大气中污染物的扩散

（一）气温垂直递减率（二）大气稳定度（三）逆温（四）影响大气污染物扩散的气象因素第四节

大气中污染物的扩散

一、大气边界层的温度场

(一)气温垂直递减率干空气块或未饱和的湿空气块在绝热条件下每升高单位高度（普通取用单位高度为100m）所造成的温度下降数值称为干绝热递减率rd。气温垂直递减率r与干绝热递减率rd的区别？γd与r和rd的含义是完全不同的：在对流层中，普通状况下气温随高度的增加而递减，每上升单位高度气温减少的度数称为气温直减率，以r表达。在对流层中，气温直减率平均是0.65℃/100m，但有时在局部地区气温随高度的增加而逐步升高，即出现逆温。也有时在局部地区气温随高度的增加而递减很快。干空气团在绝热运动中，每上升100m气温下降约1℃，称为干绝热直减率，以rd表达。其为一种常数，即rd=1℃/100m。大气稳定度：指在垂直方向上的大气稳定的程度。如果一空气块由于某种因素受到外力的作用，产生了上升或下降运动后，可能发生三种状况：（1）当外力去除后，气块就减速并有返回原来高度的趋势，称这种大气是稳定的。（2）当外力去除后，气块加速上升或下降，称这种大气是不稳定的。（3）当外力去除后，气块被外力推到哪里就停到哪里或作等速运动，称这种大气是中性的。（二）大气稳定度逆温：气温随高度增加而增加的现象。逆温层：气温随高度增加而增加的气层。逆温分类：辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温、湍流逆温。（三）逆温辐射逆温定义：夜间由地面、雪面或冰面、云层顶部等辐射冷却形成的逆温。

厚度：普通为200～300ｍ。高纬地区冬季有时可达2,000ｍ左右。出现时间：大陆上常年都可出现，以冬季最强，夏季最弱。下沉逆温h1h2下沉（辐散）h1>h2定义因整层空气下沉而造成的逆温，称为下沉逆温。

形成过程天气状况下沉逆温常与辐射逆温结合形成一种从地面开始有数百米厚的逆温层，并出现温度升高，干燥晴朗的好天气。平流逆温

暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却，愈近地表面的空气降温愈多，而上层空气受冷地面的影响小，降温较少，于是产生了逆温现象，这种逆温称为平流逆温。多发生在冬季中纬度沿海地区。冷的下垫面暖空气暖空气湍流逆温定义：由于空气的湍流混合而形成的逆温。

形成过程高度温度BACDE逆温层湍流混合层（γ<γd）（湍流减弱层）AB:气层原来的气温分布CD:湍流混合后的气温分布DE:逆温层的气温分布锋面逆温冷暖空气相遇时，较轻暖空气爬到冷空气上方，在冷暖空气交界面附近（即锋面附近）出现的逆温，称为锋面逆温。

逆温层冷空气暖空气对于不同尺度的扩散，影响污染物扩散的空间层次和重要气象要素不同。如影响全球尺度污染是对流层和平流层大尺度的大气环流，而影响小尺度污染的是近地层气象特性。下面讨论的是影响小尺度大气污染物稀释和扩散的气象因素。小尺度的空间范畴普通不大于10km。对于小尺度的扩散，影响污染物在大气中运动的气象因素重要有风、湍流和大气稳定度等。（四）影响大气污染物扩散的气象因素排入大气中的污染物，会沿着下风向输送、扩散和稀释，风速越大，污染物被输送的距离越远，其浓度越低。因此，大气污染不仅受风向，也受风速的影响。某一风向频率越大，其下风向受污染的几率越高；反之几率越低。即大气污染程度与风向频率成正比。某一风向的风速越大，则下风向的污染程度越小，由于来自上风向的污染物输送、扩散和稀释能力加大，使大气中污染物的浓度减少，即大气污染程度与风速成反比。为了综合反映某一地区风向频率和平均风速对大风污染影响的程度。惯用污染系数来体现：某方位的污染系数＝该方位的风向频率/该方位的平均风速污染系数越大，其下风向的污染就越严重。1．风大气呈无规则的，三维的小尺度运动称为大气湍流。其体现为气流的速度和方向随时间和空间位置的不同而呈随机变化，并由此引发温度、湿度以及污染物浓度等属性的随机涨落。大气总是处在不停息的湍流运动之中，排放到大气中的污染物质，在湍流作用下被扩散和稀释。如我们日常所看到的，烟囱中冒出的烟气总是向下风方向飘去并不停地向四周扩散，这就是大气对污染物的输送和稀释扩散过程。湍流能否发生及其强度大小重要取决于风速大小，地面起伏状况和近地面大气的热状况。大气越不稳定，越有助于湍流的发展。地面越起伏不平，湍流越易发展。2．湍流大气稳定度指大气中某一高度上的气团在垂直方向上的相对稳定程度。如果给一团空气一种初始作用力，使其作向上的垂直运动。垂直运动的气块在外力消失后，又逐步回到原来的位置，这种状况的大气是稳定的，当外力消失后，气块仍继续上升，甚至加速迈进，这种状况的大气是不稳定的，当外力消失后，气块停留在其已达成的位置，即不上升也不下降，这种状况的大气是处在中性状态。3．大气稳定度对气温垂直递减率与干绝热垂直递减率进行比较能够判断大气与否稳定。在对流层中，普通状况下气温随高度的增加而递减，每上升单位高度气温减少的度数称为气温直减率，以r表达。在对流层中，气温直减率平均是0.65℃/100m，但有时在局部地区气温随高度的增加而逐步升高，即出现逆温。也有时在局部地区气温随高度的增加而递减很快。干空气团在绝热运动中，每上升100m气温下降约1℃，称为干绝热直减率，以rd表达。其为一种常数，即rd=1℃/100m。当周边空气的r>rd时，大气处在不稳定状态，这时上升的热空气团和下降的冷空气团垂直运动强烈，有助于大气污染物的稀释扩散。当r<rd时，大气处在稳定状态，遏制了空气团在其中做垂直运动，不利于大气污染等物的扩散。当r=rd时，大气处在中性状态，这时空气的垂直运动介于稳定和了不稳定之间，大气污染物的稀释扩散速度也处在两者之间。风和大气稳定度对烟形有很大影响，因而能够借助烟型的变化来判断大气污染的趋势。波浪型锥型扇型屋脊型熏烟型波浪型：气温直减率不不大于干绝热递减率，大气处在不稳定状态时，烟形摆动大，扩散快，大气污染物很快扩散到地面，对附近居民有害，但对距离较远的区域影响小，普通不易发生烟雾事件。这种类型多发生在夏天或晴天的中午。锥形：当气温直减率与干绝热递减率差别不太大，或风速较大时，大气稳定度呈中性，此时水平扩散不不大于垂直扩散，因而烟形呈圆锥型。这种烟形多发生在阴天或大风天气条件下。扇形：当气温自下向上增加，大气处在稳定状态，普通风速微弱，烟气在逆温层内只能在水平方向呈扇形逐步散开，扩散极慢。这种烟形的大气污染物能够传输到很远的地方，如遇山丘或高层建筑物则发生下沉作用，以致对该地区造成严重污染。如果污染源的高度高于逆温层，则近源处地面的污染物浓度低；如污染源在逆温层内，则污染物难以稀释扩散，易造成大气污染。扇型多发生在晴天的夜间或清晨，风速较小的状况下。屋脊型：烟囱高度下列的大气层处在稳定状态，烟囱高度顶部以上的大气层处在不稳定状态，此时下面的逆温层制止烟气向下扩散，而只会向上部扩散，烟形呈屋脊型。这种烟形下部浓度小，如不与山丘或建筑物相遇，不会造成严重污染。这种状况多发生于晴天黄昏。熏烟型：其成因与屋脊型的大气状况正好相反，在烟囟顶部以上的大气层处在稳定状态，烟囟高度下列的大气层处在稳定状态，此时，上面的逆温仿佛一种“锅盖”，使烟气不能向上扩散，而只能大量下沉，在下风向地面造严重污染，许多烟雾事件是在比条件下形成的。这种烟形发生在冬季日出后1——2小时，持续时间0.5——1小时。1．地形和地物的影响2．山沟风3．海陆风4．都市热岛环流二、影响大气污染的地理因素：一、重要大气污染物控制技术：（一）烟尘1.机械式除尘装置2.袋式除尘装置3.湿式除尘装置4.电除尘装置第五节

大气污染综合防治与管理（二）SO2

1.燃料脱硫2.燃烧脱硫3.流化床燃烧脱硫全方面规划、合理布局选择有利污染物扩散的排放方式区域集中供暖、供热变化燃料构成绿化造林大气污染控制技术二、大气污染综合防治一全方面规划、合理布局工业布局与否合理与形成大气污染的关系十分亲密。工业过分集中,大气污染物排放过多,就不容易稀释、扩散。工业布局的原则是分散布设,这有助于污染物的稀释、扩散,减少污染造成的危害。布设新的工厂公司时,要充足考虑地形、气象条件,避免在经常出现逆温的地方布设工厂或集中的工业区。要把工厂布设在都市的下风向。二选择有助于污染物扩散的排放方式大气的污染程度同污染物排出的污染物的数量有关。在源强不变的状况下,靠近地面的大气中污染物浓度与烟囱有效高度的平方成反比。因此,加大烟囱的有效高度是防治局部地区大气污染的方法之一。集合式烟囱是把几个排烟装置所排放的烟气集中到一种烟囱里排放,有助于发挥大气的扩散作用和自净能力。三区域集中供暖、供热分散于千家万户的炉灶和市区密集的矮烟囱是大气烟尘的重要污染源,特别是我国北方都市冬季采暖耗煤量的增加,使烟尘含量大为增加。采用区域集中供热,即在都市的郊区设立大的热电厂和供热站,以替代分散的锅炉,是消除烟尘的有效方法。四变化燃料构成煤气是一种清洁、使用方便的能源。普及都市煤气供应是建设当代化都市的重要构成部分。燃料气化是现在和此后解决煤炭燃烧污染大气最有效的方法,气态燃料净化方便,燃烧最完全,是减轻大气污染较好的燃料形式。五绿化造林绿色植物除有调节气候、吸尘、降噪的功效外,还可吸取大气中的有害的污染物,起到净化大气污染的作用。针对大气污染区的特点,结合多个绿色植物的特性,筛选多个对大气污染物有较强的抵抗和吸取能力的绿色植物,努力扩大绿化面积,既能美化居室环境,又能大大减少大气污染的危害,是进一步改善大气环境质量的重要方法。六大气污染控制技术在我国现在的能源构造(以煤为主),燃烧技术等条件下,诸多燃烧装置不可能完全消除污染物排放,加上某些较落后的工艺技术,不进行污染源治理,就不可能彻底控制污染。因此,在注意集中控制的同时,还应强化污染源的治理。（一）大气污染原则的种类和作用按用途分类：1.大气环境质量原则2.大气污染物排放原则3.大气污染控制技术原则4.警报原则三、大气环境原则（二）大气环境质量原则我国大气环境质量原则分为三级：一级原则：为保护自然生态和人群健康，在长久接触状况下，不发生任何危害性影响的空气质量规定。二级原则：为保护人群健康和都市、乡村的动、植物，在长久和短期的接触状况下，不发生伤害的空气质量规定。三级原则：为保护人群不发生急、慢性中毒和都市普通动、植物（敏感者除外）正常生长的空气质量规定。根据各地区地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度，拟定大气环境质量分为三类区：一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。二类区：都市规划中拟定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村地区。三类区：大气污染程度比较重的城乡和工业区，以及都市交通枢纽、干线等。一、天然水在环境中的循环：（一）地球上天然水资源的分布（二）天然水在环境中的循环。海洋：2500年，深层地下水：1400年，湖泊：17年，土壤水：1年，河川水：16天，大气水：8天，生物水：几小时。第三章

水体环境

第一节

水体环境概述

二、天然水的水质：（一）天然水化学成分的形成天然水的化学成分取决于其形成环境，即：首先取决于与水接触的物质的成分和溶解度；另首先取决于这一作用进行的条件。在天然水中进行的化学及物理化学作用重要有：固体物质的溶解与沉淀酸碱反映水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡氧化——还原作用固体物质与水中离子成分之间的交换反映有机物的矿化作用生物化学作用（二）天然水的化学构成溶解气体重要离子微量元素生源物质胶体（三）多个类型天然水水质大气降水河水湖泊地下水三、水体概念及水体污染（一）水体概念水体是地表水圈的重要构成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，涉及有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。（二）水体污染当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超出了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落构成发生变化，从而减少了水体的使用价值和使用功效的现象，被称作水体污染。四、水体污染源和污染物：水体污染源指的是向水体排放污染物的场合、设备和装置等。普通也涉及污染物进入水体的途径。（一）水体