hoaëc keát hôïp giöõalyù thuyeát vaø thöïc nghieäm. Sau ñaây xin neâu ra moät soá coâng thöùc tính toaùn ñoä naâng cao cuûa luoàng khoùi ñöôïc aùp duïng roäng raõi nhaát. 4.5.1. Coâng thöùc cuûa Davidson W.F. Döïa vaøo keát quaû thöïc nghieäm tieán haønh treân oáng khí ñoäng ôû Bryant, Davidson W.E. ñaõ ñöa ra coâng thöùc sau ñaây - ñöôïc goïi laø coâng thöùc Bryant - Davidson. Trong caùc coâng thöùc treân: D - ñöôøng kính cuûa mieäng oáng khoùi, (m) w - vaän toác ban ñaàu cuûa luoàng khoùi taïi mieäng oáng khoùi, (m/s) u - vaän toác gioù, (m/s) Tkhoùi - nhieät ñoä tuyeät ñoái cuûa khoùi taïi mieäng oáng khoùi, (0K) T Δ - cheânh leäch nhieät ñoä giöõa khoùi vaø khoâng khí xung quanh, (0C) hoaëc (0K)
24. 4.5. CHIEÀU CAO HIEÄU QUAÛ CUÛA OÁNG KHOÙI 4.5.2. Coâng thöùc cuûa Bosanquet - Carcy vaø Halton Coâng thöùc cuûa Bosanquet vaø coäng söï ñöôïc döïa treân lyù thuyeát keát hôïp vôùi thöïc nghieäm, trong ñoù ñoä naâng do ñoäng naêng vaø ñoä naâng do cheânh leäch nhieät ñoä laø haøm soá cuûa khoaûng caùch x keå töø chaân oáng khoùi xuoâi theo chieàu gioù. Caùc coâng thöùc ñöôïc xaây döïng cho ñieàu kieän trung tính cuûa khí quyeån. Vôùi: Trong ñoù: grad t : ñoä bieán thieân nhieät ñoä theo chieàu cao cuûa lôùp khí quyeån saùt maët ñaát.
25. 4.5. CHIEÀU CAO HIEÄU QUAÛ CUÛA OÁNG KHOÙI 4.5.3. Coâ ng thöùc Holland Döïa vaøo keát quaû khaûo saùt luoàng khoùi töø nhöõng oáng khoùi nhoû ôû vuøng Oak Ridge, Holland J.Z. (UÛy ban Naêng löôïng nguyeân töû cuûa Myõ -1953) ñaõ ñöa ra coâng thöùc xaùc ñònh ñoä naâng cao luoàng khoùi, ñöôïc goïi laø coâng thöùc Oak Ridge [A.C.Stern…Air pollution] hΔ , D - tính theo m u - tính theo m/s Qh - cöôøng ñoä nhieät cuûa luoàng khoùi thaûi ra moâi tröôøng xung quanh: Qh = t L Cp Δ. .ρ (4.52) Cp - tyû nhieät ñaúng nhieät cuûa khoùi (cal/kg) ρ- khoái löôïng (kg/m3). Δ t : chieát tính nhieät cuûa khoùi vaø khoâng khí xung quanh. Coâng thöùc treân aùp duïng cho ñieàu kieän trung tính cuûa khí quyeån. Ñoái vôùi ñieàu kieän oån ñònh keát quaû tính ñöôïc theo coâng thöùc treân caàn taêng theâm 10-20%, ngöôïc laïi ñoái vôùi ñieàu kieän khoâng oån ñònh - giaûm bôùt ñi cuõng chöøng aáy phaàn traêm. hΔ = (1,5ω .D + 4,1 .10-5 Qh )/u (4.51)
26. 4.5. CHIEÀU CAO HIEÄU QUAÛ CUÛA OÁNG KHOÙI 4.5.4. Coâng thöùc cuûa Briggs G.A. trong ñoù : F - löïc noåi ban ñaàu cuûa luoàng khoùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc Briggs G.A 1975 ñaõ nghieân cöùu tröôøng hôïp noùi treân ñöa ra coâng thöùc sau ñaây aùp duïng cho ñieàu kieän coù taùc duïng cuûa löïc noåi laø chuû yeáu öùng vôùi caùc caáp oån ñònh A- D. 4.5.5 Coâng thöùc cuûa M.E.Berliand vaø cuûa moät soá taùc giaû khaùc ôû Nga Caên cöù vaøo soá lieäu thöïc nghieäm vaø so saùnh keát quaû tính toaùn noàng ñoä chaát oâ nhieãm treân maët ñaát. Berliand vaø caùc coäng söï (1964 ) ñöa ra coâng thöùc xaùc ñònh ñoä naâng cao luoàng khoùi nhö sau:
![CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI ,[object Object],[object Object],[object Object]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)