污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散

污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散2024/3/28污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散非擴(kuò)散過程: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)散過程及特殊擴(kuò)散一大氣清除過程的一般表述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)、物理過程實(shí)現(xiàn)；(2)濕沉積——由云、霧和降水(雨，雪等形式)等通過污染物質(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)散過程及特殊擴(kuò)散此外?；瘜W(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．它只是對原生污染物的清除，同時卻又滋生新的次生污染物。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散濕沉積：令氣體污染物在(x,y,z)位置，t時刻的平均濃度為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)在地面被消除的過程。物質(zhì)垂直向下的通量可用一個稱之為沉積速度的經(jīng)驗參數(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)散過程及特殊擴(kuò)散

對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)。污染物半衰期時間。源項隨距離x的變化污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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，對于粒徑大于10um的大粒子在大氣中運(yùn)動時會產(chǎn)生重力沉降。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散

對于粒徑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力粘滯系數(shù)空氣密度污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散對于粒徑更大的粒子，須對斯托克斯公式修正對粒徑>200um的粒子，其沉降速度>100cm/s，可按彈道計算。對粒子沉降速度在<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)散過程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散當(dāng)考慮以下斜煙流軸線為基準(zhǔn)的擴(kuò)散時，有污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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64萬千瓦，除塵效率95%，假若75%在周圍9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，求煙流軸線觸地的水平距離.污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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)過程會使物質(zhì)沉積到地面。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散

一般都假定下墊面對這類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”模式或稱有效源強(qiáng)法。源項隨距離x的變化污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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)散過程及特殊擴(kuò)散

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

根據(jù)干沉積速度的定義，它是垂直通量與實(shí)測濃度之間的比例常數(shù)。整個沉積的三個步驟可類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、霜等都能對空氣污染物，包括氣體和粒子起到清除作用，稱為降水清除或濕沉積。通常，把由降水造成的污染物清除過程稱為雨洗(或雪洗)，這種過程將空氣污染帶到地面。按照降水清除過程發(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)散過程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散

為模擬上述降水清除過程對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)散方程平流輸送項湍能擴(kuò)散項源排放項干濕沉降化學(xué)反應(yīng)污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以致變性或生成二次污染物，經(jīng)過在大氣層中一定時間的滯留而后遷移。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散對于空氣質(zhì)量影響的模擬，最普通并具典型意義的此類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)散過程及特殊擴(kuò)散(2)城市汽車廢排放和其它工業(yè)源排放的HC化合物和NOx等初級空氣污染物在太陽輻射作用下生成光化學(xué)煙霧的過程，其中主要組成成分有臭氧和過氧乙醛硝酸鹽(PAN)等二次污染物，對城市區(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)散過程及特殊擴(kuò)散（4）粒子和氣體污染物在干濕清除過程中的化學(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)散過程及特殊擴(kuò)散污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散通常，采用最為簡單的處理方式，即假設(shè)一個隨時間常數(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))遷移的一種簡單的清除過程。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單的衰變規(guī)律污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(kuò)散污染物滯留時間空氣污染物滯留時間亦稱居留時間(residencetime)是表征空氣污染物在一定時期，一定空間范圍里的壽命的一個特征量。它定義為這樣一個時間，即假定沒有污染物補(bǔ)充，沒有污染物穿過區(qū)域邊界，該區(qū)域大氣里污染隨時間減少至原來的1/e倍所需的時間。污染氣象學(xué)非擴(kuò)散過程及特殊擴(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)過程，滯留時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