Các yếu tố ảnh hưởng tới sự khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển

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.

Độ ẩm và mưa:

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.

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.

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:

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.

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.