Effects of Seasons and Surface Resistances on SO2 Deposition Velocity

ผลของฤดูกาลและความต้านทานพื้นผิวต่ออัตราความเร็วของการตกสะสมของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์

Name: Panjai Saueprasearsit

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. School of Energy and Materials. Environmental Technology

Name: ปานใจ สื่อประเสริฐสิทธิ์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะพลังงานและวัสดุ. สาขาวิชาเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม

keyword: SO2 Dry Deposition

; Bowen Ratio

; Season

; Surface Resistance

; Evapotranspiration

; Sensitivity

; การตกสะสมแบบแห้ง

; ก๊าซซัลเฟอร์

; ฤดูกาล

; ความต้านทานพื้นผิว

; ปริมาณการใช้น้ำของพืช

Abstract: SO2 emissions have become a significant problem in the Asia region. Long term exposure to high SO2 concentration can have harmful effects on human health and the environment. Approximately half of this SO2 is delivered to the earth by the dry deposition process; the other half is deposited by wet deposition. Therefore, an assessment of SO2 dry deposition is necessary for understanding its qualitative and quantitative effects. In the research program described here, SO2 dry deposition was evaluated in terms of SO2 dry deposition flux (F) and deposition velocity (vd) using the Bowen ratio (BR) method. All necessary parameters for BR method were measured above a cassava plantation at a site in Rayong, Thailand during the period from June 2004 to May 2005. Additionally, this research aimed to study the seasonal effects on the SO2 dry deposition over an agricultural region. Many tropical countries, including Thailand, have three seasons. In Thailand, the rainy season covers a period from June to September, the winter from October to January, and the summer from February to May. The results showed that the BR method was mostly applicable during the 8:00 to 17:00 time period of each day. The results yield an average transfer coefficient (D) of 10.6 cm/s in the rainy season, 21.93 cm/s in the winter, 12.47 cm/s in the summer, and 14.77 cm/s for the entire year. The evaluated SO2 flux (F) was 0.17 mg/m2/hr in the rainy season, 1.24 mg/m2/hr in the winter, 0.63 mg/m2/hr in the summer, and 0.68 mg/m2/hr for the whole year. The deposition velocity (vd) was 0.14 cm/s in the rainy season, 0.34 cm/s in the winter, 0.17 cm/s in the summer, and the yearly average was 0.22 cm/s. The results showed that seasonal variation affects vd due to the influence of the directly measured meteorological parameters, such as the net radiation (Rn), the soil heat flux (G), the ambient temperature (T), and the vapor pressure (e), and other parameters, such as the wind speed (WS), the wind direction (WD), cloud cover, etc. Furthermore, this research studied the effects of surface resistances by evaluating vd during the entire cassava growing cycle. The growing cycle consists of the seedling period (June 2004 and February - March, 2005), half full growth period (July – August, 2004 and April – May, 2005), full growth period (September - December, 2004), and bare soil period (January 2005). The results showed that vd directly correlated with the growth of the plant. A high vd was found for the full growth cassava terrain and a low vd was determined over the bare land. The BR method was also applied in evaluating the evapotranspiration (ET) rate. Evapotranspiration is the combined processes of evaporation (from soil and plant surfaces) and transpiration (from plant tissues). Its rate is a very significant factor for supporting irrigation management decisions and is important in investigating the biological factors of SO2 dry deposition. The results showed that the evaluated ET rate was directly proportional to Rn, which indicates the intensity of solar radiation. This solar radiation affects the rate of photosynthesis of plants and plant’s ability to absorb gases from the atmosphere. The BR results were further compared with the Modified Penman–Monteith (MPM) method and it was discovered that the evaluated rates from BR were slightly lower than the rates obtained by MPM. In terms of economic efficacy, the BR method is more suitable than the MPM method. This research has also looked at the sensitivity of SO2 dry deposition to important meteorological parameters employed in the BR method, such as Rn, G, temperature difference (T1 – T2) and vapor pressure difference (e1 – e2) were also analyzed. These analyses were conducted in order to gain a deeper understanding on the influence of these parameters on SO2 dry deposition. The results showed that SO2 dry deposition was most sensitive to Rn and least sensitive to G. In addition, SO2 dry deposition was only slight affected by changes in T1 – T2 and e1 – e2.

; ความอ่อนไหว

Abstract: ปัจจุบันก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถือเป็นสาเหตุสำคัญของปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมในทวีปเอซีย ซึ่งการได้รับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูงหรือในระยะเวลานานจะทำให้เกิดผลเสียทั้ง ต่อสุขภาพอนามัยของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม โดยปกติประมาณครึ่งหนึ่งของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ที่ถูกปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดจะตกกลับลงสู่พื้นโลกผ่านกระบวนการตกสะสมแบบแห้ง ดังนั้น การศึกษาการตกสะสมแบบแห้งจึงจำเป็นต่อการเข้าใจผลกระทบของการตกสะสมของก๊าซซัลเฟอร์ ไดออกไซด์ทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพ สำหรับงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาปริมาณการตกสะสมแบบ แห้งของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในค่าของฟลักซ์ และอตราความเร็วของการตกสะสมโดยวิธี Bowen ratio ซึ่งพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้ประเมินนั้นจะถูกวัดจากสถานีตรวจวัดอากาศที่สร้างขึ้นสำหรับ งานวิจัยนี้โดยเฉพาะ ณ บริเวณแปลงปลูกมันสำปะหลัง ในเขตจังหวัดระยอง ประเทศไทย ระหว่าง เดือนมิถุนายน 2547 ถึง เดือนพฤษภาคม 2548 นอกจากนี้งานวิจัยยังมุ่งเน้นในการศึกษาผลของ ฤดูกาลต่อการตกสะสมแบบแห้งของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งประเทศไทยเแบ่งฤดูกาลออกเป็น 3 ฤดูกาลด้วยกัน ได้แก่ ฤดูฝน ตั้งแต่เดือนมิถุนาย ถึง กันยายน ฤดูหนาว ตั้งแต่เดือนตุลาคม ถึง เดือน มกราคม และฤดูร้อน ตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ ถึงเดือน พฤษภาคม ผลการทดลองพบว่า เวลาที่ เหมาะสมในการวิเคราะห์ผลโดยวิธี Bowen ratio คือช่วงเวลา 8:00 ถึง 17:00 ของแต่ละวัน ผลการ วิเคราะห์ที่ได้ ประกอบด้วย ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ ในฤดูฝนซึ่งมีค่าเท่ากับ 10.6 เซนติเมตรต่อวินาที ฤดูหนาว 21.93 เซนิตเมตรต่อวินาที ฤดูร้อน 12.47 เซนติเมตรต่อวินาที และค่าเฉลี่ยตลอดปีเท่ากับ 14.77 เซนติเมตรต่อวินาที ค่าฟลักซ์การตกสะสม ในฤดูฝนเท่ากับ 0.17 มิลลิกรัมต่อตารางเมตรต่อ ชั่วโมง ฤดูหนาว 1.24 มิลลิกรัมต่อตารางเมตรต่อชั่วโมง ฤดูร้อน 0.63 มิลลิกรัมต่อตารางเมตรต่อ ชั่วโมง และค่าเฉลี่ยตลอดปีเท่ากับ 0.68 มิลลิกรัมต่อตารางเมตรต่อชั่วโมง สำหรับอัตราความเร็ว ของการตกสะสม ในฤดูฝนมีค่าเท่ากับ 0.14 เซนติเมตรต่อวินาที ฤดูร้อน 0.34 เซนติเมตรต่อวินาที ฤดูหนาว 0.17 เซนติเมตรต่อวินาที และค่าเฉลี่ยตลอดปีเท่ากับ 0.22 เซนติเมตรต่อวินาที จากผลการ วิเคราะห์ดังกล่าวจะเห็นได้ว่า ความแตกต่างของฤดูกาลมีผลต่อการตกสะสมแบบแห้งของก๊าซ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ทั้งนี้เนื่องมาจากอิทธิพลของปัจจัยต่าง อันได้แก่ พลังงานรังสีสุทธิ ฟลักซ์ความ ร้อนในดิน อุณหภูมิของบรรยากาศ และค่าความดันไอ รวมทั้งในส่วนของอัตราความเร็วและทิศทาง ของกระแสลม ปริมาณเมฆ และอื่นๆ ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ต่างส่งผลกระทบที่ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นหรือ ลดลงของการตกสะสมของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์แทบทั้งสิ้น สำหรับการศึกษาผลของการเจริญเติบโตของต้นพืชต่ออัตราการตกสะสมแบบแห้งของก๊าซซัลเฟอร์- ไดออกไซด์ ต้นพืชที่ใช้ในงานวิจัยนี้ได้แก่ ต้นมันสำปะหลัง และระยะเวลาในการเจริญเติบโต ประกอบด้วย ช่วงต้นอ่อน (Seeding period) คือ เดือนมิถุนายน 2547 และตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ ถึง เดือนมีนาคม 2548 ช่วงครึ่งหนึ่งของการเจริญเติบโต (Half full growth period) ตั้งแต่เดือน กรกฏาคม ถึง เดือนสิงหาคม 2547 และตั้งแต่เดือนเมษายน ถึง เดือนพฤษภาคม 2548 ช่วงเจริญเติบโตเต็มที่ (Full growth period) ตั้งแต่เดือนกันยายน ถึงเดือนธันวาคม 2547 และช่วง ดินเปล่า (Bare soil period) คือ เดือนมกราคม 2548 จากผลการศึกษาพบว่าอัตราความเร็วของการ ตกสะสมของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะมีค่าสูงสุดเมื่ออัตราการเจริญเติบโตของต้นพืชสูงสุดและจะ มีค่าต่ำสุดในช่วงหน้าดินเปิดไม่มีพืชปกคลุม งานวิจัยนี้ได้ประยุกต์วิธี Bowen ratio ในการหาค่าปริมาณการใช้น้ำของพืช (evapotranspiration or ET rate) ซึ่งกระบวนการใช้น้ำของพืช (ET) นั้น เกิดจากการรวมกันระหว่าง กระบวนการระเหย (evaporation) ของน้ำจากพื้นผิวดินและพืช และกระบวนการหายใจ (transpiration) ของพืช ซึ่งค่า ET rate นี้จัดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากในการจัดการทรัพยากรน้ำให้เหมาะสม อีกทั้งยังมี ประโยชน์ในการศึกษาปัจจัยทางชีววิทยาต่อการตกสะสมแบบแห้งของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ผล การวิเคราะห์พบว่า ค่า ET rate เป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าพลังงานรังสีสุทธิ หรือความเข้มของแสง เนื่องจากความเข้มของแสงจะไปกระตุ้นให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์แสง หรือการแลกเปลี่ยนก๊าซ ของพืช นอกจากนี้ผลการวิเคราะห์ที่ได้จากวิธี Bowen ratio ได้ถูกนำไปเปรียบเทียบกับผลการ วิเคราะห์ที่ได้จากวิธี Modified Penman - Monteith (MPM) โดยพบว่า ค่าที่ได้จากวิธีทั้งสอง ใกล้เคียงกัน ค่าที่ได้โดยวิธี BR จะน้อยกว่าค่าที่ได้โดยวิธี MPM เล็กน้อย อย่างไรก็ตามเมื่อ เปรียบเทียบกับความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจแล้วพบว่า วิธี BR เหมาะสมในการนำไปใช้มากกว่าวิธี MPM งานวิจัยนี้ยังได้ทำการศึกษาความอ่อนไหวของการเปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์ทางอุตุนิยมวิทยา ได้แก่ พลังงานรังสีสุทธิ ฟลักซ์ความร้อนในดิน ความแตกต่างของอุณหภูมิของบรรยากาศที่ระดับบน และล่าง และความแตกต่างของความดันไอที่ระดับบนและล่าง ต่อการตกสะสมแบบแห้งของ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โยการศึกษาดังกล่าวมุ่งเน้นในการพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับอิทธิพลของ พารามิเตอร์เหล่านั้นที่มีต่อการตกสะสมแบบแห้งของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จกาผลการวิเคราะห์ พบว่า การเปลี่ยนแปลงค่าพลังงานรังสีสุทธิมีอิทธิพลต่อการตกสะสมมากที่สุด ตรงข้ามกับการ เปลี่ยนแปลงค่าฟลักซ์ความร้อนในดินจะมีอิทธิพลน้อยที่สุด สำหรับการเปลี่นแปลงค่าความแตกต่าง ของอุณหภูมิของบรรยากาศและความดันไอที่ระดับบนและล่างพบว่า มีอิทธิพลเล็กน้อยต่อการตก สะสมแบบแห้งของก๊ซซัลเฟอร์ไดออกไซด์

King Mongkut's University of Technology Thonburi

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Pojanie Khummongkol

Role: Advisor

Name: พจนีย์ ขุมมงคล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2005

Modified: 2009-02-03

Issued: 2008-11-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741847068

CallNumber: EV509

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Environmental Technology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	EV509.pdf	2.52 MB	123	2024-10-28 14:14:15
2	EV509ab.pdf	133.92 KB	37	2020-01-21 15:06:41
3	EV509abth.txt	5 KB	14	2019-02-12 09:43:13
4	EV509aben.txt	4.36 KB	15	2018-05-10 19:55:57

ใช้เวลา

0.026341 วินาที