la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio
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DEPOSIZIONE SECCA ED UMIDA E PROCESSI DI TRASFORMAZIONE CHIMICA Fig.8.6: rapporto di dilavamento in funzione dell’intesità delle precipitazioni e del diametro delle gocce di pioggia per il particolato (da Sehemel, 1980). Dato che il flusso totale di inquinante alla superficie deve essere pari alla perdita di massa del pennacchio, ipotizzando che Λ sia indipendente dal tempo e dalla posizione (cosa che spesso può essere ritenuta vera per distanze sottovento non superiori a 30 km), si ha che: Questa relazione comporta che: evidenziando il fatto che l’effetto complessivo della deposizione umida sulla dispersione di un pennacchio può essere simulato da un termine di sorgente variabile con la distanza sottovento e con la velocità media del vento, cioè con il tempo di volo di una particella di inquinante. Ciò equivale ad affermare che la deposizione umida può essere modellizzata col metodo “source depletion” (come illustrato nel caso della deposizione secca) in cui il termine di sorgente è dato dalla (8.36). Da tale relazione è immediato constatare che: Perché sia possibile impiegare il modello source depletion per descrivere l’impoverimento di un pennacchio a causa della deposizione umida ed il relativo flusso al suolo, è necessario determinare il rapporto di dilavamentoΛ. McMahon e Denison (1979) hanno individuato per Λ una relazione del tipo: dove J 0 è l’intensità delle precipitazioni (mm•h -1 ) e λ è il coefficiente di scavenging che dipende sia dalle caratteristiche dell’inquinante (solubilità e reattività per i gas e distribuzione granulometrica per le particelle) che dalla natura delle precipitazioni (pioggia, neve, ecc.). Tab.8.5: alcuni valori per il coefficiente di scavenging. In Tab.8.5 sono raccolti alcuni valori di λ in presenza di pioggia.Tali valori si riducono a 1/3 in presenza di neve. 381
DEPOSIZIONE SECCA ED UMIDA E PROCESSI DI TRASFORMAZIONE CHIMICA 8.1.2.2 Rapporto di washout Un approccio alternativo per la stima della deposizione umida assume un equilibrio nella ripartizione dell’inquinante nella fase liquida e nella fase gassosa. Ciò significa ipotizzare l’esistenza e la costanza del rapporto di washout definito come: dove C 0 e K 0 sono rispettivamente la concentrazione (g•m -3 ) di inquinante in aria e nella pioggia. Si ha quindi che il flusso di deposizione umida in questo caso risulta pari a: dove J 0 è l’intensità della pioggia, che è conveniente esprimere in (m•s -1 ). Da questa relazione si nota immediatamente come sia definibile, in analogia con la deposizione secca, una velocità di deposizione umida v w , data da: che normalmente è di due ordini di grandezza superiore ai tipici valori di velocità di deposizione secca.Anche in questo caso è necessario fornire alcuni valori tipici del rapporto di washout W r . In Tab.8.6 sono raccolti alcuni valori rilevati per particolato e per alcuni gas reattivi. Tab.8.6: alcuni valori per il coefficiente di washout. Tab.8.7: alcuni valori per la costante di Henry. Per i gas non reattivi generalmente si raggiunge l’equilibrio tra la fase gassosa e la fase liquida. In questo caso il rapporto di washout può essere dato dalla relazione seguente: W z = 1/H dove H è la costante della legge di Henry; in Tab.8.7 sono riportati i valori di H per alcuni gas di interesse. 382 8.1.2.3 Introduzione della deposizione umida nei modelli stazionari Il metodo usato più frequentemente dai modelli stazionari per tener conto della deposizione umida è quello di considerare il rapporto di dilavamento Λ come parametro caratteristico dell’intero processo di impoverimento del pennacchio.
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DEPOSIZIONE SECCA ED UMIDA E PROCESSI DI TRASFORMAZIONE CHIMICA<br />
Fig.8.6: rapporto di di<strong>la</strong>vamento in funzione<br />
dell’intesità delle precipitazioni e del diametro<br />
delle gocce di pioggia per il partico<strong>la</strong>to<br />
(da Sehemel, 1980).<br />
Dato che il flusso totale di inquinante al<strong>la</strong> superficie deve essere pari al<strong>la</strong> perdita di<br />
massa del pennacchio, ipotizzando che Λ sia indipendente dal tempo e dal<strong>la</strong> posizione<br />
(cosa che spesso può essere ritenuta vera per distanze sottovento non superiori<br />
a 30 km), si ha che:<br />
Questa re<strong>la</strong>zione comporta che:<br />
evidenziando il fatto che l’effetto complessivo del<strong>la</strong> deposizione umida sul<strong>la</strong> <strong>dispersione</strong><br />
di un pennacchio può essere simu<strong>la</strong>to da un termine di sorgente variabile<br />
con <strong>la</strong> distanza sottovento e con <strong>la</strong> velocità media del vento, cioè con il tempo di<br />
volo di una particel<strong>la</strong> di inquinante. Ciò equivale ad affermare che <strong>la</strong> deposizione<br />
umida può essere modellizzata col metodo “source depletion” (come illustrato nel<br />
caso del<strong>la</strong> deposizione secca) in cui il termine di sorgente è dato dal<strong>la</strong> (8.36). Da<br />
tale re<strong>la</strong>zione è immediato constatare che:<br />
Perché sia possibile impiegare il modello source depletion per descrivere l’impoverimento<br />
di un pennacchio a causa del<strong>la</strong> deposizione umida ed il re<strong>la</strong>tivo flusso al<br />
suolo, è necessario determinare il rapporto di di<strong>la</strong>vamentoΛ. McMahon e Denison<br />
(1979) hanno individuato per Λ una re<strong>la</strong>zione del tipo:<br />
dove J 0 è l’intensità delle precipitazioni (mm•h -1 ) e λ è il coefficiente di scavenging che<br />
dipende sia dalle caratteristiche dell’inquinante (solubilità e reattività per i gas e distribuzione<br />
granulometrica per le particelle) che dal<strong>la</strong> natura delle precipitazioni<br />
(pioggia, neve, ecc.).<br />
Tab.8.5: alcuni valori per il coefficiente di scavenging.<br />
In Tab.8.5 sono raccolti alcuni valori di λ in presenza di pioggia.Tali valori si riducono<br />
a 1/3 in presenza di neve.<br />
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