An introduction to environmental engineering - air pollution

1. ‫هوا‬ ‫آلودگی‬
‫پور‬ ‫شفیع‬ ‫دکتر‬
‫انواری‬ ‫احمد‬ ‫مهندس‬
‫پاییز‬91

2. ‫ای‬ ‫نقطه‬ ‫منابع‬ ‫از‬ ‫ها‬ ‫آالینده‬ ‫پراکنش‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬(‫گوس‬ ‫مدل‬)
‫دو‬ ‫برای‬ ‫گوس‬ ‫مدل‬‫مقایسه‬‫است‬ ‫برخوردار‬ ‫قبولی‬ ‫قابل‬ ‫مقدار‬ ‫از‬ ‫نتیجه‬ ‫دو‬.‫مهندسان‬ ‫بین‬ ‫اینکه‬ ‫ضمن‬ ‫در‬‫افتاده‬ ‫جا‬‫است‬.
‫آالینده‬ ‫گسترش‬ ‫مجازی‬ ‫نقطه‬=‫دود‬ ‫پیرایه‬ ‫متقارن‬ ‫شروع‬.
‫گوس‬ ‫مدل‬ ‫تالش‬:‫به‬ ، ‫مختصات‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫آالینده‬ ‫میانگین‬ ‫غلظت‬5‫بدهد‬ ‫ربط‬ ‫پارامتر‬.
‫ارتفاع‬ ‫با‬ ‫است‬ ‫معادل‬ ‫زمین‬ ‫سطح‬10‫است‬ ‫آنانومتری‬ ‫ارتفاع‬ ‫معادل‬ ‫و‬ ‫متری‬.
Martin(1976)‫نمودارهای‬ ‫بر‬ ‫منطبق‬ ‫معادالت‬ ‫بهترین‬Pasquil-Gilford‫نمود‬ ‫ارایه‬ ‫زیر‬ ‫شرح‬ ‫به‬ ‫را‬.
fxc
xa
d
z
y




894.0
Equation (3)
Equation (4)
‫نکته‬)‫پخش‬ ‫ضرایب‬ϭy‫و‬ϭz‫هنگامیکه‬ ‫متر‬ ‫حسب‬ ‫بر‬x‫است‬ ‫کیلومتر‬ ‫حسب‬ ‫بر‬.

3. ‫مثال‬)(‫سنگی‬ ‫ذغال‬ ‫نیروگاه‬)‫مدرن‬ ‫نیروگاه‬ ‫یک‬ ‫در‬1000 MW‫آن‬ ‫راندمان‬ ‫که‬40%‫آالینده‬ ‫باشد‬ ‫می‬SO2‫با‬
‫نرخ‬123000 lb/day‫حرارتی‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫سنگ‬ ‫ذغال‬ ‫سوخت‬ ‫از‬ ‫که‬12000 Btu/lb‫شود‬ ‫می‬ ‫منتشر‬.‫با‬ ‫دودکش‬
‫موثر‬ ‫ارتفاع‬300(m)‫است‬ ‫شده‬ ‫زده‬ ‫تخمین‬ ‫زمین‬ ‫سطح‬ ‫از‬.‫آالینده‬ ‫غلظت‬SO2‫فاصله‬ ‫در‬ ‫را‬4 (km)‫در‬ ‫دودکش‬ ‫از‬
‫کنید‬ ‫پیشبینی‬ ‫دود‬ ‫پیرایه‬ ‫مرکزی‬ ‫خط‬ ‫بر‬ ‫منطبق‬ ‫و‬ ‫باد‬ ‫وزش‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ً‫ا‬‫مستقیم‬ ‫زمین‬ ‫سطح‬.‫ارتف‬ ‫در‬ ‫باد‬‫اع‬10(m)‫از‬
‫سرعت‬ ‫با‬ ‫تابستانی‬ ‫ابری‬ ‫روز‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫زمین‬ ‫سطح‬2.5(m/s)‫است‬ ‫شده‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬.
‫مساله‬ ‫های‬ ‫داده‬
‫ذغال‬ ‫نیروگاه‬‫سنگی‬ ‫تابستانی‬ ‫روز‬‫ابری‬=‫اتمسفری‬ ‫شرایط‬
‫توان‬1000 MW = ‫ذغال‬ ‫حرارتی‬ ‫ارزش‬‫سنگ‬=12000 (Btu/lb)
‫راندمان‬40% = H = 300 (m)
‫آالینده‬ ‫نوع‬SO2 = X = 4 (km)
Q = 123000 (lb/day) ‫زمین‬ ‫سطح‬Z = 0
‫نوع‬‫سوخت‬=‫سنگ‬ ‫ذغال‬ Y = 0
Z2 = 10 (m) U2 = 2.5 (m/s)
‫خواسته‬‫مساله‬ CSO2 = ?

4. )2).(2.(
...
),( 2
2
2
2
ee yz
yH
u
Q
yxC
zy




= 1
)(9.4
)(10
)(300
)(5.2
2
1
)()(
2.0
21 s
m
m
m
s
m
z
z
uu
p

P = 0.2‫جدول‬7.7‫پایداری‬ ‫طبقه‬C‫جدول‬7.8
sec)/(1047.6
(sec)86400
)(1
)(1
)(10
)(2.2
)(1000
)(12000 8
6
g
day
gr
gr
lb
gr
day
lbQ 


‫نمودارهای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬7.28(a)‫و‬7.28(b)
)(220
)(390
m
m
z
y




‫معادله‬(3)‫و‬(4)
)(216)(67.2150)4(61
)(360)(14.359)4(104
911.0
894.0894.0
mmfxc
mmxa
d
z
y




‫مثال‬ ‫حل‬

5. )(206)2162
300
.(
)(216).(360).
sec
(9.4.
)
sec
(1047.6
)0,4( 3)(
)(8
22
22
m
gr
m
m
mmm
gr
C e






‫کارشناسی‬ ‫تحلیل‬:
‫پایداری‬ ‫طبقه‬ ‫چنانچه‬C‫ق‬ ‫سال‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫مطالعه‬ ‫مورد‬ ‫محدوده‬ ‫پایداری‬ ‫شرایط‬ ‫از‬ ‫معتبر‬ ‫میانگینی‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫بتوان‬ ‫را‬‫لمداد‬
‫آالینده‬ ‫غلظت‬ ‫استاندارد‬ ‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫نمود‬SO2‫معادل‬ ‫که‬ ‫یکساله‬ ‫دربازه‬ ‫باز‬ ‫محیط‬ ‫هوای‬ ‫در‬(µgr/m3)80‫باشد‬ ‫می‬
‫بر‬ ‫بالغ‬ ‫تنهایی‬ ‫به‬ ‫نیروگاه‬ ‫این‬ ‫فعالیت‬2.5‫آالینده‬ ‫استاندارد‬ ‫حد‬ ‫برابر‬SO2‫فاصله‬ ‫در‬4(km)‫وارد‬ ‫هوا‬ ‫به‬ ‫نیروگاه‬ ‫این‬ ‫از‬
‫فوق‬ ‫اتمسفری‬ ‫شرایط‬ ‫روز‬ ‫شبانه‬ ‫دوره‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫فقط‬ ‫چنانچه‬ ‫لیکن‬ ‫کند‬ ‫می‬(‫پایداری‬ ‫طبقه‬C)‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬ ‫باشد‬ ‫حاکم‬
‫استاندارد‬24‫آالینده‬ ‫ساعته‬SO2‫معادل‬ ‫که‬(µgr/m3)365‫آلودگ‬ ‫و‬ ‫هوا‬ ‫کیفیت‬ ‫منظر‬ ‫از‬ ‫نیروگاه‬ ‫این‬ ‫فعالیت‬ ‫باشد‬ ‫می‬‫ی‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫ارزیابی‬ ‫مجاز‬ ‫منتشره‬.
‫مثال‬ ‫حل‬

6. ‫داریم‬ ‫مثال‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫گیری‬ ‫شکل‬ ‫قابل‬ ‫اذهان‬ ‫در‬ ‫متعددی‬ ‫سواالت‬ ، ‫قبل‬ ‫مثال‬ ‫حل‬ ‫پی‬ ‫در‬:
1-‫غلظت‬ ‫چگونه‬(C)‫تغییرات‬ ‫با‬X‫کند‬ ‫می‬ ‫تغییر‬
2-‫تاثیرات‬u‫غلظت‬ ‫بر‬ ‫پایداری‬ ‫طبقات‬ ‫یا‬(C)‫است؟‬ ‫چه‬
3-......
‫شود‬ ‫بررسی‬ ‫شما‬ ‫سوی‬ ‫از‬ ‫ارائه‬ ‫قابل‬ ‫مهندسی‬ ‫متعدد‬ ‫کارهای‬ ‫راه‬ ‫به‬ ‫عنایت‬ ‫با‬ ‫مساله‬ ‫شاید‬ ‫و‬ ‫مطالعه‬ ‫ضرورت‬ ‫همواره‬ ‫که‬.‫ر‬ ‫این‬‫می‬ ‫کارها‬ ‫اه‬
‫ت‬ ‫مرتفع‬ ‫دودکش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ، ‫کمتری‬ ‫گوگرد‬ ‫حاوی‬ ‫سوخت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ، ‫توان‬ ‫نظر‬ ‫از‬ ‫کوچکتری‬ ‫نیرگاه‬ ‫مثال‬ ‫برای‬ ‫توانند‬‫ّی‬‫ت‬‫ح‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫ری‬
‫باشند‬ ‫اتمسفر‬ ‫به‬ ‫تخلیه‬ ‫و‬ ‫نشر‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫دودکش‬ ‫خروجی‬ ‫گازهای‬ ‫از‬ ‫سولفورزدایی‬ ‫روشهای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬.
)2.(
...
)( 2
2
e z
H
u
Q
xC
zy




Equation (5)
‫د‬ ‫ستون‬ ‫پیرایه‬ ‫مرکزی‬ ‫خط‬ ‫بر‬ ‫منطبق‬ ‫باد‬ ‫وزش‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫زمین‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫غلظت‬‫ود‬.
‫داشت‬ ‫خواهیم‬ ‫رو‬‫روبه‬ ‫شرایط‬ ‫اعمال‬ ‫با‬.Z = 0‫و‬y = 0

7. ‫صفحه‬4/D‫نمودار‬7.29‫است‬ ‫کرده‬ ‫رسم‬ ‫را‬ ‫پایداری‬ ‫طبقات‬ ‫با‬ ‫غلظت‬ ‫تغییرات‬.
‫های‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫اشاره‬ ‫با‬7.29‫صفحه‬4/D‫باالت‬ ‫باد‬ ‫وزش‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫اتمسفری‬ ‫طبقه‬ ‫ناپایدارترین‬ ‫همواره‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫مالحظه‬‫رین‬
‫توربوالنس‬ ‫واسته‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫آورد‬ ‫می‬ ‫وجود‬ ‫هب‬ ‫را‬ ‫غلظت‬ ‫اوج‬(‫آشفتگی‬)‫زمین‬ ‫به‬ ً‫ا‬‫سریع‬ ‫دود‬ ‫ستون‬ ‫پیرایه‬ ‫اتمسفر‬ ‫ناپایداری‬ ‫و‬‫باعث‬ ‫که‬ ‫رسد‬ ‫می‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫دودکش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫فاصله‬ ‫ترین‬ ‫کوتاه‬ ‫در‬ ‫اوجی‬.
‫های‬ ‫شکل‬ ‫به‬ ‫اشاره‬ ‫با‬7.29(a)‫صفحه‬4/D‫و‬ ‫ارتفاع‬ ‫نه‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫بیشتری‬ ‫اهمیت‬ ‫حائز‬ ‫دودکش‬ ‫موثر‬ ‫ارتفاع‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫مالحظه‬‫اقعی‬
‫باشد‬ ‫دودکش‬ ‫واقعی‬ ‫ارتفاع‬ ‫از‬ ‫بزرگتر‬ ‫حتی‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫مساوی‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫دود‬ ‫ستون‬ ‫خیزش‬ ‫البته‬ ‫و‬ ‫دودکش‬.
‫سادبری‬ ‫فلزات‬ ‫ذوب‬ ‫صنایع‬ ‫به‬ ‫متعلق‬ ‫جهان‬ ‫دودکش‬ ‫ترین‬ ‫مرتفع‬(Sudbury Smeltem)‫در‬Ontario‫واقعی‬ ‫ارتفاع‬ ‫با‬ ‫کانادا‬380
‫باشد‬ ‫می‬ ‫متر‬.
‫معادله‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬(5)‫پیشبین‬ ‫باد‬ ‫وزش‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫آالینده‬ ‫غلظت‬ ‫حداکثر‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫چگونه‬‫کرد؟‬ ‫ی‬
‫پاسخ‬)‫واحد‬ ‫با‬ ‫نرمالیزه‬ ‫غلظت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫و‬ ‫کامپیوتر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ّا‬‫م‬‫ا‬ ‫دشوار‬ ‫بسیار‬ ‫عددی‬ ‫حل‬ ‫با‬(1/m2)‫توسط‬ ‫که‬Turner‫صروت‬
‫معادله‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫غلظت‬ ‫حداکثر‬ ‫پذیرفت‬(6)‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫تخمین‬ ‫قابل‬.
)
.
(
max
max
Q
uc
u
Q
c  Equation (6)

8. ‫مثال‬)‫درنیروگاه‬1000 MW‫شکل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫قبلی‬7.30‫و‬ ‫بزنید‬ ‫تخمین‬ ‫را‬ ‫است‬ ‫حداکثر‬ ‫غلظت‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫را‬ ‫ای‬ ‫فاصله‬
‫کنید‬ ‫آورد‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫غلظت‬ ‫آن‬ ‫سپس‬.
‫پایداری‬ ‫طبقه‬C
Xmax = 4(km)
H = 300 (m)
)(105.1)
.
( 26
max
m
Q
uc 

)(198)(105.1
)(9.4
)(1047.6
3
26
8
max
m
gr
m
s
m
s
gr
c




 