TEHNOLOGIJA ATMOSFERSKOG RASPRŠAVANJA NEČISTOĆA
Ako
se uklanjanje vazdušnih nečistoća ne može vršiti na izvoru, tj. ako je njihovo uklanjanje,
bilo fizičkim, bilo hemijskim načinom skupo, tada se koristi metod raspršavanja (disperzije)
nečistoća u atmosferu. U prošlosti je ovaj način najviše korišten, tj. gasovite vazdušne nečistoće
sa česticama koje nastaju prilikom različitih sagorjevanja odvode se u atmosferu, a samim tim su
dovodile do porasta njene zagađenosti.Nagli razvoj industrije, koji je vodio ka sve većem
porastu problema zagađenja atmosfere, podstakao je istraživače i tehnologe da preispitaju i bolje
prouče upotrebu dimnjaka i oblast koju oni intenzivno zagađuju nečistoćama koje odaju.To
proučavanje dovelo je do tzv.
tehnologije atmosferskog raspršavanja
.
Tehnologije atmosferskog raspršavanja
zasnovana je na poznavanju meteorologije i treba da
obezbjedi dovoljan broj podataka u vezi sa očekivanim zagađenjem, posebno, ako postoji
mogućnost zagađenja prizemnih slojeva, što je od posebne važnosti za konstruktore dimnjaka i
izbor njihovog mjesta postavljanja.Zahtjeve za raspršavanjem vazdušnih nečistoća prirodnim
putem nemoguće je uvijek postići sa zadovoljavajućim stepenom sigurnosti.
Osnove meteorologije i raspršavanje nečistoća
Poznavanje
meteorologije, kao nauke o fizičkim i hemijskim osobinama atmosfere i o
vremenskim pojavama u vezi sa njom, neophodno je u vezi sa proučavanjem i rješavanjem
problema vazdušnog zagađenja.U ovom slučaju važno je poznavanje tzv. mikro-meteorologije,
tj. meteorologije jedne manje oblasti u okolini dimnjaka.
Strujanja vazduha kao što je npr. vjetar, samo su jedan od faktora koji utiču na raspršavanje
vazdušnih nečistoća.Vazdušna strujanja, kako u horizontalnom tako i u vertikalnom pravcu, od
osnovnog sz značaja za raspršavanje nečistoća, a ona su određena i uslovljena stabilnošću
atmosferskih slojeva.
Transport vazdušnih nečistoća koji se obavlja u atmosferi možemo podjeliti na vertikalni i
horizontalni, a kombinacija navedenih dovodi do transporta nečistoća u raznim
pravcima.Transport vazdušnih nečistoća zavisi od stabilnosti atmosfere, koja je određena poljem
termodinamičkih veličina.
Promjena temperature sa promjenom visine važan faktor za obavljanje transporta nečistoća u
vertikalnom pravcu.Stabilnost atmosfere izražava se na osnovu olakšavanja ili otežavanja
strujanja vazdušnih masa u vertikalnom pravcu ili niže, a na čemu se zasniva mogućnost
vertikalnog transporta vazdušnih nečistoća.Pri strujanju vazdušnih masa vertikalno naviše u
većini slučajeva dolazi do povećanja njihove zapremine, tj. do širenja i hlađenja.
Pri adijabatskim stanjima
(nema izmjene toplote između vazdušnih masa i okoline), pad
temperature ili tzv. stepen hlađenja je približno 1
0
C (0,98
0
C), na svakih 100 m porasta visine.Ta
promjena nazvana je adijabatska promjena ili suva adijabatska promjena (vazduh bez sadržaja
vode, tj. vlage).Poređenjem stvarne promjene temperature sa promjenom visine u atmosferi, sa
adijabatskom promjenom temperature određuju se različiti slučajevi atmosferske stabilnosti.Na
slici su prikazane osnovne promjene na osnovu kojih se definiše stabilnost atmosfere.
Karakteristične promjene temperature sa promjenom visine na osnovu kojih se određuje
stabilnost atmosfere
Nestabilna ili iznadadijabatska stanja
su kada temperatura opada u atmosferi (analiziraju se
niži slojevi troposfere) sa povećanjem udaljenosti od Zemlje više od 1
0
C/100 m.Takvo stanje je
u opštem slučaju pri vedrim sunčanim danima i tada se dešavaju intenzivna vazdušna strujanja,
pri čemu se vazdušne mase kreću naviše sa težnjom stalnog porasta visine.Pri ovom stanju
vazdušne nečistoće koje napuštaju dimnjak bivaju raspršene pod velikim uglom pri čemu na
pojedinim mjestima dolazi i do njihovog dodira sa zemljom i objektima u okolini dimnjaka.
Stabilna ili ispodadijabatska stanja
su kada je pad temperature sa porastom visine manji od
1
0
C/100 m.Pri ovakvom stanju, vazdušne mase kreću se naviše sa tendencijom vraćanja u
prvobitni položaj tj. kreću se gore-dole.Pri takvom kretanju nečistoće iz dimnjaka bivaju nošene
vazdušnim masama do određene visine, a zatim raspršene horizontalno.Obično to dovodi do
male koncentracije nečistoća pri zemlji u okolini dimnjaka, mada može doći i do zadržavanja
nečistoća u većim koncentracijama, ali na velikim udaljenostima od dimnjaka.Stabilno vrijeme
je obično u mirnim vremenskim periodima u toku noći.
Može se dogoditi i da je promjena temperature sa visinom jednaka adijabatskoj promjeni.Takvo
stanje je u opštem slučaju u periodu jakih vjetrova i sa puno oblaka.Pri takvom stanju nema
težnje ka strujanju vazdušnih masa u vertikalnom pravcu bilo naviše ili niže, tako da su
vertikalna vazdušna strujanja zanemarljiva.
Obično se pod stabilnim stanjem podrazumjeva ispodadijabatsko stanje, međutim, i u nekim
drugim slučajevima atmosfera može biti stabilna.To su slučajevi kada u određenom vazdušnom
sloju temperatura raste sa porastom visine.Promjena pri kojoj temperatura raste sa porastom
visine, naziva se obrnuta ili inverzna promjena, a vazdušni sloj u kome se to događa inverzni
sloj.
Inverzni slojevi
suprostavljaju se bilo kakvom vertikalnom vazdušnom strujanju, a ujedno
predstavljaju i prepreku raspršavanju vazdušnih nečistoća u vertikalnom pravcu.
Ovi slojevi mogu se formirati na različitim visinama i na više različitih načina:
-
kao tzv. površinska inverzija ili inverzija usljed zračenja (Zemlja odaje toplotu
zračenjem).Inverzni sloj nastaje noću usljed bržeg hlađenja zemlje od vazduha, što
uslovljava da je vazduh u blizini zemlje hladniji od onog na većoj udaljenosti od
nje.Slojevi magle u dolinama u jutarnjim časovima, primjer su površinske inverzije,
