Useful conversions and formulas for air dispersion modeling
पर्यावरण संरक्षण और व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य से जुड़ी विभिन्न सरकारी एजेंसियों ने परिवेशी वायु में या परिवेशी वायु में उत्सर्जन में गैसीय प्रदूषकों की स्वीकार्य सांद्रता को सीमित करने वाले नियम जारी किए हैं। इस तरह के नियमों में एकाग्रता की कई अलग-अलग अभिव्यक्तियाँ शामिल हैं। कुछ सांद्रता को पीपीएमवी के रूप में व्यक्त करते हैं और कुछ सांद्रता को मिलीग्राम/एम3 के रूप में व्यक्त करते हैं, जबकि अन्य को नमी सामग्री, ऑक्सीजन सामग्री या कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री की संदर्भ स्थितियों के लिए सांद्रता को समायोजित या सुधारने की आवश्यकता होती है। यह लेख वायुमंडलीय प्रदूषकों के वायु फैलाव प्रतिरूपण के लिए और इस तरह के प्रतिरूपण द्वारा प्राप्त सांद्रता को व्यक्त करने के लिए विभिन्न नियमों का पालन करने के लिए उपयोगी रूपांतरणों और सूत्रों का एक समूह प्रस्तुत करता है। वायु प्रदूषक सांद्रता को परिवर्तित करना रूपांतरण समीकरण उस तापमान पर निर्भर करते हैं जिस पर रूपांतरण की आवश्यकता होती है (आमतौर पर लगभग 20 से 25 डिग्री सेल्सियस)। 1 वायुमंडल (101.325 kPa) के परिवेशी वायु दबाव पर, सामान्य समीकरण हैः और विपरीत रूपांतरण के लिएः नोटः संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रदूषण नियम आमतौर पर अपनी प्रदूषक सीमाओं को 20 से 25 डिग्री सेल्सियस के परिवेशी तापमान के लिए संदर्भित करते हैं जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है। अधिकांश अन्य देशों में, प्रदूषक सीमाओं के लिए संदर्भ परिवेश का तापमान 0 डिग्री सेल्सियस या अन्य मान हो सकता है। आयतन द्वारा 1 प्रतिशत = 10,000 पीपीएमवी (अर्थात, आयतन द्वारा प्रति मिलियन भाग)। ए. टी. एम. = वायुमंडल में पूर्ण वायुमंडलीय दबाव मोल = ग्राम मोल ऊँचाई के लिए सही सांद्रता वायुमंडलीय प्रदूषक सांद्रता को वायुमंडलीय हवा के द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में व्यक्त किया जाता है (जैसे, मिलीग्राम/एम3, माइक्रोग्राम/एम3, आदि) समुद्र तल पर बढ़ती ऊँचाई के साथ कम होगा क्योंकि बढ़ती ऊँचाई के साथ वायुमंडलीय दबाव कम होता जाता है। ऊँचाई के साथ वायुमंडलीय दबाव का परिवर्तन इस समीकरण से प्राप्त किया जा सकता हैः 1 वायुमंडल (यानी, समुद्र तल की ऊँचाई पर) के वायुमंडलीय दबाव पर एक वायुमंडलीय प्रदूषक सांद्रता को देखते हुए, अन्य ऊँचाई पर सांद्रता इस समीकरण से प्राप्त की जा सकती हैः एक उदाहरण के रूप में, समुद्र तल पर 260 मिलीग्राम/मी3 की सांद्रता को देखते हुए, 1,800 मीटर की ऊँचाई पर समतुल्य सांद्रता की गणना करेंः Ca = 260 × 0.9877 18 = 208 मिलीग्राम/मी3 1,800 मीटर की ऊँचाई पर गैस मात्रा के लिए मानक स्थितियाँ एक सामान्य घन मीटर (Nm3) मानक स्थितियों में गैस की मात्रा की मीट्रिक अभिव्यक्ति है और इसे आमतौर पर (लेकिन हमेशा नहीं) 0 डिग्री सेल्सियस और 1 दबाव के वातावरण में मापा जाता है। एक मानक घन फुट (एस. सी. एफ.) मानक स्थितियों में गैस की मात्रा की यू. एस. ए. अभिव्यक्ति है और इसे अक्सर (लेकिन हमेशा नहीं) 60 डिग्री फ़ारेनहाइट और 1 दबाव के वातावरण में मापा जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में 60°फ़ारेनहाइट और 1 वायुमंडल के अलावा मानक गैस स्थितियों की अन्य परिभाषाएँ भी उपयोग की जाती हैं। यह समझा जा रहा हैः किसी भी गैस का 1 एनएम3 (0 डिग्री सेल्सियस पर मापा जाता है और निरपेक्ष दबाव का 1 वायुमंडल) उस गैस के 37.326 एससीएफ (60 डिग्री फारेनहाइट पर मापा जाता है और निरपेक्ष दबाव का 1 वायुमंडल) के बराबर होता है। किसी भी आदर्श गैस का 1 kmol, 0°C पर उस गैस के 22.414 Nm3 और निरपेक्ष दबाव के 1 वायुमंडल के बराबर होता है. और किसी भी आदर्श गैस का 1 lbmol, 60°F पर उस गैस के 379.482 SCF और निरपेक्ष दबाव के 1 वायुमंडल के बराबर होता है। नोटः कि. मी. ओ. एल. = किलोमोल या किलोग्राम मोल एल. बी. एम. ओ. एल. = पाउंड मोल पवन गति रूपांतरण कारक मौसम विज्ञान के आंकड़ों में पवन की गति शामिल है जिसे क़ानून मील प्रति घंटे, समुद्री मील या मीटर प्रति सेकंड के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। पवन गति की उन विभिन्न अभिव्यक्तियों के लिए रूपांतरण कारक यहां दिए गए हैंः 1 मीटर/सेकंड = 2.237 क़ानून मील/घंटा = 1.944 गाँठ 1 गाँठ = 1.151 क़ानून मील/घंटा = 0.514 मीटर/सेकंड 1 क़ानून मील/घंटा = 0.869 गाँठ = 0.447 मीटर/घंटा नोटः 1 क़ानून मील = 580 फीट = 1,609 मीटर संदर्भ स्थितियों के लिए सुधार कई पर्यावरण संरक्षण एजेंसियों ने नियम जारी किए हैं जो गैसीय उत्सर्जन में प्रदूषकों की सांद्रता को सीमित करते हैं और उन एकाग्रता सीमाओं पर लागू संदर्भ शर्तों को परिभाषित करते हैं। उदाहरण के लिए, इस तरह का विनियमन शुष्क दहन निकास गैस में एन. ओ. एक्स. की सांद्रता को 55 पी. पी. एम. वी. तक सीमित कर सकता है जिसे 3 आयतन प्रतिशत ओ2 तक सही किया जा सकता है। एक अन्य उदाहरण के रूप में, एक विनियमन शुष्क निकास गैस के कण पदार्थ की सांद्रता को 0.1 ग्रेन प्रति मानक घन फुट (यानी, एससीएफ) तक सीमित कर सकता है जिसे 12 आयतन प्रतिशत सीओ2 तक सही किया जा सकता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में पर्यावरण एजेंसियां अक्सर सूखी गैस के एक मानक घन फुट को "डीएससीएफ" या "एससीएफडी" के रूप में दर्शाती हैं। इसी तरह, सूखी गैस के एक मानक घन मीटर को अक्सर "डीएससीएम" या "एससीएमडी" (फिर से, संयुक्त राज्य अमेरिका में पर्यावरण एजेंसियों द्वारा) के रूप में दर्शाया जाता है। यदि एक गैसीय उत्सर्जन नमूने का विश्लेषण किया जाता है और इसमें जल वाष्प और 40 पीपीएमवी की प्रदूषक सांद्रता पाई जाती है, तो 40 पीपीएमवी को "गीले आधार" प्रदूषक सांद्रता के रूप में नामित किया जाना चाहिए। निम्नलिखित समीकरण का उपयोग मापी गई "आर्द्र आधार" सांद्रता को "शुष्क आधार" सांद्रता में सही करने के लिए किया जा सकता हैः इस प्रकार, 10 आयतन प्रतिशत जल वाष्प वाली गैस में 40 पीपीएमवी की आर्द्र आधार सांद्रता में शुष्क आधार सांद्रता = 40 ± (1-0.10) = 44.44 पीपीएमवी होगी। एक संदर्भ ऑक्सीजन सामग्री को सही करना निम्नलिखित समीकरण का उपयोग एक उत्सर्जित गैस (एक मापी गई O2 सामग्री वाली) में मापी गई प्रदूषक सांद्रता को एक उत्सर्जित गैस में एक समतुल्य प्रदूषक सांद्रता में ठीक करने के लिए किया जा सकता है जिसमें O2 की एक निर्दिष्ट संदर्भ मात्रा होती हैः इस प्रकार, 5 आयतन% O2 वाली गैस में 45 पीपीएमवी (शुष्क आधार) की मापी गई सांद्रता 45 × (20.9-3) σ (20.9-5) = 50.7 पीपीएमवी (शुष्क आधार) होती है जब 3 आयतन% की निर्दिष्ट संदर्भ O2 सामग्री वाली गैस को सही किया जाता है। एक संदर्भ कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को सही करना निम्नलिखित समीकरण का उपयोग एक उत्सर्जित गैस (एक मापी गई CO2 सामग्री वाली) में मापी गई प्रदूषक सांद्रता को एक उत्सर्जित गैस में एक समतुल्य प्रदूषक सांद्रता के लिए सही करने के लिए किया जा सकता है जिसमें CO2 की एक निर्दिष्ट संदर्भ मात्रा होती हैः इस प्रकार, एक गैस में 0.1 ग्रेन प्रति डी. एस. सी. एफ. की मापी गई कण सांद्रता जिसमें 8 आयतन% CO2 है, जब 12 आयतन% की निर्दिष्ट संदर्भ CO2 सामग्री वाली गैस को सही किया जाता है। नोटः यद्यपि उपरोक्त उदाहरणों में पी. पी. एम. वी. और अनाज प्रति डी. एस. सी. एफ. का उपयोग किया गया है, पी. पी. बी. वी. (अर्थात, भाग प्रति अरब आयतन), आयतन प्रतिशत, ग्राम प्रति डी. एस. सी. एम. और कई अन्य जैसे सांद्रता का भी उपयोग किया जा सकता है। आयतन द्वारा 1 प्रतिशत = 10,000 पीपीएमवी (अर्थात, आयतन द्वारा प्रति मिलियन भाग)। पी. पी. बी. वी. के रूप में व्यक्त सांद्रता के साथ ध्यान रखा जाना चाहिए ताकि ब्रिटिश अरब जो कि 1012 है और यू. एस. ए. अरब जो कि 109 है, के बीच अंतर किया जा सके। तापमान और दबाव की मानक स्थितियों को भी देखें कारक-लेबल वायुमंडलीय फैलाव मॉडलिंग द्वारा इकाइयों का रूपांतरण वायुमंडलीय फैलाव मॉडलिंग की ग्रंथ सूची वायुमंडलीय फैलाव मॉडलिंग आकस्मिक रिलीज स्रोत शब्द चोक प्रवाह संदर्भ बाहरी लिंक वायु फैलाव मॉडलिंग में उपयोगी अधिक रूपांतरण और सूत्र www.air-dispersion.com पर फीचर लेखों में उपलब्ध हैं। यू. एस. ई. पी. ए. शिक्षण पाठ्यक्रम में बहुत उपयोगी जानकारी है। वायुमंडलीय फैलाव प्रतिरूपण वायु प्रदूषण पर्यावरण अभियांत्रिकी