Hệ thống công thức mô hình hóa môi trường

Khoa Môi trường và Tài nguyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH Hệ thống công thức MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG Bài tập 1: Đổi đơn vị cơ bản Các dạng đơn vị : Mass(M) Length(L) Time (T) 1ppm=10-6 1ppb=10-9 Đổi khối lượng nước 1Kg H2O= 1L H2O Đổi gần đúng từ L3 sang M 1Kg = 1L dung dịch Với 1 dung dịch loãng bất kỳ thì 1ppm=1mg/l Chuyển từ Mol sang V3 +Điều kiện chuẩn (0oC , 1atm) 1mol= 22.4L +Điều kiện bình thường (25oC, 1 atm) 1mol=24.8L Lưu ý: Tỷ lệ CO2 trong không khí là tỷ lệ về thể tích. Áp suất riêng phần: V1V2=P1P2 Các công thức thủy lực Tính lưu lượng Q=A.v Tính tải lượng L=Q.C Tính thông lượng J=L/A Tính thành phần Nito trong chất và hợp chất: A mg NH41L×14g N18gNH4 Công thức gộp dòng: Hai dòng A+B Lưu lượng Q=Q1+Q2 Tải lượng L=L1+L2 Nồng độ C=C1×Q1+C2×Q2Q1+Q2 Bài tập 2: Định luật Hendry Ở trạng thái cố định, nhiệt độ cố định: H=PaCw H: hằng số Hendry (atm.m3/ mol) Pa: Áp suất riêng phần của khí (atm) Cw: Nồng độ chất khí đó tan trong nước ( mol/m3) Định luật Hendry cho nồng độ: Hc=CaCw (không thứ nguyên) Ca: Nồng độ khí đó trong không khí (mol/m3) Hc Thực sự có đơn vị là LH2O/ Lkk Định luật khí lý tưởng: nV=PR.T suy ra Hc=HR.T Trong đó: R=8.31x105 atm. m3mol.K T (oK) Hằng số phân chia H2O-Octanol Kow=CoctCw Hằng số phân chia rắn nước Kp=CsCw Cs: nồng độ chất trong chất rắn(mg/Kg) Cw: nồng độ chất trong nước(mg/L) Kp: hệ số phân chia rắn, nước (L/Kg) Công thức tính Kp: Kp=fOC.KOC Trong đó: +Koc: Hệ số phân chia carbon hữu cơ và nước (L/kg rắn) +foc: Thành phần carbon hữu cơ trong chất rắn (gCarbon/g Rắn) Bài tập 3: Động học phản ứng Phản ứng bậc 0 C=Co-kt Phản ứng bậc 1 lnC=lnCo±kt C=C0e±kt Thời gian bán hủy phản ứng bậc 1: K=0.693t12 Phản ứng bậc 2: 1/C=1/Co+ kt Mô hình khuếch tán, lan truyền và phân hủy chất ô nhiễm trên sông Nồng độ tại điểm X ở thời điểm t: Cx,t=M0wd4πEtexp⁡(-x24Et) Nồng độ lớn nhất tại vị trí x=0 C0,t=M0wd4πEt Với ϭ=2πEt 2 ϭ: khoảng cách từ điểm gốc\ 4 ϭ Độ dài vệch loang Phương trình lan truyền chất ô nhiễm Cx,t=Mwd4πEtexp⁡(-(x-vt)24Et) Nếu có thêm sự phân hủy Cx,t=Mwd4πEtexp⁡(-(x-vt)24Et-kt) Vị trí có nồng độ cao nhất dịch chuyển cùng tốc độ với dòng nước. Ước lượng hệ số khuếch tán E=0.011v2.w2d.g.d.S Với: V(m/s) S: độ dốc dòng (-) G: 9.81 (m/s2) Phân hủy: L: lượng chất HC tương đương (mgO2/L) Lo: là lượng chất ban đầu (mgO2/L) Phân hủy CHC là phản ứng bậc 1 C=C0.exp(-kt) K: hằng số tốc độ phân hủy Hàm lượng chất hữu cơ sau năm ngày L5=L0exp(-k.d.5 ngày) Lượng chất HC mấtt đi sau 5 ngày BOD5=L0-L5 BODtổng: Nhu cầu Oxi để phân hủy hết hoàn toàn CHC=L0 BOD5BOD0=1-exp⁡(-k.t.5 ngày) Ở 250C, 1atm thì H=769.2 atm.L/mol Độ thiếu hụt Oxi D=DOsat-DOt D=D0exp(-ka.t) Ka: hằng số vận tốc khuếch tán oxi vòa nước Công thức O’Connor-Dobbin ở 20oC Ka=3.93×u0.5H1.5 Trong đó: u(m/s) là vận tốc dòng chảy H(m) là độ sâu trung bình dòng chảy Phương trình Arenius KaT2=KaT1.θ(T2-T1) Hằng số Arrenis θ=1.024 Kd θ=1.048 (có thể thay đổi) Phương trình streeter Phelp D=D0exp-Kaxu+ kdL0Ka-Kdexp-Kdxu-exp-Kaxu Xác định vị trí có Oxi thấp nhất: DOmin=DOsat-Dmax Dmax Dc=kdL0Kaexp-Kdxcu Là vị trí có D lớn nhất xc=uKa-Kd×ln⁡KaKd1-DoLo×(Ka-Kd)Kd