TransPortasi,Dispersi dan Polutan udara

Arah angin

            Arah awal transportasi polutan dari sumber mereka adalah mencegah ditambang oleh arah angin pada sumbernya. Konsentrasi polutan udara dari sumber titik yang mungkin lebih sensitif terhadap arah angin dari yang lain parameter. Jika angin bertiup langsung menuju reseptor (lokasi menerima polutan diangkut), pergeseran arah sesedikit 5 ° (yang akurasi perkiraan pengukuran arah angin) menyebabkan konsentrasi tions di reseptor untuk menjatuhkan sekitar 10% di bawah kondisi yang tidak stabil, sekitar 50% dalam kondisi netral, dan sekitar 90% di bawah kondisi yang stabil. Itu arah transportasi membanggakan sangat penting dalam penilaian dampak sumber di mana ada reseptor sensitif atau dua atau lebih sumber dan mencoba untuk  menilai kinerja model melalui perbandingan udara yang diukur berkualitas dengan perkiraan Model.

Kecepatan angin

Kecepatan angin umumnya meningkat dengan ketinggian. Sejumlah ekspresi menggambarkan variasi kecepatan angin di lapisan batas permukaan.

Pada dasarnya ada dua penyebab yang berbeda dari pusaran yang bergolak. Eddies diatur dalam gerak melalui udara benda bergerak melewati adalah hasil dari turbulensi mekanis. Bidang superheated udara naik dari bumi permukaan dipanaskan, dan keturunan lambat dari porsi yang lebih besar dari suasana sekitarnya ini lebih cepat parsel meningkat, menghasilkan turbulensi termal. Ukuran dan, karenanya, skala pusaran yang disebabkan oleh turbulensi termal lebih besar daripada pusaran yang disebabkan oleh turbulensi mekanis.

Estimasi Konsentrasi Dari Sumber Poin

Kerangka utama persamaan empiris yang membentuk dasar untuk memperkirakan konsentrasi dari sumber titik yang sering disebut sebagai Model membanggakan Gaussian. Mempekerjakan sistem sumbu tiga dimensi bawah angin, crosswind, dan vertikal dengan asal di tanah, diasumsikan bahwa konsentrasi dari segumpal terus memancarkan sebanding dengan tingkat emisi, bahwa konsentrasi ini diencerkan oleh angin pada titik emisi pada tingkat berbanding terbalik dengan kecepatan angin, dan bahwa waktu rata-rata (sekitar 1 jam) konsentrasi polutan crosswind dan vertikal dekat sumber baik dijelaskan oleh Gaussian atau normal (bell-berbentuk) distributions. Standar deviasi konsentrasi membanggakan di kedua arah secara empiris terkait dengan tingkat turbulensi di atmos- yang meningkat dengan jarak dari sumber.

A. Gaussian Persamaan

Ketiga persamaan Gaussian (21,2 melalui 21,4) didasarkan pada laya- nan sebuah Skema dinate dengan asal di tanah, x melawan arah angin dari sumber, y crosswind, dan z vertikal. Distribusi vertikal biasa di dekat sumber adalah dimodifikasi pada jarak melawan arah angin yang lebih besar oleh eddy refleksi di tanah dan, ketika ketinggian pencampuran rendah, dengan refleksi eddy di ketinggian pencampuran. Eddy refleksi mengacu pada gerakan kaki (refleksi) dari pusaran melingkar udara dari permukaan bumi, karena mereka tidak dapat menembus permukaan itu. Menyeberang bagian dalam horisontal dan vertikal di dua jarak melawan arah angin melalui segumpal dari sumber 20-m-tinggi dengan tambahan 20 m dari kenaikan membanggakan (untuk menghasilkan 40-m efektif)

Untuk nilai-nilai σz besar, refleksi eddy telah terjadi berulang kali baik di tanah dan pada ketinggian pencampuran, sehingga hamparan vertikal plume telah seragam dicampur melalui tinggi pencampuran, yaitu, 1 / L. Untuk kondisi tidak stabil atau netral, di mana σz kurang dari 1.6L, menggunakan fol- yang persamaan melenguh asalkan kedua H dan z kurang dari L:

                      χ Q (1 / u) {g /[(2π)0.5 σ]} {g /[(2π)0.5 σ]} (21,4)

B. Alternatif Sistem Koordinat untuk Gaussian Persamaan

            Untuk memperkirakan konsentrasi dari lebih dari satu sumber, akan lebih mudah menggunakan koordinat peta untuk lokasi. Gifford [4] telah menunjukkan bahwa dihasilkan konsentrasi dihitung adalah sama apakah sumbu sebelumnya Sistem yang digunakan atau apakah asal ditempatkan di tanah di bawah reseptor, dengan sumbu x berorientasi melawan angin, sumbu z tersisa vertikal, dan yang crosswind y-axis.  Sistem sumbu terakhir adalah nyaman dalam menilai konsentrasi total pada reseptor dari lebih dari satu sumber asalkan arah angin bisa diasumsikan sama atas wilayah yang mengandung reseptor dan sumber bunga.

            Hay dan Pasquill [5] dan Cramer [6, 7] telah menyarankan penggunaan fluktuasi statistik tion dari sistem angin tetap untuk memperkirakan taking dispersi menempatkan dalam bulu polutan lebih kali rilis terbatas. Persamaan yang digunakan untuk menghitung varians dari bantalan (azimut) dari titik pelepasan partikel, σ, di lokasi melawan arah angin tertentu

Penyebaran dapat didekati dari convential arah angin jejak. Metode yang diusulkan oleh Smith [2] dan Singer dan Smith [10] menggunakan klasifikasi dari jejak arah angin untuk menentukan karakteristik turbulensi dari atmosfer, yang kemudian digunakan untuk menyimpulkan dispersi

Pasquill [11] menganjurkan penggunaan pengukuran fluktuasi untuk dispersi perkiraan tetapi disediakan skema untuk digunakan dengan tidak adanya kemungkinan-langkah khusus penguku- struktur angin, jelas ada kebutuhan untuk perkiraan luas dispersi dalam hal data meteorologi rutin. Elemen pertama adalah skema yang meliputi efek penting dari stratifikasi termal untuk menghasilkan kategori stabilitas. Parameter yang diperlukan untuk skema terdiri kecepatan angin, insolation, dan kekeruhan, yang pada dasarnya diperoleh dari pengamatan rutin

Memperkirakan Konsentrasi dari Point Sumber

Pasquills parameter dispersi disajikan kembali dalam hal σy dan σz oleh Gifford [14, 15] untuk memungkinkan penggunaannya dalam persamaan membanggakan Gaussian  Estimasi lainnya dari σ dan σ oleh Briggs untuk dua situasi yang berbeda, perkotan dan pedesaan, untuk setiap kelas stabilitas Pasquill, sebagai fungsi dari jarak antara sumber dan reseptor.

Transportasi dan Penyebaran Polutan Udara yang memverifikasi bahwa, ke terdekat 20 m, maksimal adalah pada 0,28 km. Konsentrasi yang diperoleh dari persamaan ini adalah sama dengan yang diperoleh dari persamaan pendekatan untuk maksimal..

             Sudut elevasi, dan melalui σ pengolahan data yang tepat, dapat diukur dengan bivane sebuah (baling-baling yang berputar sehingga dapat bergerak vertikal serta sebagai horisontal). Bivanes memerlukan sering pemeliharaan dan kalibrasi dan dipengaruhi oleh curah hujan dan pembentukan embun. Oleh karena itu A bivane adalah lebih instrumen penelitian dari satu operasional. Fluktuasi vertikal dapat diukur dengan merasakan kecepatan vertikal w dan menghitung σw dari Output dari anemometer baling-baling yang terpasang pada poros vertikal. Instrumen yang ment harus ditempatkan jauh dari instrumentasi lainnya dan baling-baling sumbu hati-hati selaras menjadi vertikal. Spesifikasi sensor ini adalah sama dengan sensor angin. Karena alat ini sering akan beroperasi dekat ambang batas yang lebih rendah dan karena sudut elevasi dari vektor angin kecil, sehingga baling-baling akan beroperasi pada sudut yaw di mana ia memiliki akurasi paling tidak, metode ini mengukur kecepatan vertikal tidak mungkin seakurat pengukuran fluktuasi horisontal.

Tambahan pengukuran dekat permukaan juga mungkin diperlukan untuk mendukung jumlah dihitung seperti jumlah Richardson massal (kestabilan parameter):

Pemodelan dan Prediksi Pencemaran Udara

Pemodelan dan prediksi pencemaran udara membantu dalam perencanaan dan pembangunan fasilitas tanpa merusak lingkungan, dengan memperhitungkan tipe atau sumber pencemaran, jenis polutan, proses tranformasi serta waktu dan jarak yang mungkin dapat terjadi pencemaran. Pada pemodelan dalam bentuk sederhana dibutuhkan dua data input, yaitu kondisi pada sumber dan data cuaca atau iklim, sementara pada pemodelan dengan spesifik model membutuhkan beberapa data.

Plume Rise, yaitu tingkat kenaikan kepulan gas buangan. Tingkat kenaikan ini dapat dihitung dengan memperhitungkan antara lain, tingkat penurunan gas buangan, tingkat daya apung gas baik dalam kondisi tidak stabil ataupun netral, tingkat kestabilan gas buangan, tingkat kenaikan gas secara bertahap, momentum daya apung gas, dan tingkat konsentrasi gas terhadap fungsi dari kecepatan angin dan stabilitasnya.

Teknik pemodelan, dalam memodelkan pencemaran udara aspek yang sangat berpengaruh adalah kondisi cuaca. Kondisi cuaca sendiri terbagi kedalam 5 kelas, dimana kelas A, B, dan C berkisar pada kecepatan angina 1,5-2,0 m/detik, untuk kelas D pada 2,5 m/detik dan untuk kelas E dan F 3,5 m/detik. Beberapa cara dalam pemodelan ini yaitu adalah:

A.        Box Model

Pemodelan pada suatu ruangan atau boks dengan 2 metode, yang pertama dengan mengasumsikan kondisi pencemar steady-state atau tidak berubah konsentrasi pada jarak serta tidak terpengaruh kecepatan angin, untuk metode yang lainnya yaitu dengan memperhitungkan perubahan konsentrasi yang terjadi akibat adanya angin yang mendispersi gas pencemar.

B.        Hipotesa daya apung terbatas

Dengan mengasumsikan bahwa konsentrasi pada reseptor terpengaruh oleh perbedaan jarak tanpa adanya proses pencampuran.

C.        Model gradient transport

Model ini mengasumsikan bahwa konsentrasi gas buangan setara atau seimbang dengan nilai gradient pada perbedaan tinggi tertentu dengan nilai K atau Koefisien yang telah ditentukan. Pada model ini, proses difusi secara horizontal diabaikan namun terdapat variasi perbedaan pada proses difusi secara vertical.

D.        Model Trajectory

Model ini memperhitungkan kondisi angin yang ada, reaksi yang dapat terjadi sehingga dapat menghitung konsentrasi pada perbedaan jarak dan tinggi pada arah yang dapat disesuaikan.

Dalam pemodelan pencemaran non reaktif, terdapat beberapa faktor yang cukup berpengaruh yang dapat berupa beberapa kondisi antara lain : kondisi konsentrasi tahunan atau musiman, Sumber tunggal dengan efek jangka pendek, Sumber lebih dari satu atau sumber berupa luasan, akumulasi polutan, dispersi yang terjadi di sumber akibat air, dispersi ketika melalui kondisi morfologi yang kompleks. Untuk pemodelan dengan polutan yang bertransformasi ada beberapa faktor yang mempengaruhinya yaitu : Jumlah timbulan kepulan asap, transformasi dalam skala perkotaan, dan transformasi dalam skala regional.

Pemodelan pencemaran udara, dalam memodelkan pencemaran yang terjadi perlu diperhatikan beberapa aspek, yaitu kebutuhan apa yang diperlukan untul memodelkan, bentuk fisik lokasi, kondisi system dalam pemodelan baik isolasi, tertutup ataupun terbuka, proses dispersi yang dapat terjadi, proses fotokimia, model reseptor, dan model pada gas yang bersifat toksik.

Model kinerja, akurasi, dan pemanfaatan :

a.         Metodologi Menilai Kinerja Model

Dalam mengukur kinerja model pada pemodelan ini, dapat menggunakan hitungan persamaan statistika dengan memperhitungkan seberapa besar nilai kemelencengannya atau simpangan bakunya terhadap beberapa model yang ada dalam menilai keefektifannya. 

b.         Kinerja sumber single model

Pada pemodelan dengan sumber tunggal / single hal yang berpengaruh adalah perubahan arah angin yang menyebabkan variasi kenaikan kepulan asap dalam suatu waktu. Hal yang sangat diperhatikan dalam model sumber single adalah perkiraan distribusi frekuensi kumulatif pada konsentrasi yang telah diukur pada lokasi yang diteliti.

c.         Kinerja model perkotaan dengan polutan reaktif

Pada model ini, hasil yang didapat sangat lah bervariasi karena kondisi perkotaan yang sangatlah tidak stabil sehingga dilakukan penyederhanaan dalam memodelkannya, pada model ini juga digunakan koefisien untuk masing-masing jenis polutan gas pencemar.

d.         Kinerja model fotokimia

Dengan model fotokimia, dapat memperkirakan seberapa besarnya konsentrasi, waktu serta lokasi akibat terjadinya proses fotokimia. Model ini  memberikan perkiraan baik berupa spasial ataupun temporal.

e.         Pemanfaatan model

Dalam penggunaan persamaan pemodelan ini, perlu adanya pertimbangan dalam memilih model yang sesuai dengan kondisi yang ada di lapangan seperti jenis sumber, kondisi daerah dan proses yang mungkin dapat terjadi, sehingga didapatkannya hasil yang efektif sesuai dengan kinerja pada masing – masing model.

f.          Pemodelan sebagai suatu persyaratan dalam regulasi

Aplikasi pemodelan ini telah dijadikan sebagai suatu syarat dalam proses pembangunan di Amerika Serikat, hal ini ditujukan untuk mengetahui seberapa besar dampak yang mungkin akan ditimbulkan terhadap lingkungan sehingga memudahkan untuk menjatuhi keputusan tentang perizinan pembangunan tersebut. 

Klimatologi Polusi Udara

Klimatologi mengacu pada kondisi rata-rata meteorologi yang ada dalam beberapa tahun. Klimatologi polusi udara melibatkan variabel meteorologi yang sangat berpengaruh pada polusi udara, sederhananya hal ini adalah interpretasi data polusi udara dari pandangan meteorologi.

Data meteorology biasa tercatat dalam setiap jam, namun ada pula yang tercatat sekali sehari. Data ini biasanya terdiri dari suhu dan curah hujan, hal ini cukup sulit dalam analisis polusi udara karena data angin yang umumnya kurang. Data angin biasanya didapat dari perusahaan industri ataupun komersial, ketersediaan data ini didapatkan dengan mengontak pada setiap pengolektor data.

Keakuratan dalam klimatologi polusi udara merupakan sejauh mana parameter tertentu yang diukur dengan instrumensi berlokasi sedemikian rupa dan dengan sensitivitas serta akurasi sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Parameter seperti angin yang sangat bervariasi bergantung pada ketinggiannya harus dilakukan pengukuran berulang dengan berdasarkan batas-batas ketinggian tertentu.

Frekuensi stagnasi atmosfer. Saat gradient tekanan permukaan melemah, angin pada lapisan yang lebih rendah juga kecil, serta tekanan tinggi yang tertutup masuk kedalam sistem, hal ini berpotensi untuk menjadikan penumpukan konsentrasi polusi udara. Hal ini berlaku terutama jika sistem bergerak lambat dengan angin yang bertiup kecil selama beberapa hari.  

Ventilasi klimatologi, hal ini menunjukan mengenai inversi frekuensi yang ditentukan dengan data dari studi radiosonde, studi dilakukan dengan berdasarkan presentase inversi frekuensi pada empat musim selama beberapa tahun dengan kondisi yang berbeda-beda pada periode waktu yang berbeda.

Angin dan penaikan polusi, Disebabkan oleh angin yang berpola, lebih mudah dalam menafsirkan dan memvisualisasikan frekuensi aliran angin, frekuensi angin untuk setiap arah berorientasi sesuai dengan azimut arah itu sendiri. Semakin besar total frekuensi untuk kearah itu, maka semakin besar frekuensi untuk setiap stabilitasnya.