污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散2024/3/28污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散非擴(kuò)散過(guò)程:1.煙流抬升作用，增加煙源有效高度2.污染物干沉積、濕沉積和由化學(xué)變化形成的遷移轉(zhuǎn)化3.固體下墊面的作用污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散一大氣清除過(guò)程的一般表述1.基本機(jī)制：(1)干沉積——由地面的土壤、水、植物、建筑物等通過(guò)污染物質(zhì)的重力沉降、碰撞與捕獲、吸收與吸附、光合作用或其它生物、化學(xué)、物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)；(2)濕沉積——由云、霧和降水(雨，雪等形式)等通過(guò)污染物質(zhì)被吸收進(jìn)入水滴或隨水滴被清除。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散此外。化學(xué)轉(zhuǎn)化亦是一種清除機(jī)制，但它是由一種物質(zhì)轉(zhuǎn)換成另一種物質(zhì)，因此．它只是對(duì)原生污染物的清除，同時(shí)卻又滋生新的次生污染物。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散濕沉積：令氣體污染物在(x,y,z)位置，t時(shí)刻的平均濃度為q(x,y,z;t)，而平均的氣溶膠尺度分布函數(shù)為F(Dp；x,y,z,t)。

函數(shù):沖洗系數(shù),與離地高度和時(shí)間有關(guān)污染氣體清除率氣溶膠清除率污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散干沉積

定義為那些使污染物質(zhì)在地面被消除的過(guò)程。物質(zhì)垂直向下的通量可用一個(gè)稱(chēng)之為沉積速度的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)乘上某高度的物質(zhì)濃度。

污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散沉積速度與以下諸因素有關(guān)：(1)被清除的粒子種類(lèi)或物質(zhì)；(2)表征近地面層狀態(tài)的特性的氣象參數(shù)；(3)地面本身的性質(zhì)。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

對(duì)地面的濕通量是自空中所有體積單元濕清除之和。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散根據(jù)此定義濕沉積速度如果正被清除的物質(zhì)在厚度為H的一層里垂直分布是均勻的污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散定義沖洗比(washoutratio)濕沉積速度與沖洗比之間有關(guān)系？污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散二高斯煙流擴(kuò)散公式的修正形式經(jīng)修正的高架連續(xù)點(diǎn)源高斯煙流擴(kuò)散公式:大粒子重力沉降地面反射系數(shù)半衰期隨距離變化污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散大粒子重力沉降的影響。下墊面反射系數(shù)。污染物半衰期時(shí)間。源項(xiàng)隨距離x的變化污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散三干沉積-下墊面清除1.大粒子的重力沉降大氣中各種處于氣溶膠狀態(tài)的粒子污染物有一定的尺度分布，對(duì)于粒徑大于10um的大粒子在大氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生重力沉降。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

對(duì)于粒徑20—60um范圍的粒子，粘滯性不大的情況下，可采用斯托克斯公式計(jì)算它們的末速度，其大小與粒子的密度有關(guān)，即有粒子半徑空氣動(dòng)力粘滯系數(shù)空氣密度污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散對(duì)于粒徑更大的粒子，須對(duì)斯托克斯公式修正對(duì)粒徑>200um的粒子，其沉降速度>100cm/s，可按彈道計(jì)算。對(duì)粒子沉降速度在<100cm/s，粒徑<200um，可采用邊偏斜煙流模式處理，修改高斯擴(kuò)散公式，考慮重力沉降的影響。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散當(dāng)考慮以下斜煙流軸線(xiàn)為基準(zhǔn)的擴(kuò)散時(shí)，有污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散考慮地面反射作用污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散發(fā)一度電差不多是耗煤300克，華能南京電廠年發(fā)電量64萬(wàn)千瓦，除塵效率95%，假若75%在周?chē)?平方公里范圍內(nèi)沉降，每月每平方公里范圍的塵量是多少？假如H=100m，u=5m/s,粒子密度=2.5g/cm3,空氣密度=1.29kg/m3，粒徑20um，求煙流軸線(xiàn)觸地的水平距離.污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散2氣體和小粒子的干沉降

氣體和很小的粒子(粒徑小于10-20um)上述沉降作用可忽略不考慮。但由于湍流擴(kuò)散和布朗運(yùn)動(dòng)沉積到各種表面。吸收、碰撞、光合作用和其它生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)過(guò)程會(huì)使物質(zhì)沉積到地面。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

一般都假定下墊面對(duì)這類(lèi)小粒子的清除作用不影響大氣中污染物的濃度分布形式，而只影響大氣中污染物的總量，或者說(shuō)影響有效源強(qiáng)。

最普遍采用的一種方法是所謂“源損耗”模式或稱(chēng)有效源強(qiáng)法。源項(xiàng)隨距離x的變化污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

干沉積主要是優(yōu)先清除近地面處的污染，而并非在整個(gè)煙流厚度層范圍均勻起作用的。故此，源損耗模式尚有必要進(jìn)一步改善。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

重力沉降、湍流運(yùn)動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng)、慣性作用和靜電作用等，是形成干沉積的主要物理過(guò)程。化學(xué)反應(yīng)、溶解、解吸等則是形成干沉積的主要化學(xué)過(guò)程。對(duì)于植被那樣的生物沉積表面，植被子生長(zhǎng)的形態(tài)特征、生命過(guò)程以及靜電性質(zhì)等則是影響干沉積的主要生物學(xué)特征。這幾方面過(guò)程都會(huì)受氣象條件、污染物性質(zhì)和沉積表面的特性的影響。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散3干沉積速度的理論計(jì)算干沉積過(guò)程可視為三步：①由湍流擴(kuò)散支配物質(zhì)向貼地層輸送；②物質(zhì)通過(guò)緊貼地面的片流子層向吸收體擴(kuò)散，稱(chēng)為地面輸送；③由在地面的物質(zhì)可溶性或吸收率確定通過(guò)片流子層擴(kuò)散的物質(zhì)實(shí)際上有多少被消除，這個(gè)最后的過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)移過(guò)程。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

根據(jù)干沉積速度的定義，它是垂直通量與實(shí)測(cè)濃度之間的比例常數(shù)。整個(gè)沉積的三個(gè)步驟可類(lèi)同于電流或熱量傳送的情形。氣體粒子污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散四濕沉積大氣中的雨、雷等降水形式和其它水汽凝結(jié)物，如云、霧、霜等都能對(duì)空氣污染物，包括氣體和粒子起到清除作用，稱(chēng)為降水清除或濕沉積。通常，把由降水造成的污染物清除過(guò)程稱(chēng)為雨洗(或雪洗)，這種過(guò)程將空氣污染帶到地面。按照降水清除過(guò)程發(fā)生所在高度分成云下清洗(washout)和云中清洗(rainout)。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散

為模擬上述降水清除過(guò)程對(duì)空氣污染物散布的影響，一般采用兩種方法，即定義清除系數(shù)和清洗比的處理方法。1：清除系數(shù)的處理方法2：清洗比的處理方法污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散歐拉方法－污染物平流擴(kuò)散方程平流輸送項(xiàng)湍能擴(kuò)散項(xiàng)源排放項(xiàng)干濕沉降化學(xué)反應(yīng)污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散五化學(xué)轉(zhuǎn)換和空氣污染物的滯留與遷移

排放進(jìn)入大氣層的煙流中，各種化學(xué)物質(zhì)和大氣成分混合輸送，在適當(dāng)?shù)臍庀髼l件下，如輻射、溫度、濕度和降水等，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以致變性或生成二次污染物，經(jīng)過(guò)在大氣層中一定時(shí)間的滯留而后遷移。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散對(duì)于空氣質(zhì)量影響的模擬，最普通并具典型意義的此類(lèi)變化與遷移的例子有如：(1)由煤的燃燒和其它工業(yè)源排放SO2和NOx初級(jí)空氣污染物氧化生成硫酸鹽、硝酸鹽和臭氧等二次污染物，對(duì)區(qū)域性在大氣酸性和降水酸化以及臭氧成分的變化有重大作用污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散(2)城市汽車(chē)廢排放和其它工業(yè)源排放的HC化合物和NOx等初級(jí)空氣污染物在太陽(yáng)輻射作用下生成光化學(xué)煙霧的過(guò)程，其中主要組成成分有臭氧和過(guò)氧乙醛硝酸鹽(PAN)等二次污染物，對(duì)城市區(qū)城空氣質(zhì)量和人體健康有重要影響；(3)放射性污染物質(zhì)的衰變與遷移，如燃料中含有一定放射性物質(zhì)，核反應(yīng)設(shè)施的裂變產(chǎn)物的泄漏或廢棄物中的微量殘留物等；污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散（4）粒子和氣體污染物在干濕清除過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)和各種途徑的遷移，例如，上節(jié)所述氣體向水滴輸送以及在水滿(mǎn)中可能發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng)，生成的二次污染物質(zhì)被清除到地，影響地面空氣污染物濃度的分布并造成危害。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散通常，采用最為簡(jiǎn)單的處理方式，即假設(shè)一個(gè)隨時(shí)間常數(shù)變化的污染物濃度指數(shù)化學(xué)衰減率，即有污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散放射性衰變放射性衰變亦是能影響污染物(其中含有放射性物質(zhì))遷移的一種簡(jiǎn)單的清除過(guò)程。例如，燃料煤和其它工業(yè)礦物原料的燃燒都排放含有一定量的放射性物質(zhì)，如鐳(Ra)，它們被引入城市大氣層等等。顯然，它們的濃度通常都很低，而且都遵循日漸降低簡(jiǎn)單的衰變規(guī)律污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染物滯留時(shí)間空氣污染物滯留時(shí)間亦稱(chēng)居留時(shí)間(residencetime)是表征空氣污染物在一定時(shí)期，一定空間范圍里的壽命的一個(gè)特征量。它定義為這樣一個(gè)時(shí)間，即假定沒(méi)有污染物補(bǔ)充，沒(méi)有污染物穿過(guò)區(qū)域邊界，該區(qū)域大氣里污染隨時(shí)間減少至原來(lái)的1/e倍所需的時(shí)間。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過(guò)程及特殊擴(kuò)散污染物在大氣中的物理—化學(xué)衰減綜合考慮上述所有導(dǎo)致空氣污染物可能被清除或遷移的物理和化學(xué)過(guò)程，滯留時(shí)間或居留期反映了空氣污染物衰變的快慢。實(shí)際的空氣污染物濃度，在綜合了各種清除機(jī)制后