Рассеивание загрязнителей в различных средах

Способы выпуска загрязненных сточных вод в водоемы:

• сосредоточенные в одной точке;

• рассеивающие (выпуск разбит на большое число струй).

По размещению выбросов в водоеме различают: _ поверхностные (на водную поверхность);

• прибрежные (сброс на берег водоема);

• подводные (в толщу водоемов), вынесенные на значительные рас­стояния от берега водоема.

Наименее вреден подводный рассеивающий выпуск вдали от берега, по­скольку он обеспечивает быстрое перемешивание жидких загрязнителей в водоеме с резким снижением концентраций загрязнителей в единице I объема воды (1 м³, 1 км³).

2. Метод рассеивания (молекулярная диффузия) в атмосфере и водной среде — рассеивание загрязнителей за счет молекулярной диффузии.

Диффузия — это самопроизвольный процесс переноса вещества за счет колебательных движений атомов, молекул, ионов и коллоидных час­тиц в газах, жидкостях и твердых веществах. Такой перенос (в той или иной среде или между средами) всегда направлен от большей к меньшей концентрации вещества.

В атмосфере и в воде рассеивание загрязнителей идет более интен­сивно как за счет высокой подвижности молекул в среде (высокой ско­рости диффузии), так и за счет постоянного механического движения самой среды, что создает хорошие условия для перемешивания веществ.

2. Метод "диффузии в почве и донных отложениях (осадках)". Почва и осадки на дне водоемов не являются истинными твердыми средами, т. к. часто содержат воду, поэтому в них невозможно ни чисто механическое перемешивание между твердыми частицами, ни постоянная взаимная диффузия между твердыми частицами. Рассеивание загрязнителя здесь возможно только путем диффузии через воду как среду-переносчик.

3. Метод "рассеивания загрязнителей из дымовых труб". Рассеивание выходящих из труб газов в атмосфере зависит от аэродинамики самых нижних частей атмосферы. Поэтому рассеивание загрязнителей идет бо­лее интенсивно в солнечные дни, когда поверхность суши и воздух в приземных слоях теплее воздуха более высоких слоев атмосферы. При этом дым из труб быстро возносится вверх восходящими потоками более теплого воздуха. Такое рассеивание с перемешиванием называется "вос­ходящим", или "турбулентным".

При рассеивании загрязнителей через трубы максимальная концен­трация загрязнителей в атмосфере наблюдается на расстоянии, равном 10—30 высотам трубы. Однако если температура выбрасываемого газа или аэрозоля значительно выше температуры окружающего воздуха, то над трубой стоит восходящий нерассеянный столб дыма. В этом случае вме­сто физической высоты трубы для определения рассеивания дыма берут эффективную высоту, т. е. сумму высоты трубы и высоты нерассеянного столба дыма.

Рассеивание загрязнителей дымовыми трубами эффективно при дос­таточно большой высоте труб на возвышенных местах, господствующих над прилегающей местностью, при значительной разнице температур приземного воздуха и высоких слоев воздуха.

В противном случае часто происходит размыв струи дыма у поверхности земли, подсос дыма в низины или в их пространства между зданиями, возникают застои загрязнителей в складках местности.

4. Метод "турбулентной диффузии в водной среде". Это самопроиз­вольные перемещения жидких загрязнителей и уменьшения их концен­трации. Концентрация загрязнителя в реке определяется выражением:

где С — концентрация загрязнителя;

А — количество поступающего загрязнителя в единицу времени;

Q — расход воды реки в единицу времени;

В — фоновая концентрация загрязнителя в воде до начала измерения.

5. Метод "межфазового переноса загрязнителя в системе "атмосфера - вода". Водные объекты занимают более 70% поверхности земли, поэтому перенос загрязнителей из атмосферы в воду и наоборот имеет очень большое значение в распределении загрязнителей в окружающей среде.