Vízügyi Közlemények, 2001 (83. évfolyam)
2. füzet - Rövidebb tanulmányok, közlemények, beszámolók
322 Jolánkai G.-Bíró I. - Diszperzió az áramló folyadék (vagy gáznemű) közegben az oldott (aeroszol) illetve lebegő anyagok szállítási (transzport) folyamatainak egyike. Összefoglaló fogalom a molekuláris diffúzió és a turbulens diffúzió együttes hatásának leírására. A két folyamat analóg jelenség, amelyben az anyag szóródása pulzáló mozgás következménye: A molekuláris diffúziót a molekulák Brown-féle hőmozgása, míg a turbulens diffúziót az áramlási sebesség vektor középértéke körüli ingadozása okozza. A diszperziós folyamat igen fontos szerepet tölt be a szennyezőanyagok szállításában, tovább jutásában, teijedésében. Meghatározó lehet a balesetszerü vízszennyezés nyomán kialakuló szennyezőanyag hullám, illetve a csóva (szennyezőanyag csóva) kialakulásában. A diszperzió jelenségét általában a diffúzió jelenségével azonos (analóg) módon Fick 2. törvényével írják le (diffúziós modellel). Ez a törvény azt fejezi ki, hogy a diszperziós (diffúziós) szállítás (transzport) arányos az anyagtöménység gradiens (koncentráció gradiens) térbeli változásával és az arányossági tényező a diffúziós (diszperziós) tényező. A két szállítási folyamatot leíró összefüggés lényegében már a vízminőségi alapmodell, melyet a ÔC 8C dC SC д ( 0СЛ dí^dC) d(„dC) c, D<dx % D>~dy főz +-S(Wf)±S in temal (D v. J \ J \ У parciális differenciálegyenlet mutat be, ahol С— a szennyezőanyag töménysége (ML3); v x, Vy, v z —az áramlási sebesség vektor összetevői a tér-koordináták irányában (LT1); £>x, Ьу, D z — a diszperziós tényezők; S (x,y,z,t) — a térben és időben változó külső szennyező forrás; Sintemal- a belső reakció folyamatok (átalakulás) jelölése. Az (1) modell különböző határ és kerületi feltételekre vonatkozó (numerikus vagy analitikus) megoldásai képezik a ténylegesen a vízminőség-szabályozásban használt (használandó) eszközt. Az ( 1 ) egyenletben az Sintemal tag jelöli (egyelőre általánosan) azokat a folyamatokat, amelyeket fent átalakulási (transzformációs) folyamatoknak neveztünk Ezek a folyamatok az azokban résztvevő komponensek tulajdonságától és számától függenek. Általában az a helyzet, hogy a vízben lévő, vagy oda kívülről bekerülő, anyagok kölcsön kapcsolatban vannak egymással. Ha kettő vagy több anyag van kölcsön kapcsolatban, akkor az ( 1 ) egyenletet ezekre az „állapot változókra" kell felírni: tehát annyi az egyenletek száma ahány állapot változót figyelembe kell vegyünk. Ez a körülmény már jelzi a feladat összetettségét. Egy példával megvilágítva: A vízi élővilág szempontjából létfontosságú oldott oxigén szint változását a vízben legalább két anyag egymásra hatásaként kell felírni. Ezek a biológiailag bontható szerves anyag tartalom (amelynek lebontásához a mikroorganizmusok fogyasztják a víz oldott oxigén tartalmát) és annak mérőszáma a biokémiai oxigén igény, míg a másik maga az oldott oxigén koncentráció. Ez tehát két egyenletet jelent. Ennél jóval több is lehet az egyenletek száma, ha újabb (az oxigén háztartásra kiható) állapot változókat is figyelembe veszünk. Ilyenek az alga (fitoplankton), amely lélegzésével fogyasztja és fotoszintézisével termeli az oxigén. Ilyen az egész nitrifikációs folyamat (szerves nitrogén, ammónium, nitrit, nitrát állapot változókkal), amely oxidációs folyamat, tehát oxigént fogyaszt.
