第9讲环境物理.PDF

第9章 环境物理 第9章 环境物理 9.1 环境物理原理 9.2 环境大气扩散理论 9.3 污染物在水中的扩散理论 9.4 以其他物质为介质的扩散规律 9.5 环境物理污染对流理论 9.6 典型物理污染分析 9.1 环境物理原理 环境物理原理 热力学定律 热力学第一定律（能量守恒定律） 热力学第一定律（能量守恒定律） 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，可以从一 自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，可以从一 种形式转化为另一种形式，在转变过程中，能量总数量保持不变。 种形式转化为另一种形式，在转变过程中，能量总数量保持不变。 热力学第二定律（增熵定律） 热力学第二定律（增熵定律） 不可能用任何方式将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其它 不可能用任何方式将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其它 影响。 影响。 物质守恒定律 物质既不能创生，也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种 物质既不能创生，也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种 形式，这就是物质守恒定律。 形式，这就是物质守恒定律。 从物质守恒定律我们可知： 环境中各组成部分遵循著名的物质守恒定律不 断进行着物质循环。 环境系统中的各种输入、输出和积累量相平衡。 在环境系统或子系统中，质量方程式可以写成： 积累 = 输入—输出 当一个系统的输入速率和输出速率保持恒定且 相等时，累积率等于零。这种状态称为稳定状态 （steady state ）。 9.2 环境大气扩散理论 环境大气扩散理论 9.2.1 大气扩散的理论基础 定义：排放入大气中的污染物，受大气水平运 动、湍流扩散运动，以及大气的各种不同尺度 的扰动运动而被输送、混合和稀释，称为大气 污染物的扩散。 影响大气扩散的因素 主要指风和湍流，它们对污染物的稀释和扩散 动力因子 起着决定的作用。凡有利于增大风速、增强湍流 的气象条件，都有利于污染物的稀释扩散，否 则，会加重污染。 主要是指大气的温度层结和大气稳定度。 热力因素 常发现从烟囱排出的烟流扩散的形状与大 气的温度层结有密切的关系 气象状况 逆温 辐射和云 图9-1 不同温度层结下的烟型 （a ）波浪型（b ）锥型（c ）平展型（d ）爬升型（e ）漫烟型 Z——高度 T——温度 —— γ（气温直减率）； γ （干绝热递减率） d 影响大气扩散的因素 地理因素 下垫面（地形和地物的影响） 山谷风：由于山坡和谷地受热不均 而产生的。 山 谷 暖 冷 冷 暖 风