A környezetszennyezés folyamatai anyagok migrációja

Hasonló dokumentumok
A környezetszennyezés folyamatai szennyezı anyagok migrációja

A környezetszennyezés folyamatai - migráció

Brockhauser Barbara, Deme Sándor, Hoffmann Lilla, Pázmándi Tamás, Szántó Péter MTA EK, SVL 2015/04/22

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

Feladatok az 5. hétre. Eredményekkel és teljesen kidolgozott megoldásokkal az 1,2,3.(a),(b),(c), 6.(a) feladatokra

Reológia Mérési technikák

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Radioaktív anyagok terjedése a. környezetben

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

A környezetszennyezés folyamatai 3) immisszió

Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

Művelettan 3 fejezete

Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Analitikus térgeometria

Szennyezıdésterjedés a környezetben

Matematikai alapok és valószínőségszámítás. Valószínőségi eloszlások Binomiális eloszlás

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

Fázisátalakulás Fázisátalakulások diffúziós (egyedi atomi mozgás) martenzites (kollektív atomi mozgás, diffúzió nélkül)

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Célok : Vízrendezés: védelmet nyújtani embernek, víznek, környezetnek Hasznosítás: víz adta lehetőségek kiaknázása

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.

A légfüggönyök alkalmazása üzemcsarnokok, hőtıházak kapuinál

Fluid-structure interaction (FSI)

DINAMIKAI VIZSGÁLAT OPERÁTOROS TARTOMÁNYBAN Dr. Aradi Petra, Dr. Niedermayer Péter: Rendszertechnika segédlet 1

Radioaktív anyagok terjedése a környezetben

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

2. (b) Hővezetési problémák. Utolsó módosítás: február25. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Készítette: Nagy Gábor (korábbi zh feladatok alapján) Kiadja: Nagy Gábor portál

17. Diffúzió vizsgálata

Radioaktív anyagok terjedése a környezetben

17. előadás: Vektorok a térben

A brachistochron probléma megoldása

Radioaktív anyagok terjedése a környezetben

Feladatok Differenciálegyenletek II. témakörhöz. 1. Határozzuk meg a következő elsőrendű lineáris differenciálegyenletek általános megoldását!

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

A mechanika alapjai. A pontszerű testek dinamikája

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

Baran Ágnes, Burai Pál, Noszály Csaba. Gyakorlat Differenciálegyenletek

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Reakciókinetika és katalízis

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Faanyagok modifikációja_06

2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

ELTE, Környezettudományi Doktori Iskola, Környezetfizika program MTA ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport

Vasbetonszerkezetek II. Vasbeton lemezek Rugalmas lemezelmélet

Hangintenzitás, hangnyomás

PONTSZÁM:S50p / p = 0. Név:. NEPTUN kód: ÜLŐHELY sorszám

TERMÉKSZIMULÁCIÓ. Dr. Kovács Zsolt. Végeselem módszer. Elıadó: egyetemi tanár. Termékszimuláció tantárgy 6. elıadás március 22.

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

A vízgyűjtő, mint a hidrogeográfiai vizsgálatok alapegysége Jellemző paraméterek. Az esésgörbe

FELVÉTELI VIZSGA, szeptember 12.

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

x = cos αx sin αy y = sin αx + cos αy 2. Mi a X/Y/Z tengely körüli forgatás transzformációs mátrixa 3D-ben?

Egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlőtlenségek Megoldások

Középfeszültségű gázszigetelésű kapcsolóberendezések villamos szilárdsági méretezése. Madarász Gy. - Márkus I.- Novák B.

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

A víz. Szerkesztette: Vizkievicz András

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. TRANSZPORTFOLYAMATOK biológiai rendszerekben.

A szigetközi MODFLOW modellezés verifikálása, paraméter optimalizálás izotóp-adatokkal

Egyenes és sík. Wettl Ferenc szeptember 29. Wettl Ferenc () Egyenes és sík szeptember / 15

f = n - F ELTE II. Fizikus 2005/2006 I. félév

5. fejezet. Differenciálegyenletek

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 1.(a) Rugalmas hullámok. Utolsó módosítás: szeptember 28. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Anyagmozgatás gépei. Raktározás

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Matematika III. harmadik előadás

Egyenes és sík. Wettl Ferenc Wettl Ferenc () Egyenes és sík / 16

Kutatói pályára felkészítı akadémiai ismeretek modul

A Föld középpontja felé szabadon eső test sebessége növekszik, azaz, a

Matematika A1. 8. feladatsor. Dierenciálás 2. Trigonometrikus függvények deriváltja. A láncszabály. 1. Határozzuk meg a dy/dx függvényt.

Radioaktív bomlási sor szimulációja

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Haladó mozgások A hely és a mozgás viszonylagos. A testek helyét, mozgását valamilyen vonatkoztatási ponthoz, vonatkoztatási rendszerhez képest adjuk

Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

BUDAPESTI MŐSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

KERÁMIATAN I. MISKOLCI EGYETEM. Mőszaki Anyagtudományi Kar Kerámia-és Szilikátmérnöki Tanszék. gyakorlati segédlet

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Matematika szintfelmérő dolgozat a 2018 nyarán felvettek részére augusztus

Átírás:

A környezetszennyezés folyamatai anyagok migráiója 9/1 Migráió homogén és heterogén környezeti rendszerekben Homogén rendszer: felszíni- és karsztvíz, atmoszféra Heterogén rendszer: talajvíz, kızetvíz, biológiai anyagok (élı szervezetek) t = A D R P S(t) Részfolyamatok: A advekió, D diffúzió, R reakió, P ülepedés S(t): idıben változó forrástag 1

A környezetszennyezés folyamatai - migráió A migráió dinamikus (idıben és térben is változó) vagy sztatikus (sak térben változó) átviteli folyamatot eredményezhet: 9/

A környezetszennyezés folyamatai - migráió A migráió modellezésének élja a szennyezı anyagok konentráióját jellemzı hely- és idıfüggés meghatározása. Idıben változó = dinamikus rendszereknél a terjedési differeniálegyenlet megoldása szükséges. Idıben [bizonyos idıtartamig] nem változó = sztatikus rendszernél elegendı a rendszer egyes (térben elkülönülı) elemei között fennálló konentráióarányok meghatározása. A sztatikus rendszerek általában heterogének. Az azonos paraméterekkel jellemezhetı rendszerelemek a rekeszek (kompartmentek) ez mind dinamikus, mind sztatikus rendszereknél alkalmazható egyszerősítés. 9/3 3

migráió homogén környezeti közegben - vízi rendszerek Felszíni- és karsztvizek soportosítása terjedési sajátosságaik szerint 4 alapmodell Folyók Rivers (hımérséklet, ágy geometriája, esés, térfogatáram, kapsolat a talajvízzel [intrusion], lebegı szennyezés összetétele és konentráiója) Torkolatok Estuaries (fentiek szalinitás, üledékképzıdés) Nyílt víz/nyílt part Open shores (tó, tenger, óeán ár-apály mozgások, stagnálás, hımérsékleti rétegzıdés) Tározók Small ponds (fentiek ki- és befolyás, vízhasználat) 9/4 4

migráió homogén vizekben 9/5 Szennyezés terjedése folyókban terjedési szakaszok: 1. fázis: kezdeti keveredési tartomány= a beömlési sebességvektor iránya különbözik a folyási sebesség vektorának irányától, az effluens és a befogadó közeg hımérséklete eltér: a beömléstıl 100 ágymélységnyi távolságra [near-field]. fázis: teljes keveredés tartománya= a szennyezés már együtt halad a folyóval, de még nem telt el elég idı reakiók végbemenetelére: beömléstıl 10-0 km-ig [full mixing] 3. fázis: hosszú távú keveredés tartománya = reakió és ülepedés jelentısen megváltoztathatja a szennyezés eloszlását [far-field] 5

migráió homogén vizekben Szennyezés terjedése folyókban migráiós diff. egyenlet a. fázisra 9/6 x: folyási irány, y: keresztirány, z: függıleges irány u (y): x irányú folyási sebesség, függ y-tól 6

7 A környezetszennyezés folyamatai migráió folyókban S(t) D A t = 9/7. terjedési fázis: Csak advekió és diffúzió ) * * * ( * 0 z D y D x D x u t z y x x = = Térben inhomogén, idıben staionárius eset: állandó forrástag, a konentráió idıben változatlan.

migráió folyókban Egyszerősítı feltételek a. terjedési fázisban: z irányban teljes keveredés; x irányban elhanyagolható a diffúzió (Darysebesség << u x ); 9/8 u x x = y ( D y y ) 8

migráió folyókban Hogyan integrálható a terjedési egyenlet? Terjedési egyenlet átírása térfogatáramra: Mindkét oldalt megszorozzuk h(y)-nal, a keresztirányú koordináta (y) függvényében változó ágymélységgel 9/9 u x *h(y)* x = y *[h(y)*d* ] y Egyszer differeniális térfogatáram-elem: dw dw= u x * h( y) * dy és w= w = Rész-térfogatáram [m 3 /s] y 0 u x * h* dy 9

migráió folyókban dy helyére dw-t helyettesítünk, és kifejezzük 9/10 x -et: x = w * D * u * h szokványos folyóknál további egyszerősítés: átlagos, térfogatárammal súlyozott diffúziós együttható * w ~ D 1 W W * D u h 0 dw innen x = ~ * w D 10

A differeniálegyenlet megoldása végeselem-módszerrel az alábbi alakra vezet: migráió folyókban 9/11 (x, w) Q = 1 * W n= 1 exp n π W ~ D x * os nπw W s * os nπw W Q = W 0 Q : az állandó mennyiségő szennyezés-effluens [mól/s] W: a folyó térfogatárama [m 3 /s] Alkalmazhatóság feltételei: - A szennyezés vonalszerően jut a folyóba x=0 és y=y s koordinátáknál (Ekkor a befolyási ponthoz w s rész-térfogatáram tartozik!!) - n a természetes számok sorozata - Nins kilépés a partokon és a talajvízbe 11

Terjedés folyókban 9/1 Az elızı számítási modell grafikus képe 1

migráió folyókban Bıvítés a 3. fázisban: Felületi reakió (adszorpió) lebegı anyagon 9/13 m L S ( ) R = K R * * α t VL * L K R : a szennyezı komponens egyensúlyi megoszlási hányadosa a szilárd (S) és a víz (L) közegek között [(mól/kg)/(mól/m 3 )] m,s /V: a szilárd (lebegı) anyag tömegkonentráiója a vízben [kg/m 3 ] α: a szorpió sebességi állandója (idıegység alatt megkötıdı mólok száma [mól/s] valószínőség jellegő!) 13

A migráió folyamatai dinamikus vagy sztatikus rendszer 9/14 Staionárius esetben: K R = S / L állandó Megoszlás két önmagában homogénnek tekintett kompartment között 14

migráió folyókban Néhány jellemzı adat: Folyási sebesség : 0.1 m/s Térfogatáram: Duna: 3000 6000 m 3 /s Sió: (eresztéskor) 0.1-4 m 3 /s 9/15 Diffúziós együttható: 0.5 5 10-9 m /s 15