BÀI GIẢNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ part 3

Chia sẻ: Pham Duong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

234
lượt xem 69
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHƯƠNG III KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ. I- CHUYỂN ĐỔI VẬT CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ: Theo định luật bảo toàn vật chất thì vật chất chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, di chuyển từ nơi này sang nơi khác chứ không tự sinh ra hay mất đi. Giả thiết rằng ta có một khu vực nghiên cứu có một giới hạn nào đó, ví dụ như không khí trong 1 căn phòng hay không khí trên 1 khu đô thị… Một chất theo dòng không khí đi vào khu vực nghiên...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ part 3

CHƯƠNG III KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ. I- CHUYỂN ĐỔI VẬT CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ: Theo định luật bảo toàn vật chất thì vật chất chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, di chuyển từ nơi này sang nơi khác chứ không tự sinh ra hay mất đi. Giả thiết rằng ta có một khu vực nghiên cứu có một giới hạn nào đó, ví dụ như không khí trong 1 căn phòng hay không khí trên 1 khu đô thị… Một chất theo dòng không khí đi vào khu vực nghiên cứu sẽ xảy ra các tình huống: -Bị tiêu hủy trong không gian đó (biến thành chất khác). -Tích lũy lại trong không gian đó mà không thay đổi tính chất. -Đi ra khỏi khu vực nghiên cứu mà không thay đổi tính chất. Tuân theo quy luật bảo toàn vật chất ta có: Lượng đi vào = lượng chất tiêu hủy + lượng chất tích lũy + lượng chất đi ra. Trong tự nhiên, không phải chất nào cũng tuân thủ đúng các quá trình này. Do vậy, chúng ta có các trường hợp sau: A-Hệ thống bảo toàn vật chất ổn định: Đây là trường hợp đơn giản nhất. Không gian nghiên cứu không xảy ra các trường hợp tiêu hủy hay tích tụ chất ô nhiễm. Khi đó ta có: Lượng chất đi vào = lượng chất đi ra. (16) Trường hợp này chỉ xảy ra trong trường hợp hệ thống nghiên cứu không có hay có khả năng tích lũy hay tiêu hủy chất ô nhiễm nhỏ không đáng kể. -VD: không gian của 1 phòng A thông với phòng kế bên B và C. Không khí đi vào phòng A từ phòng B với lưu lượng LB và nồng độ CO2 là CB và không khí từ phòng C với lưu lượng Lc và nồng độ CO2 là Cc . Không khí từ phòng A được quạt hút thải ra ngòai. Vậy lượng khí phải hút ra ngoài và nồng độ CO2 ở khí thải là bao nhiêu ? Nếu chúng ta thừa nhận đây là hệ thống bảo toàn ổn định nghĩa là: lưu lượng không khí và lượng CO2 đi ra khỏi phòng A phải bằng lượng đi vào. Do vậy: L = LB + Lc LxC = LBxCB + LcxCc L B  CB  L C C C C (17) L B-Hệ thống vật chất ổn định không bảo toàn: Trên thực tế, chất ô nhiễm phát tán trong không khí thường tham gia các phản ứng hóa học, sinh học nên lượng vật chất không được bảo toàn trong quá trình phát tán. Khi đó biểu thức của hệ thống sẽ phải là: Lượng đi vào = Lượng đi ra + Lượng bị tiêu hủy. Nếu cho rằng chất ô nhiễm phân bố đồng đều trong không gian nghiên cứu và lượng chất bị tiêu hủy tỷ lệ với lượng chất ô nhiễm có trong không gian nghiên cứu, ta có thể viết như sau: Lượng bị tiêu hủy = K.C.V (18) Với: K- hệ số tiêu hủy chất ô nhiễm luôn mang dấu âm (-) C- nồng độ chất ô nhiễm trong không gian xét V- thể tích không gian xét. Xét biến thiên lượng chất ô nhiễm theo thời gian, ta có thể viết phương trình vi phân: dC  K  C (19) dt 21
Giải phương trình vi phân trên , ta có : (20) C  CO  e kt Trong đó: Co-Nồng độ chất ô nhiễm tại thời điểm bắt đầu xét t = 0. Phương trình biến thiên nồng độ theo thời gian này cho ta thấy : Nồng độ chất ô nhiễm chỉ bằng không khi thời gian kéo dài vô tận. C 0 khi t  Kết quả là biểu thức toán học của hệ thống ổn định không bảo toàn là: Lượng nhiễm vào = Lượng ô nhiễm + K.C.V -VD: một phòng hút thuốc có thể tích 500m3 có lượng thải khí formaldehyde (HCHO) từ khói thuốc lá là 140mg/h. Phòng được thông gió với lưu lượng 1000m3/h. Hay xác định nồng độ formaldehyde trong không khí nếu cho rằng hệ số chuyển đổi formaldehyde thành CO2 là 0.4 h-1. Giả thiết rằng nồng độ formaldehyde đồng đều trong phòng và bằng nồng độ trong khí ra khỏi phòng C. Ta có thể viết biểu thức toán cho hệ thống như sau: Lượng đi vào = lượng đi ra + K.C.V 140 = 1000 x C + 0.4 x 500 x C 140 = 1200 x C  C = 0.117 mg/m3. C-Hệ thống không bảo toàn vật chất và không ổn định: Trong thực tế chúng ta gặp rất nhiều mô hình trong điều kiện không ổn định, tức là có sự lưu tồn chất ô nhiễm trong không gian xét. Bản thân sự phát thải chất ô nhiễm và lượng không khí đi qua không gian xét liên tục biến đổi theo thời gian. Trong trường hợp đó, người ta tìm cách đơn giản bài toán để có thể giải được. Mô hình toán của hệ thống này có dạng cơ bản là: Lượng đi vào = Lượng đi ra + Lượng lưu tồn + Lượng phân hủy. II- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ QUYỂN: A/Các yếu tố khí hậu : 1-Ảnh hưởng của gió: Gió gây ra các dòng chảy rối không khí ở lớp sát mặt đất. Nhờ có gió chất ô nhiễm được khuếch tán rộng ra làm cho nồng độ chất ô nhiễm giảm xuống rất nhiều so với ban đầu. Gió là nhân tố đặc biệt quan trọng trong việc khuếch tán bụi và hơi hóa chất nặng hơn không khí. Gió có thể khuếch tán chất ô nhiễm, làm giảm nồng độ ban đầu vì nó thường gây các dòng chảy rối của không khí sát mặt đất. Khác với các dòng chảy tầng xuất hiện khi gió yếu, dòng chảy rối của không khí được đặc trưng bằng việc xáo trộn các phần tử khí ở các lớp sát cạnh nhau. Do các xáo trộn này, các phần tử chất ô nhiễm cũng được nhanh chóng di chuyển sang các lớp không khí lân cận. Kết quả là sự khuếch tán chất ô nhiễm mạnh mẽ hơn, hiệu quả hơn. Phải ghi nhận rằng gió luôn luôn có xu hướng thay đổi chiều thổi tới và tốc độ thổi. Mặc dù có những thống kê theo dõi chặt chẽ cho phép xác định các giá trị và phương hướng tức thời cũng như tần suất ở mỗi cấp gió và hướng gió.Việc xem xét hướng gió nhằm phục vụ cho mục đích quy hoạch vị trí nguồn thải, cố tránh cho nguồn thải chất ô nhiễm đứng đầu hướng gió chủ đạo các khu dân cư, các công trình quan trọng. 2- Độ ẩm và mưa: 22
Trong điều kiện có độ ẩm lớn, các hạt bụi sẽ dính kết vào nhau thành hạt lớn và rơi nhanh xuống đất. Tuy vậy, các vi sinh vật trong không khí phát triển nhanh chóng, bám theo các hạt bụi khuếch tán rộng xuống chiều dưới gió. Mưa có tác dụng rửa sạch môi trường khí. Hạt mưa kéo theo hạt bụi, hấp thu một số chất ô nhiễm và rơi xuống đất. Do đó, ở các vùng không khí có chứa chất ô nhiễm nhiều, nước mưa cũng mang theo chất ô nhiễm làm ảnh hưởng tới môi trường đất và nước phía dưới. Trong cơn mưa, lớp không khí trên cao trút các hạt nước xuống thành mưa nên có xu hướng nóng lên, ngược lại nước mưa rơi xuống mặt đất sẽ bốc hơi, thu nhiệt của mặt đất và lớp không khí sát mặt đất nên có thể xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt, không có lợi cho việc khuếch tán chất ô nhiễm vào không khí. B- Ảnh hưởng của địa hình, nhà cửa 1- Khái niệm chung: Khi có một luồng gió di chuyển song song với mặt đất và va vào tường chắn vuông góc với chiều gió. Ở mặt trước tường, không khí bị dồn nén lại làm tăng áp suất tỉnh của không khí tại đó. Ap suất tĩnh này có xu hướng đẩy dòng gió lên cao. Mặt sau bức tường do gió bị cản lại làm áp suất tĩnh giảm xuống. Kết quả là một vùng xoáy quẩn xuất hiện sau tường chắn, kéo dài theo chiều gió tới một khoảng cách nào đó trên mặt đất ,tại đó gió mới lấy lại được vận tốc và hướng cũ. Vùng xoáy quẩn này được gọi là vùng bóng rợp khí động của tường chắn. Qua nghiên cứu, người ta đã xác định được bóng rợp khí động của tường chắn có chiều cao h như hình vẽ sau: Trong vùng bóng khí động, tốc độ di chuyển của gió rất nhỏ không khí trao đổi với không khí vùng xung quanh kém dễ gây các hiện tượng tích tụ chất ô nhiễm. H 2-1: Quy luật bóng khí động sau tường chắn. L/h 1 2 3 4 5 6 7 8 H/h 1.7 2.1 2 1.8 1.2 0.7 0.4 0 Đối với nhà cửa đứng độc lập do có các ô văng, lỗ cửa thông gió nên quy luật của bóng rợp khí động có phần nào thay đổi theo xu hướng giảm chiều cao và chiều xa của vùng bóng rợp khí động. Khi có nhiều công trình nối tiếp nhau theo chiều gió, công trình phía trước sẽ ảnh hưởng đến công trình phía sau. Quy luật của bóng rợp khí động cũng sẽ đổi khác. Để xác định đúng bóng rợp khí động của nhà, người ta làm mô hình và xem xét trong ống khí động hay máng thủy lực. Sau đây là một vài trường hợp đơn giản đã được nghiên cứu: 23
Nhà đứng độc lập có chiều ngang hẹp. Nhà được coi là được đứng độc lập nếu phía đầu gió của ngôi nhà, công trình cao nhất có khoảng cách tới nó tối thiểu là 8 tới 10 lần chiều cao. Phía dưới gió của ngôi nhà khoảng 8 đến 10 lần chiều cao nhà không có ngôi nhà nào kế cận. Nhà được xem có chiều ngang hẹp khi chiều ngang nhà nhỏ hơn hoặc bằng 2.5 chiều cao. Khi đó bóng khí động của ngôi nhà có chiều cao 1.8h và chiều dài 6h phía sau và trên ngôi nhà.(hình a) Nhà đứng độc lập có chiều ngang rộng. Khi chiều ngang b lớn hơn 2.5h. Bóng khí động của nhà gồm hai khu vực như hình vẽ. Nhà đứng gần nhau, gió thổi vào khu nhà thì không gian giữa hai dãy nhà sẽ có vùng gió quẫn. Nếu nhà đầu gió có chiều ngang hẹp thì vùng gió quẫn có chiều dài 8h. Nếu nhà rộng thì một phần mái nhà không nằm trong vùng quẫn gió. 2- Ảnh hưởng của địa hình với sự phân tán chất ô nhiễm: Ở các vùng địa hình không bằng phẳng, có đồi, có gò việc phân tán chất ô nhiễm có biểu hiện phụ thuộc vào địa hình rất rõ nét bởi vì phân bố hướng và tốc độ gió rất khác so với địa hình vùng bằng phẳng, xuất hiện các vùng xoáy quẩn ở dưới các lũng sâu, phía sau các đồi gò dốc cũng như có thể có các luống gió lạnh trượt dọc theo các triền dốc xuống các thung lũng. Vì vậy, khi xem xét khả năng phát tán chất ô nhiễm ở các vùng này cần phải xem xét vị thế thực tế của nơi đặt nguồn thải với các điều kiện gió địa phương chứ không thể dùng số liệu chung của toàn khu vực cho đài khí tượng thông báo. VD: Cụ thể là nhà máy nhiệt điện Ninh Bình do khi thiết kế không lường hết được điều kiện địa hình nên đã gây ô nhiễm môi trường cho thị xã Ninh Bình vào mùa gió Nam – Đông Nam. 24
III-PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ A. Phân loại các nguồn thải chất ô nhiễm: 1-Theo chiều cao nguồn thải chất ô nhiễm: Nguồn thải thấp là nguồn thải đặt trong vùng bóng khí động của công trình hay thấp hơn chiều cao giới hạn như sau: -Với nhà có chiều ngang hẹp đứng độc lập: Hgh = 0,36 x b1 + 2,5 x H -Với nhà có chiều ngang rộng đứng độc lập:Hgh = 0,36 x b1 + 1,7 x H -Với nhóm nhà: Hgh = 0,36 x( b1 + X ) + H b1-Khoảng cách từ tường hậu tới nguồn thải X-khoảng cách các nhóm nhà H-chiều cao nguồn thải Nguồn thải cao : là nguồn thải có H>Hgh 2 -Theo kích thước nguồn: Nguồn điểm:Là nguồn có kích thước nhỏ gọn trong không gian như các ống thải khi hay ống khói… Nguồn đường:Là nguồn thải chất ô nhiễm kéo dài trên một mặt phẳng.Như cửa mái nhà công nghiệp… Nguồn diện: Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trên một mặt phẳng. Nguồn không gian: Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trong một không gian. 3 -Theo nhiệt độ khí thải phân thành: Nguồn nóng từ ống thải nồi hơi, lò nung,… Nguồn nguội từ ống thải các hệ thống thông gió 4 - Theo bản chất chất ô nhiễm: Nguồn thải hơi và khí Nguồn thải bụi chưa được xử lý tới 90% Nguồn thải bụi đã được xử lý tới 90% B. Phương trình vi phân cơ bản khuếch tán chất ô nhiễm vào môi trường khí: Ta xét một ống thải chất ô nhiễm vào không khí ở độ cao h, dưới tác dụng của gió, luồng khí thải qua miệng ống sẽ bị uốn cong theo chiều gió. Đồng thời cho tác dụng xáo trộn và khuếch tán của không khí xung quanh với luồng khí thổi ra, tiết diện luồng khí dần dần được mở rộng ra như thành một chiếc loa tạo thành một hình khói theo chiều gió từ miệng ống thải. Các chất ô nhiễm lan chuyền chủ yếu trong vệt khói này có nồng độ cao nhất ở tâm luồng và giảm dần theo chiều di chuyển tới biên của vệt khói trừ các hạt bụi kích thước lớn phân ly khỏi dòng khí thải và rơi gần chân ống thải. Người ta quan sát thấy góc mở rộng của vệt khói trong phạm vi 10 – 20o. Nếu đặt một hệ trục tọa độ có tâm tại tâm ống khói, trục Oz theo chiều cao ống khói và Ox trùng theo chiều gió thổi Oy theo phương vuông góc với Ox trên mặt phẳng nằm ngang mặt đất. Giả thiết rằng đây là hệ ổn định và bảo toàn với gió thổi song song với mặt đất, Taylor (1915) và Schmidt (1917) xây dựng lý thuyết khuếch tán chất khí và bụi lơ lửng trong không khí với phương trình vi phân tổng quát như sau: C    C    C C   C  21    ky     kz  u   kx    y  z  t x x  x  y  z   Trong đó: C_ Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí. x,y,z_ Tọa độ điểm xét. k_ Hệ số khuếch tán rối theo các phương x,y,z. u_ Tốc độ gió. 25
Năm 1932, Sutton O.G dựa theo lý thuyết của Taylor và cho rằng sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm trong quá trình lan toả tuân theo luật phân bố chuẩn Gauss và đưa ra kết quả.   y2 z2 M 22  exp   2  C x, y,z  2 2 n      u  x  Sy  Sz 2 n 2 n   Sy  x S z  x    Số mũ n có giá trị n = 0  1 và xác định theo trường vận tốc gió theo chiều đứng. Sy Sz : Hệ số khuyếch tán rối theo phương Y và Z. Năm 1963, Berliand M.E. giải phương trình và thu được kết quả cho việc xác định nồng độ C ở lớp sát mặt đất.   u1  H 1 n y2 M  23 C x, y   exp     k1  1  n   x 4  k o  x  2  1  n   k1  x    k o 2 3/ 2 Với : M- Lưu lượng chất ô nhiễm. k1- Hệ số khuếch tán rối. u- Vận tốc gió ở độ cao 1m. k0 = 0,5~1m khi khí quyển không ổn định và 0,1~1m khi khí quyển ổn định. n = 0,15 ~ 0,2. C. Giới thiệu phương pháp tính toán: 1. Phương pháp của Sutton-Pasquill (pp Gauss): ( Còn gọi là mô hình thống kê kinh nghiệm) Dạng công thức phổ biến nhất mà Sutton và Passquill đưa ra là:   z  H 2    z  H 2     y2   M  exp    C x, y, z   exp     exp     (24)  2  2  y  2 z  2   z2 u 2 2         z y Khi xác định nồng độ chất ô nhiễm gần mặt đất thì xem z = 0. Khi đó ta có:  1  y2  (25) H2 M  exp     2   Cx, y, z 0   2  y    y  z u  z2    Trong đó: C - Nồng độ chất ô nhiễm tại vị trí có tọa độ x,y,z. u - Vận tốc gió. y,z - Hệ số khuếch tán rối theo các phương y,z tương ứng với sai phương chuẩn của hàm phân phối Gauss. H - Chiều cao hiệu quả của ống khói. Hệ số khuếch tán y, z là sai lệch chuẩn của hàm khuếch tán Gauss theo phương ngang và đứng. Hệ số y, z phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn thải và tính ổn định của khí quyển. Hệ số này được xác định theo biểu đồ thực nghiệm của Gifford xây dựng năm 1960. Cấp ổn định của khí quyển được phân thành 6 cấp theo Turner như sau: Tốc độ gió Ban ngày theo nắng chiếu Ban đêm theo độ mây trên cao 10m Mạnh Trung bình Yếu Nhiều mây Ít mây (m/s)  3/8 (1) (2) (3) > cấp 4/8
>6 D D D D D Chú ý: 1- Là nắng mùa hè, mặt trời có góc cao > 600. 2- Là nắng mùa hè, trời có mây và trong sáng, góc cao mặt tời là 30  600. 3- Nắng buổi chiều mùa thu hay ngày mùa hè có mây, mặt trời ở góc cao 15  350. 4- Độ mây được xác định bằng mức mây che phủ bầu trời. Đây là phương pháp tính toán được sử dụng nhiều ở các nước phương Tây. Công thức để xác định biến thiên nồng độ chất gây ô nhiễm trên mặt đất theo trục x (với y = z = 0) là những điểm có nồng độ cao hơn các điểm kế bên theo phương y như sau: H2 M (26) C  exp   u  y  z 2   z2 Trên hình vẽ là biểu đồ do TURNER (1970) lập biểu diễn mối quan hệ giữa Ky Kz và Khoảng cách X phụ thuộc vào độ ổn định của khí quyển. Tốc độ gió u : Gió thường có trị số tốc dộ u thay đổi theo chiều cao.Người ta biểu diễn thay đổi đó bằng biểu thức: p u  z1    uo  zo  (27)  Trong đó : u0 và u1 tốc độ gió ở 2 điểm khác cao độ zo và z1 độ cao ở 2 điểm p – Số mũ Hệ số p cho mặt đất gồ ghề : Cấp ổn định của khí quyển Diễn giải p A Rất không ổn định 0.15 B Không ổn định điển hình 0.15 C Không ổn định nhẹ 0.2 27
D Trung tính 0.25 E Ổn định nhẹ 0.4 F Ổn định 0.6 Cho mặt đất bằng phẳng hay trên mặt nước lớn , hệ số p trong bảng được nhân thêm hệ số 0.56 cho mọi cấp ổn định của khí quyển. Tính ổn định của khí quyển: -Khí quyển trong tầng đối lưu càng lên cao, nhiệt độ càng giảm đi theo một hệ số suy giảm nhiệt độ. -Trong điều kiện lý tưởng, càng lên cao, khí áp càng giảm nên nhiệt độ cũng giảm theo hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Hệ số này = 1 oC/100m.( PHẠM NGỌC ĐĂNG) -Trong thực tế có vài yếu tố ảnh hưởng tới hệ thống này là gió, địa hình và bức xạ mặt trời. -Khí quyển được coi là ổn định khi mà hệ số suy giảm nhiệt độ theo độ cao nhỏ hơn hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Trong trường hợp này một phần tử không khí được sấy nóng lên, dãn nở ra và bay lên trên do tác dụng của áp suất thủy tĩnh. Phân tử đó giảm nhiệt độ tuân theo hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Nhưng do hệ số suy giảm nhiệt độ thực nhỏ hơn, nên tới lúc nào đó nhiệt độ của phần tử khí nhỏ hơn không khí xung quanh, nó lại chuyển động theo chiều ngược lại. Kết quả là phần tử khí dao động lên xuống ở mức nào đó. -Khí quyển được coi là không ổn định khi hệ số suy giảm nhiệt độ theo chiều cao lớn hơn hệ số suy giảm nhiệt độ đoạn nhiệt. Phần tử không khí bị nóng lên cứ tiếp tục bay cao mãi. -Khí quyển được coi là trung tính khi hai hệ số này bằng nhau. Khi xác định được biến thiên nhiệt độ theo chiều cao của một vị trí, người ta có thể xác định được độ cao xáo trộn cực đại của khu vực. Độ cao xáo trộn cực đại : Là chiều cao mà khối khí nóng có thể bay lên cho tới khi nhiệt độ của khối khi bị giảm theo điều kiên đoạn nhiệt bằng với nhiệt độ không khí xung quanh. Biến thiên nhiệt độ theo chiều cao bị thay đổi do một vài hiện tượng sau: Nghịch nhiệt bức xạ: -Do mặt đất có trao đổi nhiệt bức xạ với bầu trời nên về đêm, khi không có bức xạ mặt trời, mặt đất bức xạ nhiệt vào bầu trời và lạnh đi. Quá trình này thường bắt đầu từ tối, mạnh nhất vào đêm và và suy giảm dần khi trời sáng. Trong điều kiện mùa đông trời quang mây, nhiệt độ lớp không khí sát mặt đất thấp hơn cả các lớp phía trên sinh ra quá trình nghịch nhiệt bức xạ. Lớp nghịch nhiệt này có thể cao tới vài trăm mét vào sáng sớm. Nghịch nhiệt do tầng không khí nóng hạ thấp: -Là hiện tượng xảy ra khi không khí nóng hơn có áp suất cao chuyển động xuống dưới. Nhiệt độ khối khí cao hơn nhiệt độ không khí gần mặt đất. Hiện tượng này xảy ra ở bất cứ đâu ở độ cao từ vài trăm tới vài ngàn mét và xảy ra cùng với hệ thống thời tiết có áp suất cao. Do không khí chuyển động xuống dưới nên nhiệt độ tăng dần làm giảm mây và độ ẩm tương đối. Trời trong xanh nên dễ dẫn đến nghịch nhiệt bức xạ dưới tầng nghịch đảo nhiệt. Chiều cao hiệu quả của ống thải H : Chiều cao hiệu quả của ống thải H bằng: H = h + h (28) h – Chiều cao hình học của ống thải (m) h – Độ nâng cao của dòng khí thải . Là độ cao của luồng khí thải lên cao thêm do động năng tại miệng ống thải và do nhiệt độ khí thải cao hơn môi trường xung quanh.Hình trên là kết quả tính toán một ống thải có các chiều cao hiệu quả thải khác nhau: 28
Theo BRIGG (1972) kiến nghị, h tính như sau: Khi cấp ổn định của khí quyển là A ~ D : 1,6  F 1 / 2  X 2 / 3 h  f (29) u  T (30) F  g  r 2  v s  1  k   T  x Xf =120F 0,4 nếu F  55 m4/s3 Xf =50F 5/8 nếu F  55 m4/s3 g – Gia tốc trọng trường ( m/s2 ). r – Bán kính ống thải ( m ). Vs – Vận tốc khí thải qua miệng ống ( m/s ) . u – Tốc độ gió ở miệng ống thải ( m/s ). Tk – Nhiệt độ khí thải ( oK ). Tx – Nhiệt độ không khí xung quanh thải ( oK ). Khi cấp ổn định của khí quyển là E ~ F : 1/ 3 F 31 H  2,4     uS  g  T  32 S   x  r  Tx  z  r – Độ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt ( = 0,01 oC/m ) Phương pháp tính toán này lệ thuôc rất nhiều vào độ ổn định của khí quyển mà theo bảng phân cấp thì độ ổn định này lại thay đổi liên tục theo thời gian. Vì thế giá trị tính được gần như giá trị trung bình tức thời tại thời điểm xem xét. Sau đây là kết quả tính so sánh nồng độ chất gây ô nhiễm trên mặt đất trong vệt khí thải ở các độ ổn định khí quyển khác nhau : 29
2. Phương pháp của Berliand và cộng sự: Từ kết quả giải phương trình vi phân của Taylor và dựa vào mô hình thống kê thủy động, Berliand và cộng sự đưa ra công thức tính toán sự phân tán chất ô nhiễm vào không khí như sau: Nồng độ cực đại Cm trên mặt đất dưới hướng gió của ống thải đơn ( Trục X ): f < 100 m/s2.0C Cho nguồn nóng có t > 0 A M  F  m n Cm  mg / m 3 (33) H 2  3 L  t f > 100 m/s2.0C Cho nguồn nguội , khi t  0 A M  F  D  n (34) Cm  mg / m 3 8 H  L  3 H Trong đó: A – Hệ số điạ lý khu vực. A = 240 M – Lượng chất ô nhiễm thải g/s F – Hệ số F=1 Khi thải chất ô nhiễm là khí F=2 Khi thải bụi có hiệu quả lọc sạch không dưới 90%. F=2,5 Khi thải bụi có hiệu quả lọc sạch 75~90%. F=3 Khi thải bụi có hiệu quả lọc sạch 75%. H – Chiều cao ống thải m D – Đường kính miệng ống thải m L – Lưu lượng khí thải m3/s o t – Chệnh lệch nhiệt độ khí thải . C m – Hệ số không thứ nguyên . n – Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào vm . f < 100 m/s2.0C Cho nguồn nóng có t > 0 1 m 0,67  0,1 f  0,34  2 f (35) 30