大气中污染物迁移.ppt

第二节 大气中污染物的迁移 一、辐射逆温层 对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越近气温越高；离地面越远气温越低。 随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率： 辐射逆温产生特点： 因地面强烈辐射冷却降温而形成。 该逆温层多发生在距地面100-150 m 高度内。 最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。 云和风能减弱辐射逆温。 风速超过2-3 m/s，逆温就不易形成。 1、概念???? 指气层的稳定度，即大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度。 受密度层结和温度层结共同作用。 稳定的大气：当大气中某一气块在垂直方向上有一个小的位移，如果层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称层结是稳定的，ΓdΓa ??Γd: 干绝热垂直递减率。 ??Γa：大气垂直递减率。 不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来位置，则称层结是不稳定的，ΓdΓa???? 中性的大气：介于上两者之间，Γd=Γa 研究大气垂直递减率，可用于判断，气块稳定情况，气体垂直混合情况，考察污染物扩散情况。 基本假定: 坐标系（见p50图2-25） 右手坐标，y为横风向，z为垂直向 四点假设 a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布 b．全部高度风速均匀稳定 c．源强是连续均匀稳定的 d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化） 依正态分布假定和地面对烟流的反射作用，由全反射原理推导可得出下风向任一点的浓度分布。 (2) 有效源高计算 Holland公式： (3) 扩散参数的确定 P－G曲线法 Pasquill根据常规气象资料：风速、云量、云状和日照等，将大气扩散稀释能力分为A、B、C、D、E、F六个稳定度等级。 Gifford建立了不同稳定度等级下， 与下风向距离S的函数关系，并绘制成P－G曲线图。见P52图2-26. 扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 根据常规资料确定稳定度级别 扩散参数的确定－P-G曲线法 P－G曲线的应用 利用扩散曲线确定 和 海陆风 海风 陆风 山谷风 山谷风：谷风 山谷风：山风 * 第二章：大气环境化学 Chapter 2 Atmospheric Environmental Chemistry 大气中污染物的迁移是指从污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程. 污染物的迁移过程可导致污染物浓度降低. 主要内容： 辐射逆温层 大气稳定度 大气污染数学模式 影响大气污染物迁移的因素 在对流层中，Γ0, 则 dT/dz0，Γ=0.6K/100m，即每升高100m气温降低0.6℃。?? 一定条件下出现反常现象： 当Γ=0 时，称为等温层；???? 当Γ0 时，称为逆温层。大气层稳定性强，对大气的垂直运动起阻碍作用。 根据逆温形成的过程不同，可分为两种： 近地面层的逆温 自由大气层的逆温 辐射逆温 平流逆温 融雪逆温 地形逆温 热力条件 乱流逆温 下沉逆温 锋面逆温 动力条件 辐射逆温：地面因强烈辐射作用而冷却降温, 形成的近地面层大气逆温现象。 形成条件：白天日照强烈，夜间天空晴朗无风、无云。 ABC-白天温度层结曲线；FEC-夜间层结曲线；DBC-清晨层结曲线. 日出后地面温度上升， 逆温层近地面处首先破坏， 自下而上逐渐变薄，最后消失。 二、大气稳定度 2大气稳定度状况 1.高架连续点源大气污染模式 （1）烟流模型基本公式 三、大气污染数学模式 c —污染物浓度，g/m3 Q—源强， g/s；指污染物排放速率,与空气中污染物质的浓度成正比。 ū —烟囱高度处的平均风速，m/s； σy—侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m； σz—竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m； H—烟囱的有效高度（烟轴高度，由烟囱几何高度Hs和烟流抬升高度ΔH组成，即H=Hs+ΔH），ΔH：烟囱顶距烟轴的距离，随x而变化的。 有效源高H，系指烟流中心线距地面的高度；为烟囱高度HS与烟羽抬升高度 △ H之和， H= HS+ △ H。 抬升高度△ H计算式：烟羽抬升主要取决于两个方面， 一是烟羽排出时的初始动量和浮力；二是周围大气的性质。 通常采用经验或半经验公式计算得到。 Vs实际状态烟流出口速度，m/s； d烟囱出口直径,m； Ts Ta分别是烟气出口温度和环境大气温度，K; P大气压，Pa； Qh烟气热释放率，J/s,单位时间排出烟气的热量； ū烟囱口高度处的平均风速，m/s Holland公式比较保守，适用于中性大气条件，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下。 Holland建议稳定时减小10％～20％ ，不稳时增加10％～20％