Degree of Dust Dispersion in the Atmosphere under the Influence of Microclimatic, Topographical and Technical Factors

• Autorzy: Ciepiela Maciej , Sobczyk Wiktoria , Sobczyk Eugeniusz Jacek

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2025-01-17

Warianty tytułu

PL

Stopień dyspersji pyłów w atmosferze pod wpływem czynników mikroklimatycznych, topograficznych i technicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The process of dispersion of a component in a given medium such as air is determined by three groups of factors: microclimatic, topographical and technical. The shape of the emitted pollutant plume depends on the parameters of the emitter and the volume of the air masses. This article describes five types of plume: looping, conical, ventilating, tracing and contaminating. Vertical air stability is an important physical parameter of the atmosphere. Three states of this parameter are described in this paper: inversion, convection and isotherm. The degree of pollutant dispersion is influenced by air temperature, shaping physical and chemical processes that include coagulation, sorption and diffusion. Topographical factors include landform type, land cover and development. A significant number of obstacles interfere with the free flow of air through a given area. Technical factors relate to the emitter parameters (altitude, diameter) and the nature of its operation (time, temperature, speed of pollutants at discharge). Emissions can come from a large pointsource emitter or from multiple diffuse emitters. Meteorological factors were found to have a decisive influence, as climatic parameters are subject to the greatest changes due to atmospheric turbulence, vertical temperature gradient, wind effect and precipitation.

PL

Proces rozpraszania składnika w danym ośrodku, jakim jest powietrze, jest uwarunkowany trzema grupami czynników: mikroklimatycznymi, topograficznymi oraz technicznymi. Kształt wyemitowanej smugi zanieczyszczeń zależy od parametrów emitora oraz od objętości mas powietrza. W artykule opisano pięć typów smug: pętlowy, stożkowy, wentylacyjny, trasujący i zanieczyszczający. Pionowa stateczność powietrza jest ważnym parametrem fizycznym atmosfery. W pracy zostały opisane trzy stany tego parametru: inwersja, konwekcja i izotermia. Na stopień dyspersji zanieczyszczeń wpływa temperatura powietrza, kształtująca procesy fizyczne oraz chemiczne, do których należą koagulacja, sorpcja oraz dyfuzja. Do czynników topograficznych zalicza się typ ukształtowania terenu, jego pokrycie oraz zagospodarowanie. Duża liczba przeszkód zaburza swobodny przepływ powietrza przez dany obszar. Czynniki techniczne dotyczą parametrów emitora (wysokość, średnica) oraz charakteru jego pracy (czas, temperatura, prędkość zanieczyszczeń na wylocie). Emisja może pochodzić z dużego emitora punktowego lub z wielu rozproszonych emitorów. Stwierdzono, że decydujący wpływ mają czynniki meteorologiczne, gdyż parametry klimatyczne podlegają największym zmianom w wyniku turbulencji atmosfery, pionowego gradientu temperatury, działania wiatru i opadu atmosferycznego.

Słowa kluczowe

EN

dispersion; dust contamination; physical parameters; atmosphere

PL

dyspersja; zanieczyszczenia pyłowe; parametry fizyczne atmosfery

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 1, no. 1
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ciepiela Maciej

• AGH University of Krakow, Faculty of Civil Engineering and Resource Management, Doctoral School, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0362-8461

autor

Sobczyk Wiktoria

• AGH University of Krakow, Faculty of Energy and Fuels, Dept. of Sustainable Energy Development, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2082-9644

autor

Sobczyk Eugeniusz Jacek

• Department of Mineral Resource Management Mineral and Energy Economy; Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3968-2312

Bibliografia

• 1. Bell J.N.B., Treshow M. (2004). Zanieczyszczenie powietrza a życie roślin, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, pp. 526.
• 2. Bogacki M., Syguła P. (2014). Emisje biogeniczne lotnych związków organicznych do powietrza, Wskaźniki emisji, metody modelowania, Wydawnictwa AGH, Kraków, pp. 132.
• 3. Bokwa A. (2007). Zanieczyszczenie powietrza, [w:] Matuszko D. (red.), Klimat Krakowa w XX wieku, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków, 187-199.
• 4. Ciepiela M., Sobczyk W. (2023). Transboundary Air Pollution in the Krakow Agglomeration Using the HYSPLIT Model, Inżynieria Mineralna, vol. 1, no. 51,161-167.
• 5. Dobrzańska B., Dobrzański G., Kiełczewski D. (2012). Ochrona środowiska przyrodniczego, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, s. 460.
• 6. Janka R. (2014). Zanieczyszczenia pyłowe i gazowe. Podstawy obliczania i sterowania poziomem emisji. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, p. 378.
• 7. Karaczun Z., Obidowska G., Indeka L. (2016). Ochrona środowiska – współczesne problemy, Wyd. SGGW, Warszawa, ss. 323.
• 8. Kleczkowski P. (2020). Smog w Polsce. Przyczyny, skutki, przeciwdziałanie, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, pp. 382.
• 9. Kosiński K. (1961). Związek między czynnikami mikroklimatycznymi a zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego, Roczniki PZH, t. XII, no. 3, 234-248.
• 10. Korzeniowska-Rejmer E., Generowicz A. (2012). Wpływ warunków mikroklimatycznych i terenowych na rozprzestrzenianie zanieczyszczeń ze składowisk odpadów komunalnych w powietrzu atmosferycznym, Czasopismo Techniczne. Środowisko, 109, 1-Ś, 2, 113-127.
• 11. Krystek J. (red.) (2018). Ochrona środowiska dla inżynierów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, pp. 400.
• 12. Lewandowski W.M., Aranowski R. (2016). Technologie ochrony środowiska w przemyśle i energetyce, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, pp. 485.
• 13. Lewandowski W.M., Klugmann-Radziemska E. (2017). Proekologiczne odnawialne źródła energii, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, pp. 488.
• 14. Liu Y., Zhou Y., Lu J. (2020). Exploring the relationship between air pollution and meteorological conditions in China under environmental governance, Scientific Reports, vol. 10, no. 1, art. 14518, 1-11.
• 15. Mannion A. M. (2001). Zmiany środowiska Ziemi. Historia środowiska przyrodniczego i kulturowego, Wyd. PWN, Warszawa, pp. 450.
• 16. Pałasz J.W. (2016). Niska emisja ze spalania węgla i metody jej ograniczenia, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, pp. 243.
• 17. Połeć B., Tępiński J. (2019). Metody i narzędzia wspomagające proces oceny ryzyka awarii w zakładach przemysłowych, CNBOP-PIB, Józefów, pp. 167.
• 18. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. 2010, no. 16, 87).
• 19. Rup K. (2017). Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym, WNT, Warszawa, pp. 352.
• 20. Sobczyk W. (red.) (2014). Wybrane zagadnienia ochrony i inżynierii środowiska. Wyd. AGH, Kraków, pp. 321.
• 21. Wielgosiński G., Zarzycki R. (2018). Technologie i procesy ochrony powietrza, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, pp. 498.
• 22. Wierzbińska M. (2017). Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń emitowanych z emitorów punktowych, Inżynieria Ekologiczna, vol. 18, no. 2, 199-209.
• 23. Wierzbińska M., Szczepaniak R. (2021). Wpływ warunków mikroklimatycznych na imisję pyłu zawieszonego oraz kształt smug kominowych w sezonie grzewczym, Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała, 26-37.
• 24. Wołoszyn E. (2009). Metrologia i klimatologia w zarysie, Wyd. Politechniki Gdańskiej, pp. 356.
• 25. Zhou J., Zhao X., Yin T. (2023). Research on the Impact of Atmospheric Self-Purification Capacity on Environmental Pollution: Based on the Threshold Effect of Environmental Regulation, Applied Sciences, vol. 13, no. 4, 2495, s. 1-22.
• 26. Zhu L., Liu J., Cong L., Ma W., Ma W., Zhang Z. (2016). Spatiotemporal Characteristics of Particulate Matter and Dry Deposition Flux in the Cuihu Wetland of Beijing, Public Library of Science One, vol. 11, no. 7, s. 9-10.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2026).