環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第2章大氣環(huán)境及污染問題(2)

1、第第4節(jié)節(jié) 影響大氣污染的氣象條件和地理因素影響大氣污染的氣象條件和地理因素l4.1 溫度層結(jié)溫度層結(jié) 氣溫垂直遞減率氣溫垂直遞減率：氣溫隨高度的升高而下降的數(shù)：氣溫隨高度的升高而下降的數(shù)值，通常以值，通常以r表示。表示。l 干絕熱遞減率干絕熱遞減率（rd）：干空氣塊或未飽和的濕空氣：干空氣塊或未飽和的濕空氣塊在絕熱條件下每升高單位高度（通常取單位高度為塊在絕熱條件下每升高單位高度（通常取單位高度為100米）所造成的溫度下降數(shù)值稱為米）所造成的溫度下降數(shù)值稱為rd，一般為，一般為0.98k/100m.l 在對(duì)流層中，氣溫垂直變化的總趨勢(shì)是隨著高度在對(duì)流層中，氣溫垂直變化的總趨勢(shì)是隨著高度的增加

2、氣溫逐漸降低：的增加氣溫逐漸降低：l（1）地面是近地面大氣的主要和直接的熱源）地面是近地面大氣的主要和直接的熱源l（2）水汽和固體雜質(zhì)的分布從低空向高空減少，水）水汽和固體雜質(zhì)的分布從低空向高空減少，水 l 汽和固體雜質(zhì)吸收地面輻射的能力很強(qiáng)，從而汽和固體雜質(zhì)吸收地面輻射的能力很強(qiáng)，從而l 使近地面溫度高于上層。使近地面溫度高于上層。 溫度層結(jié)的定義溫度層結(jié)的定義：大氣中氣溫在垂直方向上的分布大氣中氣溫在垂直方向上的分布稱為溫度層結(jié)。稱為溫度層結(jié)。l 大氣中溫度層結(jié)有四種類型：大氣中溫度層結(jié)有四種類型：l（1）氣溫隨高度增加而遞減氣溫隨高度增加而遞減，即，即r 0，稱為，稱為正常分布層結(jié)或遞減

3、層結(jié)；正常分布層結(jié)或遞減層結(jié)；l（2）氣溫垂直遞減率等于或近似等于干絕熱氣溫垂直遞減率等于或近似等于干絕熱遞減率遞減率，即，即r = rd，稱為中性層結(jié)；，稱為中性層結(jié)；l（3）氣溫不隨高度變化氣溫不隨高度變化，即，即r = 0，稱為等溫，稱為等溫層結(jié)；層結(jié)；l（4）氣溫隨高度增加而增加氣溫隨高度增加而增加，即，即r 0 a 0 大氣不穩(wěn)定大氣不穩(wěn)定(正常溫度層結(jié)正常溫度層結(jié))當(dāng)當(dāng)r rd 0 a 0 大氣穩(wěn)定大氣穩(wěn)定(正常、等溫或逆溫層結(jié)正常、等溫或逆溫層結(jié))當(dāng)當(dāng)r = rd a = 0 大氣是中性大氣是中性l 一般來說，一般來說，r越大，大氣越不穩(wěn)定，反之，越大，大氣越不穩(wěn)定，反之， 大氣

4、越穩(wěn)定大氣越穩(wěn)定。l zTgadl4.3 4.3 逆溫層逆溫層l 氣溫隨高度增加而增加的氣層氣溫隨高度增加而增加的氣層，即即r 0 ，但在特定的條件下，也會(huì)發(fā)生，但在特定的條件下，也會(huì)發(fā)生r 0或或r = 0的現(xiàn)象，即發(fā)生了逆溫或等溫現(xiàn)象。的現(xiàn)象，即發(fā)生了逆溫或等溫現(xiàn)象。 l 根據(jù)大氣穩(wěn)定度分析，發(fā)生逆溫時(shí)，大氣根據(jù)大氣穩(wěn)定度分析，發(fā)生逆溫時(shí)，大氣是是穩(wěn)定穩(wěn)定的。逆溫層的存在，大大阻礙了氣溫的的。逆溫層的存在，大大阻礙了氣溫的垂直運(yùn)動(dòng)，也將逆溫層稱為垂直運(yùn)動(dòng)，也將逆溫層稱為阻擋層阻擋層。l 污染氣體多積聚在逆溫層下面，往往導(dǎo)致污染氣體多積聚在逆溫層下面，往往導(dǎo)致嚴(yán)重大氣污染。嚴(yán)重大氣污染。l

5、逆溫的類型逆溫的類型：根據(jù)逆溫生成的過程，可根據(jù)逆溫生成的過程，可將逆溫分為將逆溫分為l （1）輻射逆溫輻射逆溫l （2）下沉逆溫下沉逆溫l （3）平流逆溫平流逆溫l （4）鋒面逆溫鋒面逆溫l （5）湍流逆溫湍流逆溫l 其中，其中，輻射逆溫和平流逆溫輻射逆溫和平流逆溫與大氣污染與大氣污染的關(guān)系最密切。的關(guān)系最密切。l 輻射逆溫輻射逆溫：在晴空無云（少云）的夜晚，當(dāng)風(fēng)速較小在晴空無云（少云）的夜晚，當(dāng)風(fēng)速較?。?，d，大氣不，大氣不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈出現(xiàn)于陽光出現(xiàn)于陽光較強(qiáng)的白天較強(qiáng)的白天伴隨有較強(qiáng)的熱擴(kuò)散，微伴隨有較強(qiáng)的熱擴(kuò)散，微風(fēng)風(fēng)由于擴(kuò)散速度快，由于擴(kuò)散速度快，近污染源地區(qū)污染近

6、污染源地區(qū)污染物落地濃度較高，物落地濃度較高， 一般不會(huì)形成煙霧一般不會(huì)形成煙霧事件事件錐形錐形煙云離開排放口一定距離后，煙云離開排放口一定距離后，云軸基本上保持水平，外形云軸基本上保持水平，外形似橢圓錐，煙云規(guī)則擴(kuò)散能似橢圓錐，煙云規(guī)則擴(kuò)散能力比波浪型弱。力比波浪型弱。0，=d，大氣處，大氣處于中性穩(wěn)定狀態(tài)于中性穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)于多云出現(xiàn)于多云或陰天的白或陰天的白天，強(qiáng)風(fēng)的天，強(qiáng)風(fēng)的夜晚或冬季夜晚或冬季夜間。夜間。高空風(fēng)較大，擴(kuò)散主要靠高空風(fēng)較大，擴(kuò)散主要靠熱力和動(dòng)力作用。熱力和動(dòng)力作用。擴(kuò)散速度、落地濃擴(kuò)散速度、落地濃度較前者低，污染度較前者低，污染物輸送較遠(yuǎn)。物輸送較遠(yuǎn)。平展形平展形煙云在垂

7、直方向擴(kuò)散速度小，煙云在垂直方向擴(kuò)散速度小，厚度在縱向變化不大，在水厚度在縱向變化不大，在水平方向上有緩慢擴(kuò)散。平方向上有緩慢擴(kuò)散。0，0，d，大氣處于不，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)；穩(wěn)定狀態(tài)；排出口下方：排出口下方：0，d，大氣處于穩(wěn)，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)定狀態(tài)多出現(xiàn)于日多出現(xiàn)于日落后，因地落后，因地面有輻射逆面有輻射逆溫，大氣穩(wěn)溫，大氣穩(wěn)定，高空大定，高空大氣不穩(wěn)定。氣不穩(wěn)定。排出口上方有微風(fēng)，伴有排出口上方有微風(fēng)，伴有湍流；排出口下凡，幾乎湍流；排出口下凡，幾乎無風(fēng)，無湍流。無風(fēng)，無湍流。煙囪高度處于不穩(wěn)煙囪高度處于不穩(wěn)定層時(shí)，污染物不定層時(shí)，污染物不向下擴(kuò)散，對(duì)地面向下擴(kuò)散，對(duì)地面污染較小。污染較

8、小。漫煙形漫煙形煙云上側(cè)邊緣清晰，呈平直煙云上側(cè)邊緣清晰，呈平直狀，下部有較強(qiáng)的湍流擴(kuò)散，狀，下部有較強(qiáng)的湍流擴(kuò)散，煙云上方有逆溫層。煙云上方有逆溫層。排出口上方：排出口上方：0，0，d，大氣不穩(wěn)定，大氣不穩(wěn)定日出后地面日出后地面低層空氣增低層空氣增溫，使逆溫溫，使逆溫自下而上逐自下而上逐漸破壞但上漸破壞但上部仍保持逆部仍保持逆溫。溫。煙云下部有明顯熱擴(kuò)散，煙云下部有明顯熱擴(kuò)散，上部熱擴(kuò)散很弱，風(fēng)在煙上部熱擴(kuò)散很弱，風(fēng)在煙云之間流動(dòng)。云之間流動(dòng)。煙囪低于穩(wěn)定層時(shí)，煙囪低于穩(wěn)定層時(shí)，煙云就像被蓋子蓋煙云就像被蓋子蓋住似的，煙云只向住似的，煙云只向下擴(kuò)散，地面污染下擴(kuò)散，地面污染嚴(yán)重。嚴(yán)重。翻卷型

9、煙型平展型煙型平展型煙型上升型煙型上升型煙型l4.5 4.5 大氣的水平運(yùn)動(dòng)和湍流運(yùn)動(dòng)大氣的水平運(yùn)動(dòng)和湍流運(yùn)動(dòng)l l 大氣的水平運(yùn)動(dòng)大氣的水平運(yùn)動(dòng)(風(fēng)風(fēng))對(duì)于大氣污對(duì)于大氣污染物的第一個(gè)作用就是染物的第一個(gè)作用就是輸送作用；輸送作用；l 第二個(gè)作用是對(duì)污染物濃度的第二個(gè)作用是對(duì)污染物濃度的沖沖淡稀釋作用淡稀釋作用。l l（1 1）大氣湍流大氣湍流：大氣的上下左右無規(guī)則擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)大氣的上下左右無規(guī)則擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。l（2）成因）成因：l （A）由于垂直方向）由于垂直方向溫度溫度分布的不均勻性引起的分布的不均勻性引起的熱力湍流熱力湍流，它的強(qiáng)度取決于大氣穩(wěn)定度。，它的強(qiáng)度取決于大氣穩(wěn)定度。l （B）由于垂

10、直方向上）由于垂直方向上風(fēng)速風(fēng)速分布的不均勻性和地分布的不均勻性和地面粗糙度引起的面粗糙度引起的機(jī)械湍流機(jī)械湍流， 它的強(qiáng)度取決于風(fēng)速梯它的強(qiáng)度取決于風(fēng)速梯度和地面粗糙度。度和地面粗糙度。l（3 3）作用）作用：湍流具有極強(qiáng)的擴(kuò)散能力，風(fēng)速越大，湍流具有極強(qiáng)的擴(kuò)散能力，風(fēng)速越大，湍流越強(qiáng)，污染物的擴(kuò)散速度就越快，污染物的濃湍流越強(qiáng)，污染物的擴(kuò)散速度就越快，污染物的濃度也越低。度也越低。 l 影響大氣污染的主要地理因素有：影響大氣污染的主要地理因素有：l（1 1）地形和地物的影響地形和地物的影響l（2 2）局地環(huán)流局地環(huán)流（包括山谷風(fēng)，海陸風(fēng)和城市（包括山谷風(fēng)，海陸風(fēng)和城市熱島環(huán)流）的影響熱島環(huán)

11、流）的影響。 l 地形地物的影響地形地物的影響l（1）山脈）山脈l（2）高大建筑物：在建筑物背風(fēng)面局部形成）高大建筑物：在建筑物背風(fēng)面局部形成渦流。渦流。l l 局地環(huán)流的影響局地環(huán)流的影響l 由于地形的差異，往往會(huì)造成地表熱由于地形的差異，往往會(huì)造成地表熱力性質(zhì)的不均勻性，進(jìn)而形成各種局地力性質(zhì)的不均勻性，進(jìn)而形成各種局地環(huán)流。環(huán)流。局地環(huán)流的形成對(duì)當(dāng)?shù)氐拇髿馕劬值丨h(huán)流的形成對(duì)當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴镜男纬勺饔幂^為明顯。染的形成作用較為明顯。 l 定義定義：由于城市溫度經(jīng)常比農(nóng)村高：由于城市溫度經(jīng)常比農(nóng)村高( (特別是夜特別是夜間間) )，氣壓比鄉(xiāng)村低，所以可以形成一種從周圍農(nóng)村，氣壓比鄉(xiāng)村低，所以可

12、以形成一種從周圍農(nóng)村吹向城市市區(qū)的特殊的局地風(fēng)，稱為城市熱島環(huán)流或吹向城市市區(qū)的特殊的局地風(fēng)，稱為城市熱島環(huán)流或城市（郊）風(fēng)。城市（郊）風(fēng)。l 城郊風(fēng)在市區(qū)匯合產(chǎn)生上升氣流。當(dāng)城市周圍有城郊風(fēng)在市區(qū)匯合產(chǎn)生上升氣流。當(dāng)城市周圍有較多產(chǎn)生大氣污染的工廠時(shí)，就會(huì)使污染物在夜間向較多產(chǎn)生大氣污染的工廠時(shí)，就會(huì)使污染物在夜間向市中心輸送，造成嚴(yán)重污染，特別是夜間城市上空有市中心輸送，造成嚴(yán)重污染，特別是夜間城市上空有逆溫層存在。逆溫層存在。l 城市熱島環(huán)流l。l 產(chǎn)生城鄉(xiāng)溫度差異的主要原因產(chǎn)生城鄉(xiāng)溫度差異的主要原因(1)(1)城市人口密集、工業(yè)集中，能耗水平高；城市人口密集、工業(yè)集中，能耗水平高；(2

13、)(2)城市覆蓋物城市覆蓋物( (如建筑、水泥路面等如建筑、水泥路面等) )熱容量熱容量 大，大，白天吸收太陽輻射熱，夜間放熱緩慢，使低層白天吸收太陽輻射熱，夜間放熱緩慢，使低層空氣變暖空氣變暖；(3)(3)城市上空籠罩一層煙霧和城市上空籠罩一層煙霧和CO2，吸收地面長，吸收地面長波輻射。波輻射。 l 有界大氣擴(kuò)散有界大氣擴(kuò)散：大氣污染物排放源多位大氣污染物排放源多位于近地面或接近地面的大氣邊界層，因此，于近地面或接近地面的大氣邊界層，因此，污染物在大氣中的擴(kuò)散多在邊界層中進(jìn)行，污染物在大氣中的擴(kuò)散多在邊界層中進(jìn)行，并受到地面的影響，我們稱這種大氣擴(kuò)散為并受到地面的影響，我們稱這種大氣擴(kuò)散為有

14、界大氣擴(kuò)散有界大氣擴(kuò)散。l l5.1 一般高斯擴(kuò)散模式一般高斯擴(kuò)散模式l 高斯高斯(Gaussion)擴(kuò)散模式是大氣擴(kuò)散模擴(kuò)散模式是大氣擴(kuò)散模式中最為著名和應(yīng)用最廣泛的大氣擴(kuò)散模式，式中最為著名和應(yīng)用最廣泛的大氣擴(kuò)散模式，其中，其中，點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式又最為常用。又最為常用。 l1、高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系、高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系l 原點(diǎn)為地面源排放點(diǎn)或高架源排放點(diǎn)在地面的原點(diǎn)為地面源排放點(diǎn)或高架源排放點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)，投影點(diǎn)，x軸向?yàn)槠骄L(fēng)向軸向?yàn)槠骄L(fēng)向, y軸在水平面上垂直于軸在水平面上垂直于x軸，正向在軸，正向在x軸的左側(cè)，軸的左側(cè)，Z軸垂直于水平面軸垂直于水平面oxy，向，向

15、上方為正向，即為右手坐標(biāo)系。上方為正向，即為右手坐標(biāo)系。 l2 2、高斯擴(kuò)散一般模式成立的假設(shè)條件、高斯擴(kuò)散一般模式成立的假設(shè)條件l 污染物濃度在污染物濃度在y y軸和軸和z z軸軸上的分布符合上的分布符合正正 l 態(tài)分布態(tài)分布；l 在全部空間中風(fēng)速是在全部空間中風(fēng)速是均勻和穩(wěn)定均勻和穩(wěn)定的；的；l 源強(qiáng)是連續(xù)源強(qiáng)是連續(xù)均勻的均勻的（mg/s）；）；l 污染物在擴(kuò)散過程中質(zhì)量是守恒的，化污染物在擴(kuò)散過程中質(zhì)量是守恒的，化l 學(xué)性質(zhì)是穩(wěn)定的，不發(fā)生沉降現(xiàn)象；學(xué)性質(zhì)是穩(wěn)定的，不發(fā)生沉降現(xiàn)象；l 排放源周邊地區(qū)較平坦開闊排放源周邊地區(qū)較平坦開闊l3 3、高架連續(xù)點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式及幾種常見的形式、高架

16、連續(xù)點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式及幾種常見的形式l 一般形式一般形式：l l l l Q 為污染源的源強(qiáng)（為污染源的源強(qiáng)（mg /s），），l H 為煙囪有效高度為煙囪有效高度(m)，l U 為煙囪實(shí)際高度處的平均風(fēng)速為煙囪實(shí)際高度處的平均風(fēng)速(m/s)，ly y,z z為為y軸和軸和z軸上的擴(kuò)散系數(shù)（即污染物濃度在軸上的擴(kuò)散系數(shù)（即污染物濃度在y l 軸和軸和z軸上正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差）軸上正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差）l C (x ,y, z, H) 為污染源下風(fēng)向任一點(diǎn)為污染源下風(fēng)向任一點(diǎn)(x, y, z) 處的污染處的污染l物濃度物濃度(mg / m3 )。 2)(exp2)()exp2exp(2);,(22

17、2222zzyzyHzHzyUQHzyxCl 幾種特殊形式幾種特殊形式l(1) (1) 下風(fēng)向地面任何一點(diǎn)的污染物濃度下風(fēng)向地面任何一點(diǎn)的污染物濃度 (z = 0)(z = 0) )22(exp); 0 ,(2222zyzyHyUQHyxC l (2) (2) 下風(fēng)向煙流中心線地面任何一點(diǎn)污染物下風(fēng)向煙流中心線地面任何一點(diǎn)污染物濃度濃度( (z = 0, y = 0) ) )2exp(); 0 , 0 ,(22zzyHUQHxC(3)(3)地面軸線最大污染物落地濃度地面軸線最大污染物落地濃度 將上式代入到地面軸線濃度計(jì)算公式將上式代入到地面軸線濃度計(jì)算公式, 可得出可得出 出現(xiàn)地面軸線最大落地

18、濃度點(diǎn)時(shí)的出現(xiàn)地面軸線最大落地濃度點(diǎn)時(shí)的Z Z軸的擴(kuò)散系數(shù)軸的擴(kuò)散系數(shù)為為zx C max = H/ 2 yzyzUHQeUHQHxC22max234. 02); 0 , 0 ,(l(4) (4) 地面連續(xù)源高斯擴(kuò)散模式地面連續(xù)源高斯擴(kuò)散模式l l 令令高架連續(xù)點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式的一般形高架連續(xù)點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模式的一般形式式中的中的H = 0, 便便得到地面連續(xù)源在其下風(fēng)向得到地面連續(xù)源在其下風(fēng)向任何一點(diǎn)任何一點(diǎn)(x, y, z)的污染物濃度值計(jì)算公式：的污染物濃度值計(jì)算公式： )2exp()2exp()0 ;,(2222zyzyzyUQzyxCl 由以上由以上地面連續(xù)源高斯擴(kuò)散模式地面連續(xù)源高斯

19、擴(kuò)散模式，可得，可得出地面源的地面任何一點(diǎn)（出地面源的地面任何一點(diǎn)（x, y, 0）和地面軸）和地面軸線上任何一點(diǎn)（線上任何一點(diǎn)（x, 0,0）的污染物濃度擴(kuò)散）的污染物濃度擴(kuò)散模模式式： )2exp()0 , 0 ,(22yzyyUQyxC zyUQxC)0 , 0 , 0 ,(l5.2 TSP擴(kuò)散擴(kuò)散沉降模式（高斯傾斜煙流擴(kuò)沉降模式（高斯傾斜煙流擴(kuò)散模式）散模式） l 在以上一般高斯模式中，認(rèn)為顆粒物的粒徑小在以上一般高斯模式中，認(rèn)為顆粒物的粒徑小于于10微米，因此，其沉降作用可以忽略。微米，因此，其沉降作用可以忽略。l 當(dāng)顆粒物的當(dāng)顆粒物的粒徑大于粒徑大于10微米微米時(shí)，顆粒物除了隨時(shí)，

20、顆粒物除了隨平流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)以外，還由于重力下沉作用，使得煙羽平流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)以外，還由于重力下沉作用，使得煙羽的中軸線逐漸向地面傾斜，為了反映顆粒物的沉降的中軸線逐漸向地面傾斜，為了反映顆粒物的沉降作用，必須在以上一般高斯擴(kuò)散模式基礎(chǔ)上加以修作用，必須在以上一般高斯擴(kuò)散模式基礎(chǔ)上加以修改，即得到改，即得到高斯傾斜煙流擴(kuò)散模式高斯傾斜煙流擴(kuò)散模式。 l為可沉降顆粒物(10100um)在TSP中所占的比重， 0 1m/s）的情況下，計(jì)算）的情況下，計(jì)算公式為：公式為：l H = 式中：式中： 為排放煙氣熱量為排放煙氣熱量(J/s)l C1和和 C2為系數(shù)，是大氣穩(wěn)定度的函為系數(shù)，是大氣穩(wěn)定度的函 l 數(shù)，見

21、下表。數(shù)，見下表。 HQxHSuQcdVc)(21l C1和和 C2系數(shù)表系數(shù)表大氣穩(wěn)定度 C1 C2 穩(wěn)定 1.040.145中性0.350.171不穩(wěn)定3.470.33l C C布里格斯公式布里格斯公式l 適用于靜風(fēng)條件下（適用于靜風(fēng)條件下（ux1m/s），霍蘭德公式不），霍蘭德公式不適用，這時(shí)需采用布里格斯公式適用，這時(shí)需采用布里格斯公式：l H = 1.4l 式中：式中：T/ZT/Z為大氣豎向溫度梯度為大氣豎向溫度梯度(/m)。l 一般白天取一般白天取0.003/m，夜晚取，夜晚取0.01/m.l QH為排放煙氣熱量為排放煙氣熱量(J/s)4/1HQ83)(ZTl 4 4、大氣穩(wěn)定度的

22、劃分、大氣穩(wěn)定度的劃分l 大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴(kuò)散的一個(gè)大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴(kuò)散的一個(gè)十分重要的因素十分重要的因素。l 大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，氣流上下運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，氣流上下運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，煙氣擴(kuò)散迅速，地面上空不易聚集污染物；大氣處煙氣擴(kuò)散迅速，地面上空不易聚集污染物；大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，一般出現(xiàn)逆溫層，煙氣不易擴(kuò)散，污于穩(wěn)定狀態(tài)，一般出現(xiàn)逆溫層，煙氣不易擴(kuò)散，污染物積聚在地面上空，形成嚴(yán)重的大氣污染。染物積聚在地面上空，形成嚴(yán)重的大氣污染。l 在高斯擴(kuò)散模式中，直接受到大氣穩(wěn)定度影響在高斯擴(kuò)散模式中，直接受到大氣穩(wěn)定度影響的參數(shù)為的參數(shù)為擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)y y,z

23、z 。l 目前用的較多的大氣穩(wěn)定度分類有目前用的較多的大氣穩(wěn)定度分類有帕斯奎爾帕斯奎爾法法(Pasquill)和和呂查得松呂查得松 (Richardsm) 法。法。l 帕斯奎爾法帕斯奎爾法( (Pasquill) )：l 帕斯奎爾根據(jù)地面風(fēng)速、日照量、云量等帕斯奎爾根據(jù)地面風(fēng)速、日照量、云量等參數(shù)，將大氣的穩(wěn)定度從參數(shù)，將大氣的穩(wěn)定度從極不穩(wěn)定到穩(wěn)定劃分極不穩(wěn)定到穩(wěn)定劃分為為A、B、C、D、E、F六個(gè)穩(wěn)定度級(jí)別六個(gè)穩(wěn)定度級(jí)別。l A為極不穩(wěn)定，為極不穩(wěn)定，B為不穩(wěn)定，為不穩(wěn)定，C為弱不穩(wěn)定，為弱不穩(wěn)定，D為中性，為中性，E為弱穩(wěn)定，為弱穩(wěn)定，F(xiàn)為穩(wěn)定。為穩(wěn)定。A一一B表示表示按按A、B級(jí)的數(shù)據(jù)

24、內(nèi)插。級(jí)的數(shù)據(jù)內(nèi)插。l 夜間前后各夜間前后各1小時(shí)作為中性，即小時(shí)作為中性，即D級(jí)穩(wěn)定級(jí)穩(wěn)定度。夜間定義為日落前度。夜間定義為日落前l(fā)小時(shí)至日出后小時(shí)至日出后l小時(shí)。小時(shí)。l 該方法根據(jù)一般的氣象參數(shù)確定大氣穩(wěn)定該方法根據(jù)一般的氣象參數(shù)確定大氣穩(wěn)定度等級(jí)，應(yīng)用較方便。度等級(jí)，應(yīng)用較方便。l l 帕斯奎爾穩(wěn)定度級(jí)別劃分表帕斯奎爾穩(wěn)定度級(jí)別劃分表 地面地面風(fēng)速風(fēng)速m/sm/s白天太陽輻射白天太陽輻射陰天的陰天的白天或白天或夜間夜間有云的夜間有云的夜間強(qiáng)強(qiáng)中中弱弱薄云遮薄云遮天或低天或低云云5/105/10云量云量4/104/1022A AA-BA-BB BD D- - -2-32-3A-BA-BB

25、 BC CD DE EF F3-53-5B BB-CB-CC CD DD DE E5-65-6C CC-DC-DD DD DD DD D66C CD DD DD DD DD D1. A1. A極不穩(wěn)定，極不穩(wěn)定，B B不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，C C弱不穩(wěn)定，弱不穩(wěn)定，D D中性，中性，E E弱穩(wěn)定，弱穩(wěn)定，F(xiàn) F穩(wěn)定；穩(wěn)定；2. A-B2. A-B按按A A、B B數(shù)據(jù)內(nèi)插（用比例法）；數(shù)據(jù)內(nèi)插（用比例法）；3. 3. 日落前日落前1 1小時(shí)至日出后小時(shí)至日出后1 1小時(shí)為夜晚；小時(shí)為夜晚；4. 4. 不論何種天空狀況，夜晚前后各不論何種天空狀況，夜晚前后各1 1小時(shí)算做中性；小時(shí)算做中性；5. 5.

26、 仲夏晴天中午為強(qiáng)日照，寒冬晴天中午為弱日照（中緯度）仲夏晴天中午為強(qiáng)日照，寒冬晴天中午為弱日照（中緯度）l 擴(kuò)散參（系）數(shù)擴(kuò)散參（系）數(shù)y y,z z是高斯擴(kuò)散模式是高斯擴(kuò)散模式中重要的參數(shù)。中重要的參數(shù)。擴(kuò)散參（系）數(shù)擴(kuò)散參（系）數(shù)y y,z z是由是由污染源到下風(fēng)向計(jì)算點(diǎn)在污染源到下風(fēng)向計(jì)算點(diǎn)在x軸上距離軸上距離x和大氣和大氣穩(wěn)定度共同決定的穩(wěn)定度共同決定的.l 目前確定擴(kuò)散系數(shù)目前確定擴(kuò)散系數(shù)y y,z z最常用的方法最常用的方法包括包括: :l(1)(1)帕斯奎爾模型法帕斯奎爾模型法l(2)(2)帕斯奎爾帕斯奎爾- -吉福德曲線法（即吉福德曲線法（即P-G曲線法）曲線法）l(3)(3

27、)我國國標(biāo)中規(guī)定的方法我國國標(biāo)中規(guī)定的方法l lA帕斯奎爾模型法帕斯奎爾模型法 l y = (a1 ln x +a2) xl z = 0.465 exp (b1 + b2ln x +b3 ln2x)l 式中式中 x: 距污染源下風(fēng)向的距離（距污染源下風(fēng)向的距離（m） l a1, a2, ,b1, b2, b3 分別是大氣穩(wěn)定度的分別是大氣穩(wěn)定度的 l 函數(shù)，為常數(shù)函數(shù)，為常數(shù). .穩(wěn)定度分類 A B C D E F a1-0.023-0.015-0.012-0.006-0.006-0.003 a20.350.2480.1750.1080.0880.054 b10.88-0.958-1.186-

28、1.35-3.88-3.80 b2-0.1520.820.850.7931.2551.419 b30.1470.0170.0050.002-0.042-0.055 B帕斯奎爾帕斯奎爾吉福德曲線法吉福德曲線法（P-G曲線法曲線法） P-G P-G曲線圖曲線圖l6.1 6.1 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的定義環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的定義l 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)控制污染、保護(hù)環(huán)境的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)控制污染、保護(hù)環(huán)境的各種標(biāo)準(zhǔn)的總稱。它是國家為了保護(hù)人民身各種標(biāo)準(zhǔn)的總稱。它是國家為了保護(hù)人民身體健康，促進(jìn)生態(tài)的良性循環(huán)，根據(jù)環(huán)境政體健康，促進(jìn)生態(tài)的良性循環(huán)，根據(jù)環(huán)境政策和法規(guī)，在綜合分析自然環(huán)境特征、生物策和法規(guī)，在綜合分析自然環(huán)境特征、生

29、物學(xué)毒理實(shí)驗(yàn)，污染控制的經(jīng)濟(jì)能力和技術(shù)可學(xué)毒理實(shí)驗(yàn)，污染控制的經(jīng)濟(jì)能力和技術(shù)可行性的基礎(chǔ)上，對(duì)環(huán)境中污染物的允許含量行性的基礎(chǔ)上，對(duì)環(huán)境中污染物的允許含量及污染源排放污染物的數(shù)量和濃度所作出的及污染源排放污染物的數(shù)量和濃度所作出的規(guī)定。規(guī)定。 l6.2 6.2 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展概述環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展概述 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的建立和發(fā)展在一定程度上反映了一個(gè)國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的建立和發(fā)展在一定程度上反映了一個(gè)國家環(huán)境保護(hù)法律建設(shè)狀況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。家環(huán)境保護(hù)法律建設(shè)狀況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。l 英國工業(yè)革命發(fā)展最早，環(huán)境污染對(duì)其影響也較英國工業(yè)革命發(fā)展最早，環(huán)境污染對(duì)其影響也較早，早在早，早在1863年，年，英國為了

30、防止大氣污染就英國為了防止大氣污染就l制定了世界上第一個(gè)附有污染物排放量限制的制定了世界上第一個(gè)附有污染物排放量限制的堿業(yè)堿業(yè)法法。l 2020世紀(jì)中葉，隨著震驚世界的環(huán)境污染事件接連世紀(jì)中葉，隨著震驚世界的環(huán)境污染事件接連在工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)生，這些國家認(rèn)識(shí)到了需要采用立在工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)生，這些國家認(rèn)識(shí)到了需要采用立法的手段來防止環(huán)境污染，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)也就隨著環(huán)境法法的手段來防止環(huán)境污染，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)也就隨著環(huán)境法的建立而不斷發(fā)展。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法密切相關(guān)。的建立而不斷發(fā)展。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法密切相關(guān)。 l 我國隨著第一次環(huán)境保護(hù)會(huì)議在我國隨著第一次環(huán)境保護(hù)會(huì)議在1973年的年的召開，環(huán)境法的建立和環(huán)境標(biāo)

31、準(zhǔn)的建立逐步得召開，環(huán)境法的建立和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的建立逐步得到重視。到重視。1973年制定了我國第一個(gè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)年制定了我國第一個(gè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)三廢排放試行標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)三廢排放試行標(biāo)準(zhǔn)。l 1979年，年，全國人大通過了全國人大通過了中華人民共和中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法國環(huán)境保護(hù)法（試行）之后，我國環(huán)境保護(hù)（試行）之后，我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新階段事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新階段. .l 上個(gè)世紀(jì)上個(gè)世紀(jì)8080年代，相繼制定了年代，相繼制定了大氣、地表大氣、地表水、地下水、飲用水、噪聲水、地下水、飲用水、噪聲等一系列的環(huán)境保等一系列的環(huán)境保護(hù)法規(guī)和相應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。護(hù)法規(guī)和相應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。l 9090年代制定了固體

32、廢物防治法和相應(yīng)的環(huán)年代制定了固體廢物防治法和相應(yīng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)境標(biāo)準(zhǔn)。 l6.3 6.3 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系l 按照環(huán)境要素分：大氣、水、噪聲、土壤按照環(huán)境要素分：大氣、水、噪聲、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。l 按照用途分：按照用途分：環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、污染物控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、污染警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)、污染物控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、污染警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)等。l 我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分類我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分類 l(1) (1) 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)l(2) (2) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)l(3) (3) 環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析和統(tǒng)計(jì)方法標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析和統(tǒng)計(jì)方法標(biāo)準(zhǔn)l(4) (4) 環(huán)境監(jiān)測(cè)

33、樣品標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境監(jiān)測(cè)樣品標(biāo)準(zhǔn)l(5) (5) 環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) l 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：是各類環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的核心，是對(duì)：是各類環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的核心，是對(duì)各環(huán)境要素中主要污染物的最高允許濃度值各環(huán)境要素中主要污染物的最高允許濃度值作出的作出的限制性規(guī)定，是進(jìn)行環(huán)境管理的依據(jù)。限制性規(guī)定，是進(jìn)行環(huán)境管理的依據(jù)。l 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：是以實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，：是以實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，對(duì)污染源排入環(huán)境中的污染物濃度對(duì)污染源排入環(huán)境中的污染物濃度作出的限制，是作出的限制，是控制污染物排放量的依據(jù)，也是環(huán)境管理部門執(zhí)法控制污染物排放量的依據(jù)，也是環(huán)境管理部門執(zhí)法的依據(jù)。的依據(jù)。

34、l l 我國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般分為我國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般分為3級(jí)，級(jí)，一級(jí)要求最高，一級(jí)要求最高，也最嚴(yán)格，達(dá)到一級(jí)的地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量最好。也最嚴(yán)格，達(dá)到一級(jí)的地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量最好。l 同樣，一類環(huán)境質(zhì)量地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量最好，如同樣，一類環(huán)境質(zhì)量地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量最好，如國家自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)等國家自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景游覽區(qū)等. . l大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996GB16297-1996）l 該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了33種大氣污染物的排放限值種大氣污染物的排放限值，同時(shí)規(guī)定了標(biāo)，同時(shí)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中的各種要求。準(zhǔn)執(zhí)行中的各種要求。我國我國目前目前的國家大氣污染物排放

35、標(biāo)準(zhǔn)的國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系中體系中，按照綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不按照綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行交叉執(zhí)行的原則，適用于現(xiàn)有污染源大氣污染物排放管理，以及建設(shè)的原則，適用于現(xiàn)有污染源大氣污染物排放管理，以及建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收及其投項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收及其投產(chǎn)后的大氣污染物排放管理產(chǎn)后的大氣污染物排放管理。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 30951996）濃度單位：濃度單位：mg /m3污染物名稱污染物名稱取值時(shí)間取值時(shí)間一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)總懸浮顆粒總懸浮顆粒物（物（TS

36、P)年平均年平均日平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入顆?？晌腩w粒物（物（PM10)年平均年平均日平均日平均0.040.050.100.150.150.25一氧化碳一氧化碳（CO)日平均日平均1小時(shí)平均小時(shí)平均4.0010.004.0010.006.0020.00環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 30951996）污染物名稱污染物名稱取值時(shí)間取值時(shí)間一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫二氧化硫（SO2)年平均年平均日平均日平均1小時(shí)平均小時(shí)平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70二氧化氮二氧化氮（NO2

37、)年平均年平均日平均日平均1小時(shí)平均小時(shí)平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24臭氧（臭氧（O3)1小時(shí)平均小時(shí)平均0.160.200.20l6.46.4 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制訂的原則 (1) 科學(xué)性科學(xué)性: 以環(huán)境基準(zhǔn)為主要依據(jù)以環(huán)境基準(zhǔn)為主要依據(jù).l (2) 可行性可行性: 經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平是決定各國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平是決定各國環(huán)境質(zhì)量標(biāo)l 準(zhǔn)不同的原因。準(zhǔn)不同的原因。 l 環(huán)境基準(zhǔn)環(huán)境基準(zhǔn): 通過對(duì)環(huán)境中各種污染物濃度對(duì)人通過對(duì)環(huán)境中各種污染物濃度對(duì)人體、生物的危害影響進(jìn)行綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行生體、生物的危害影響進(jìn)行綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行生物毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和流

38、行病調(diào)查，來分析污染物劑量與物毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和流行病調(diào)查，來分析污染物劑量與環(huán)境效應(yīng)、人群健康之間的相關(guān)性。通常將這些相環(huán)境效應(yīng)、人群健康之間的相關(guān)性。通常將這些相關(guān)性研究的結(jié)果稱為環(huán)境基準(zhǔn)關(guān)性研究的結(jié)果稱為環(huán)境基準(zhǔn)。l 環(huán)境基準(zhǔn)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別環(huán)境基準(zhǔn)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別l環(huán)境基準(zhǔn)環(huán)境基準(zhǔn)：是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和社會(huì)調(diào)查的研是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和社會(huì)調(diào)查的研究結(jié)果，是環(huán)境污染物與特定對(duì)象之間究結(jié)果，是環(huán)境污染物與特定對(duì)象之間“劑量劑量反應(yīng)反應(yīng)”關(guān)系的科學(xué)總結(jié)，不考關(guān)系的科學(xué)總結(jié)，不考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等人為因素。慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等人為因素。l l環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是以環(huán)境基準(zhǔn)為依環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是以環(huán)境基準(zhǔn)為依據(jù)，據(jù)

39、， 考慮社會(huì)、考慮社會(huì)、 經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等人為因經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等人為因素，經(jīng)過綜合分析而制定的，并由政府素，經(jīng)過綜合分析而制定的，并由政府頒布的具有法律效力的法規(guī)。頒布的具有法律效力的法規(guī)。 l大氣中固體顆粒污染物與燃料燃燒關(guān)系密切。大氣中固體顆粒污染物與燃料燃燒關(guān)系密切。改變?nèi)剂系臉?gòu)成改變?nèi)剂系臉?gòu)成采用控制設(shè)備將塵除掉采用控制設(shè)備將塵除掉 目前使用的主要除塵裝置目前使用的主要除塵裝置： 干式機(jī)械除塵、過濾式除塵、濕式除塵、干式機(jī)械除塵、過濾式除塵、濕式除塵、靜電除塵。靜電除塵。lA. 沉降室除塵沉降室除塵l 利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的, 顆粒

40、受顆粒受力分離力分離的過程。的過程。 僅僅利用重力、慣性力及離心力等沉降作用去除氣體中粉塵利用重力、慣性力及離心力等沉降作用去除氣體中粉塵粒子的裝置。粒子的裝置。1. 1. 干式機(jī)械除塵裝置干式機(jī)械除塵裝置lB. B. 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器l 利用旋轉(zhuǎn)的氣流產(chǎn)生的離心力，將顆粒污染物利用旋轉(zhuǎn)的氣流產(chǎn)生的離心力，將顆粒污染物從從氣體中分離出來的過程。氣體中分離出來的過程。l n 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、 操作維修方便，操作維修方便， 動(dòng)力消耗不大，動(dòng)力消耗不大， 能用于高溫、高壓及有腐能用于高溫、高壓及有腐蝕性氣體蝕性氣體n 缺點(diǎn)：對(duì)捕集小于缺點(diǎn)：對(duì)捕集小于5微米顆粒的微米顆粒的效率不高效率不高l2.2.過濾過濾式除塵（袋式除塵）式除塵（袋式除塵）l 利用利用棉、毛或人造纖維等棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集塵粒的過加工的濾布捕集塵粒的過程程。 優(yōu)點(diǎn)：除塵效率高，特別是對(duì)細(xì)粉除塵效率高，特別是對(duì)細(xì)粉 也有很高的捕集效率；也有很高的捕集效率； 適應(yīng)性強(qiáng)，它能處理不同類型適應(yīng)性強(qiáng)，它能處理不同類型 的顆粒污染物；的顆粒污染物；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，便于回收結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，便于回收 干料，不存在污泥處理。干料，不存在污泥處理。 缺點(diǎn)：主要受濾布的耐溫、耐腐等操作性主要受濾布的耐溫、耐腐等操作性能的限制；能