环境科学导论第2章-大气环境及污染问题课件

第第4节节 影响大气污染的气象条件和地理因素影响大气污染的气象条件和地理因素l4.1温度层结温度层结气气温温垂垂直直递递减减率率：气气温温随随高高度度的的升升高高而而下下降降的的数数值值，通常以通常以r表示。表示。l干干绝绝热热递递减减率率（rd）：干干空空气气块块或或未未饱饱和和的的湿湿空空气气块块在在绝绝热热条条件件下下每每升升高高单单位位高高度度（通通常常取取单单位位高高度度为为100米米）所所造造成成的的温温度度下下降降数数值值称称为为rd，一一般般为为0.98k/100m.l在在对对流流层层中中，气气温温垂垂直直变变化化的的总总趋趋势势是是随随着着高高度度的增加气温逐渐降低：的增加气温逐渐降低：l（1）地面是近地面大气的主要和直接的热源）地面是近地面大气的主要和直接的热源l（2）水汽和固体杂质的分布从低空向高空减少，水）水汽和固体杂质的分布从低空向高空减少，水 l 汽和固体杂质吸收地面辐射的能力很强，从而汽和固体杂质吸收地面辐射的能力很强，从而l 使近地面温度高于上层。使近地面温度高于上层。第4节影响大气污染的气象条件和地理因素4.1温1温温度度层层结结的的定定义义：大大气气中中气气温温在在垂垂直直方方向向上上的的分分布布称称为温度层结。为温度层结。l 大气中温度层结有四种类型：大气中温度层结有四种类型：l（1）气气温温随随高高度度增增加加而而递递减减，即即r0，称称为为正常分布层结或递减层结；正常分布层结或递减层结；l（2）气气温温垂垂直直递递减减率率等等于于或或近近似似等等于于干干绝绝热热递减率递减率，即，即r=rd，称为中性层结；，称为中性层结；l（3）气气温温不不随随高高度度变变化化，即即r=0，称称为为等等温温层结；层结；l（4）气气温温随随高高度度增增加加而而增增加加，即即r0 a0 大气不稳定大气不稳定(正常温度层结正常温度层结)当当rrd0 a0 大气稳定大气稳定(正常、等温或逆温层结正常、等温或逆温层结)当当r=rd a=0 大气是中性大气是中性l一一般般来来说说，r越越大大，大大气气越越不不稳稳定定，反反之之，大气越稳定大气越稳定。l大气稳定度可以用气温垂直递减率与干绝热递减率之差来判别5l4.3 4.3 逆温层逆温层l 气温随高度增加而增加的气层气温随高度增加而增加的气层，即即r0 ，但在特定的条件下，也会发生，但在特定的条件下，也会发生r0或或r=0的的现象，即发生了逆温或等温现象。现象，即发生了逆温或等温现象。l 根据大气稳定度分析，发生逆温时，大气根据大气稳定度分析，发生逆温时，大气是是稳定稳定的。逆温层的存在，大大阻碍了气温的的。逆温层的存在，大大阻碍了气温的垂直运动，也将逆温层称为垂直运动，也将逆温层称为阻挡层阻挡层。l 污染气体多积聚在逆温层下面，往往导致污染气体多积聚在逆温层下面，往往导致严重大气污染。严重大气污染。4.3逆温层6l逆逆温温的的类类型型：根根据据逆逆温温生生成成的的过过程程，可可将逆温分为将逆温分为l（1）辐射逆温辐射逆温l（2）下沉逆温下沉逆温l（3）平流逆温平流逆温l（4）锋面逆温锋面逆温l（5）湍流逆温湍流逆温l其其中中，辐辐射射逆逆温温和和平平流流逆逆温温与与大大气气污污染染的关系最密切。的关系最密切。l逆温的类型：根据逆温生成的过程，可将逆温分为7辐辐射射逆逆温温：在在晴晴空空无无云云（少少云云）的的夜夜晚晚，当当风风速速较较小小（2-3m/s）时时，地地面面因因强强烈烈的的有有效效辐辐射射的的减减少少而而很很快快冷冷却却，近近地地面面气气层层冷冷却却最最为为强强烈烈，较较高高的的气气层层冷冷却却较较慢慢，因因而而形形成成了了自自地地面面开开始始逐逐渐渐向向上上发发展展的的逆逆温温层层，称为称为辐射逆温辐射逆温。以冬季最强。以冬季最强。a表示下午时分；b表示日落时分；c 黎明时分；d表示日出后的早晨；e表示上午10点左右辐射逆温：在晴空无云（少云）的夜晚，当风速较小（0，d，大气不，大气不稳定，对流强烈稳定，对流强烈出现于阳光出现于阳光较强的白天较强的白天伴随有较强的热扩散，微伴随有较强的热扩散，微风风由于扩散速度快，由于扩散速度快，近污染源地区污染近污染源地区污染物落地浓度较高，物落地浓度较高，一般不会形成烟雾一般不会形成烟雾事件事件锥形锥形烟云离开排放口一定距离后，烟云离开排放口一定距离后，云轴基本上保持水平，外形云轴基本上保持水平，外形似椭圆锥，烟云规则扩散能似椭圆锥，烟云规则扩散能力比波浪型弱。力比波浪型弱。0，=d，大气处，大气处于中性稳定状态于中性稳定状态出现于多云出现于多云或阴天的白或阴天的白天，强风的天，强风的夜晚或冬季夜晚或冬季夜间。夜间。高空风较大，扩散主要靠高空风较大，扩散主要靠热力和动力作用。热力和动力作用。扩散速度、落地浓扩散速度、落地浓度较前者低，污染度较前者低，污染物输送较远。物输送较远。平展形平展形烟云在垂直方向扩散速度小，烟云在垂直方向扩散速度小，厚度在纵向变化不大，在水厚度在纵向变化不大，在水平方向上有缓慢扩散。平方向上有缓慢扩散。0，0，d，大气处于不，大气处于不稳定状态；稳定状态；排出口下方：排出口下方：0，d，大气处于稳，大气处于稳定状态定状态多出现于日多出现于日落后，因地落后，因地面有辐射逆面有辐射逆温，大气稳温，大气稳定，高空大定，高空大气不稳定。气不稳定。排出口上方有微风，伴有排出口上方有微风，伴有湍流；排出口下凡，几乎湍流；排出口下凡，几乎无风，无湍流。无风，无湍流。烟囱高度处于不稳烟囱高度处于不稳定层时，污染物不定层时，污染物不向下扩散，对地面向下扩散，对地面污染较小。污染较小。漫烟形漫烟形烟云上侧边缘清晰，呈平直烟云上侧边缘清晰，呈平直状，下部有较强的湍流扩散，状，下部有较强的湍流扩散，烟云上方有逆温层。烟云上方有逆温层。排出口上方：排出口上方：0，0，d，大气不稳定，大气不稳定日出后地面日出后地面低层空气增低层空气增温，使逆温温，使逆温自下而上逐自下而上逐渐破坏但上渐破坏但上部仍保持逆部仍保持逆温。温。烟云下部有明显热扩散，烟云下部有明显热扩散，上部热扩散很弱，风在烟上部热扩散很弱，风在烟云之间流动。云之间流动。烟囱低于稳定层时，烟囱低于稳定层时，烟云就像被盖子盖烟云就像被盖子盖住似的，烟云只向住似的，烟云只向下扩散，地面污染下扩散，地面污染严重。严重。烟形性状大气状况发生情况与风、湍流关系地面污染状况波浪形烟云12翻卷型烟型翻卷型烟型13平展型烟型平展型烟型平展型烟型14上升型烟型上升型烟型上升型烟型15环境科学导论第2章-大气环境及污染问题课件16l4.5 4.5 大气的水平运动和湍流运动大气的水平运动和湍流运动ll大大气气的的水水平平运运动动(风风)对对于于大大气气污污染物的第一个作用就是染物的第一个作用就是输送作用；输送作用；l第第二二个个作作用用是是对对污污染染物物浓浓度度的的冲冲淡稀释作用淡稀释作用。l4.5大气的水平运动和湍流运动17大气湍流大气湍流l（1 1）大气湍流大气湍流：大气的上下左右无规则摆动运动大气的上下左右无规则摆动运动。l（2）成因）成因：l（A）由由于于垂垂直直方方向向温温度度分分布布的的不不均均匀匀性性引引起起的的热力湍流热力湍流，它的强度取决于大气稳定度。，它的强度取决于大气稳定度。l（B）由由于于垂垂直直方方向向上上风风速速分分布布的的不不均均匀匀性性和和地地面面粗粗糙糙度度引引起起的的机机械械湍湍流流，它它的的强强度度取取决决于于风风速速梯梯度和地面粗糙度。度和地面粗糙度。l（3 3）作用）作用：湍流具有极强的扩散能力，风速越大，湍流具有极强的扩散能力，风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度就越快，污染物的浓度湍流越强，污染物的扩散速度就越快，污染物的浓度也越低。也越低。大气湍流（1）大气湍流：大气的上下左右无规则摆动运动。184.7 4.7 影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素l 影响大气污染的主要地理因素有：影响大气污染的主要地理因素有：l（1 1）地形和地物的影响地形和地物的影响l（2 2）局地环流局地环流（包括山谷风，海陆风和城市（包括山谷风，海陆风和城市热岛环流）的影响热岛环流）的影响。l地形地物的影响地形地物的影响l（1）山脉）山脉l（2）高高大大建建筑筑物物：在在建建筑筑物物背背风风面面局局部部形形成成涡流。涡流。l4.7影响大气污染的地理因素影响大气污染的主19l局地环流的影响局地环流的影响l由由于于地地形形的的差差异异，往往往往会会造造成成地地表表热热力力性性质质的的不不均均匀匀性性，进进而而形形成成各各种种局局地地环环流流。局局地地环环流流的的形形成成对对当当地地的的大大气气污污染的形成作用较为明显。染的形成作用较为明显。局地环流的影响20城市热岛环流城市热岛环流l 定义定义：由于城市温度经常比农村高：由于城市温度经常比农村高(特别是夜间特别是夜间)，气压比乡村低，所以可以形成一种从周围农村吹，气压比乡村低，所以可以形成一种从周围农村吹向城市市区的特殊的局地风，称为城市热岛环流或城向城市市区的特殊的局地风，称为城市热岛环流或城市（郊）风。市（郊）风。l 城郊风在市区汇合产生上升气流。当城市周围有城郊风在市区汇合产生上升气流。当城市周围有较多产生大气污染的工厂时，就会使污染物在夜间向较多产生大气污染的工厂时，就会使污染物在夜间向市中心输送，造成严重污染，特别是夜间城市上空有市中心输送，造成严重污染，特别是夜间城市上空有逆温层存在。逆温层存在。l 城市热岛环流定义：由于城市温度经常比农村高(特别是21城市热岛环流城市热岛环流22l。l 产生城乡温度差异的主要原因产生城乡温度差异的主要原因(1)(1)城市人口密集、工业集中，能耗水平高；城市人口密集、工业集中，能耗水平高；(2)(2)城城市市覆覆盖盖物物(如如建建筑筑、水水泥泥路路面面等等)热热容容量量 大大，白白天天吸吸收收太太阳阳辐辐射射热热，夜夜间间放放热热缓缓慢慢，使使低低层层空气变暖空气变暖；(3)(3)城市上空笼罩一层烟雾和城市上空笼罩一层烟雾和CO2，吸收地面长波，吸收地面长波辐射。辐射。23第5节 大气污染物扩散模式l有有界界大大气气扩扩散散：大大气气污污染染物物排排放放源源多多位位于于近近地地面面或或接接近近地地面面的的大大气气边边界界层层，因因此此，污污染染物物在在大大气气中中的的扩扩散散多多在在边边界界层层中中进进行行，并并受受到到地地面面的的影影响响，我我们们称称这这种种大大气气扩扩散散为为有界大气扩散有界大气扩散。ll5.1一般高斯扩散模式一般高斯扩散模式l 高斯高斯(Gaussion)扩散模式是大气扩散模扩散模式是大气扩散模式中最为著名和应用最广泛的大气扩散模式，式中最为著名和应用最广泛的大气扩散模式，其中，其中，点源高斯扩散模式点源高斯扩散模式又最为常用。又最为常用。第5节大气污染物扩散模式有界大气扩散：24l1、高斯扩散模式的坐标系、高斯扩散模式的坐标系l原原点点为为地地面面源源排排放放点点或或高高架架源源排排放放点点在在地地面面的的投投影影点点，x轴轴向向为为平平均均风风向向,y轴轴在在水水平平面面上上垂垂直直于于x轴轴，正正向向在在x轴轴的的左左侧侧，Z轴轴垂垂直直于于水水平平面面oxy，向向上方为正向，即为右手坐标系。上方为正向，即为右手坐标系。1、高斯扩散模式的坐标系25l2 2、高斯扩散一般模式成立的假设条件、高斯扩散一般模式成立的假设条件l 污染物浓度在污染物浓度在y y轴和轴和z z轴轴上的分布符合上的分布符合正正 l 态分布态分布；l 在全部空间中风速是在全部空间中风速是均匀和稳定均匀和稳定的；的；l 源强是连续源强是连续均匀的均匀的（mg/s）；）；l 污染物在扩散过程中质量是守恒的，化污染物在扩散过程中质量是守恒的，化l 学性质是稳定的，不发生沉降现象；学性质是稳定的，不发生沉降现象；l 排放源周边地区较平坦开阔排放源周边地区较平坦开阔2、高斯扩散一般模式成立的假设条件26l3 3、高架连续点源高斯扩散模式及几种常见的形式、高架连续点源高斯扩散模式及几种常见的形式l一般形式一般形式：llll Q 为污染源的源强（为污染源的源强（mg/s），），l H 为烟囱有效高度为烟囱有效高度(m)，l U 为烟囱实际高度处的平均风速为烟囱实际高度处的平均风速(m/s)，ly y,z z为为y轴和轴和z轴上的扩散系数（即污染物浓度在轴上的扩散系数（即污染物浓度在yl轴和轴和z轴上正态分布的标准偏差）轴上正态分布的标准偏差）l C(x,y,z,H)为污染源下风向任一点为污染源下风向任一点(x,y,z)处的污染处的污染l物浓度物浓度(mg/m3)。3、高架连续点源高斯扩散模式及几种常见的形式27l几种特殊形式几种特殊形式l(1)(1)下风向地面任何一点的污染物浓度下风向地面任何一点的污染物浓度 (z=0)(z=0)几种28l(2)(2)下下风风向向烟烟流流中中心心线线地地面面任任何何一一点点污污染染物物浓度浓度(z=0,y=0)(2)下风向烟流中心线地面任何一点污染物浓度(z=029(3)(3)地面轴线最大污染物落地浓度地面轴线最大污染物落地浓度 将上式代入到地面轴线浓度计算公式将上式代入到地面轴线浓度计算公式,可得出可得出出现地面轴线最大落地浓度点时的出现地面轴线最大落地浓度点时的Z Z轴的扩散系数轴的扩散系数为为zxCmax=H/(3)地面轴线最大污染物落地浓度将上式代30l(4)(4)地面连续源高斯扩散模式地面连续源高斯扩散模式l l 令令高架连续点源高斯扩散模式的一般形高架连续点源高斯扩散模式的一般形式式中的中的H=0,便便得到地面连续源在其下风向得到地面连续源在其下风向任何一点任何一点(x,y,z)的污染物浓度值计算公式：的污染物浓度值计算公式：(4)地面连续源高斯扩散模式31l由由以以上上地地面面连连续续源源高高斯斯扩扩散散模模式式，可可得得出出地地面面源源的的地地面面任任何何一一点点（x,y,0）和和地地面面轴轴线线上上任任何何一一点点（x,0,0）的的污污染染物物浓浓度度扩扩散散模模式式：由以上地面连续源高斯扩散模式，可得出地面源的32l5.2 TSP扩扩散散沉沉降降模模式式（高高斯斯倾倾斜斜烟烟流流扩扩散模式）散模式）l 在以上一般高斯模式中，认为颗粒物的粒径小在以上一般高斯模式中，认为颗粒物的粒径小于于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 当颗粒物的当颗粒物的粒径大于粒径大于10微米微米时，颗粒物除了随时，颗粒物除了随平流场运动以外，还由于重力下沉作用，使得烟羽平流场运动以外，还由于重力下沉作用，使得烟羽的中轴线逐渐向地面倾斜，为了反映颗粒物的沉降的中轴线逐渐向地面倾斜，为了反映颗粒物的沉降作用，必须在以上一般高斯扩散模式基础上加以修作用，必须在以上一般高斯扩散模式基础上加以修改，即得到改，即得到高斯倾斜烟流扩散模式高斯倾斜烟流扩散模式。5.2TSP扩散沉降模式（高斯倾斜烟流扩散模式）33l为可沉降颗粒物(10100um)在TSP中所占的比重，01m/s）的的情情况况下下，计计算公式为：算公式为：lH=式中：式中：为排放烟气热量为排放烟气热量(J/s)lC1和和C2为系数，是大气稳定度的函为系数，是大气稳定度的函 l 数，见下表。数，见下表。B.摩西40lC1和和C2系数表系数表大气稳定度C1C2稳定1.040.145中性0.350.171不稳定3.470.33C1和C2系数表大41lC C布里格斯公式布里格斯公式l适适用用于于静静风风条条件件下下（ux1m/s），霍霍兰兰德德公公式式不不适用，这时需采用布里格斯公式适用，这时需采用布里格斯公式：lH=1.4l式中：式中：T/ZT/Z为大气竖向温度梯度为大气竖向温度梯度(/m)。l一般白天取一般白天取0.003/m，夜晚取，夜晚取0.01/m.lQH为排放烟气热量为排放烟气热量(J/s)C布里格斯公式42l4 4、大气稳定度的划分、大气稳定度的划分l大大气气稳稳定定度度是是影影响响污污染染物物在在大大气气中中扩扩散散的的一一个个十分重要的因素十分重要的因素。l大大气气处处于于不不稳稳定定状状态态，气气流流上上下下运运动动强强烈烈，烟烟气气扩扩散散迅迅速速，地地面面上上空空不不易易聚聚集集污污染染物物；大大气气处处于于稳稳定定状状态态，一一般般出出现现逆逆温温层层，烟烟气气不不易易扩扩散散，污污染染物积聚在地面上空，形成严重的大气污染。物积聚在地面上空，形成严重的大气污染。l在在高高斯斯扩扩散散模模式式中中，直直接接受受到到大大气气稳稳定定度度影影响响的参数为的参数为扩散系数扩散系数y y,z z。l目目前前用用的的较较多多的的大大气气稳稳定定度度分分类类有有帕帕斯斯奎奎尔尔法法(Pasquill)和和吕查得松吕查得松(Richardsm)法。法。4、大气稳定度的划分43l 帕斯奎尔法帕斯奎尔法(Pasquill)：l帕帕斯斯奎奎尔尔根根据据地地面面风风速速、日日照照量量、云云量量等等参参数数，将将大大气气的的稳稳定定度度从从极极不不稳稳定定到到稳稳定定划划分分为为A、B、C、D、E、F六个稳定度级别六个稳定度级别。lA为为极极不不稳稳定定，B为为不不稳稳定定，C为为弱弱不不稳稳定定，D为为中中性性，E为为弱弱稳稳定定，F为为稳稳定定。A一一B表表示示按按A、B级的数据内插。级的数据内插。l夜夜间间前前后后各各1小小时时作作为为中中性性，即即D级级稳稳定定度度。夜间定义为日落前夜间定义为日落前l小时至日出后小时至日出后l小时。小时。l该该方方法法根根据据一一般般的的气气象象参参数数确确定定大大气气稳稳定定度等级，应用较方便。度等级，应用较方便。l 帕斯奎尔法(Pasquill)：44l 帕斯奎尔稳定度级别划分表帕斯奎尔稳定度级别划分表地面地面风速风速m/sm/s白天太阳辐射白天太阳辐射阴天的阴天的白天或白天或夜间夜间有云的夜间有云的夜间强强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 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极不稳定，极不稳定，BB不稳定，不稳定，CC弱不稳定，弱不稳定，DD中性，中性，EE弱稳定，弱稳定，FF稳定；稳定；2.A-B2.A-B按按A A、B B数据内插（用比例法）；数据内插（用比例法）；3.3.日落前日落前1 1小时至日出后小时至日出后1 1小时为夜晚；小时为夜晚；4.4.不论何种天空状况，夜晚前后各不论何种天空状况，夜晚前后各1 1小时算做中性；小时算做中性；5.5.仲夏晴天中午为强日照，寒冬晴天中午为弱日照（中纬度）仲夏晴天中午为强日照，寒冬晴天中午为弱日照（中纬度）帕斯奎尔稳定度级别划分表地面白天太阳辐射阴天455 5、扩散系数扩散系数y y,z z的估算的估算l扩扩散散参参（系系）数数y y,z z是是高高斯斯扩扩散散模模式式中中重重要要的的参参数数。扩扩散散参参（系系）数数y y,z z是是由由污污染染源源到到下下风风向向计计算算点点在在x轴轴上上距距离离x和和大大气气稳定度共同决定的稳定度共同决定的.l 目前确定扩散系数目前确定扩散系数y y,z z最常用的方法最常用的方法包括包括:l(1)(1)帕斯奎尔模型法帕斯奎尔模型法l(2)(2)帕斯奎尔帕斯奎尔-吉福德曲线法（即吉福德曲线法（即P-G曲线法）曲线法）l(3)(3)我国国标中规定的方法我国国标中规定的方法l5、扩散系数y,z的估算扩散参（系46lA帕斯奎尔模型法帕斯奎尔模型法l y=(a1 ln x+a2)xl z=0.465 exp(b1+b2ln x+b3 ln2x)l式中式中x:距污染源下风向的距离（距污染源下风向的距离（m）la1,a2,b1,b2,b3分别是大气稳定度分别是大气稳定度的的 l 函数，为常数函数，为常数.A帕斯奎尔模型法47稳定度分类ABCDEFa1-0.023-0.015-0.012-0.006-0.006-0.003a20.350.2480.1750.1080.0880.054b10.88-0.958-1.186-1.35-3.88-3.80b2-0.1520.820.850.7931.2551.419b30.1470.0170.0050.002-0.042-0.055稳定度分类ABC48B帕斯奎尔帕斯奎尔吉福德曲线法吉福德曲线法（P-G曲线法曲线法）B帕斯奎尔吉福德曲线法（P-G曲线法）49 P-G P-G曲线图曲线图P-G曲线图50第第6 6节节 环境标准环境标准l6.1 6.1 环境标准的定义环境标准的定义l 环境标准是有关控制污染、保护环境的环境标准是有关控制污染、保护环境的各种标准的总称。它是国家为了保护人民身各种标准的总称。它是国家为了保护人民身体健康，促进生态的良性循环，根据环境政体健康，促进生态的良性循环，根据环境政策和法规，在综合分析自然环境特征、生物策和法规，在综合分析自然环境特征、生物学毒理实验，污染控制的经济能力和技术可学毒理实验，污染控制的经济能力和技术可行性的基础上，对环境中污染物的允许含量行性的基础上，对环境中污染物的允许含量及污染源排放污染物的数量和浓度所作出的及污染源排放污染物的数量和浓度所作出的规定。规定。第6节环境标准6.1环境标准的定义51l6.2 6.2 环境标准的发展概述环境标准的发展概述 环环境境标标准准的的建建立立和和发发展展在在一一定定程程度度上上反反映映了了一一个个国国家环境保护法律建设状况和社会经济发展水平。家环境保护法律建设状况和社会经济发展水平。l 英国工业革命发展最早，环境污染对其影响也较英国工业革命发展最早，环境污染对其影响也较早，早在早，早在1863年，年，英国为了防止大气污染就英国为了防止大气污染就l制定了世界上第一个附有污染物排放量限制的制定了世界上第一个附有污染物排放量限制的碱业碱业法法。l 20 20世纪中叶，随着震惊世界的环境污染事件接连世纪中叶，随着震惊世界的环境污染事件接连在工业发达国家发生，这些国家认识到了需要采用立在工业发达国家发生，这些国家认识到了需要采用立法的手段来防止环境污染，环境标准也就随着环境法法的手段来防止环境污染，环境标准也就随着环境法的建立而不断发展。环境标准和环境法密切相关。的建立而不断发展。环境标准和环境法密切相关。6.2环境标准的发展概述52l我国随着第一次环境保护会议在我国随着第一次环境保护会议在1973年的年的召开，环境法的建立和环境标准的建立逐步得召开，环境法的建立和环境标准的建立逐步得到重视。到重视。1973年制定了我国第一个环境标准年制定了我国第一个环境标准工业三废排放试行标准工业三废排放试行标准。l1979年，年，全国人大通过了中华人民共和全国人大通过了中华人民共和国环境保护法（试行）之后，我国环境保护国环境保护法（试行）之后，我国环境保护事业进入了一个新阶段事业进入了一个新阶段.l上个世纪上个世纪8080年代，相继制定了年代，相继制定了大气、地表大气、地表水、地下水、饮用水、噪声水、地下水、饮用水、噪声等一系列的环境保等一系列的环境保护法规和相应的环境标准。护法规和相应的环境标准。l 90 90年代制定了固体废物防治法和相应的环年代制定了固体废物防治法和相应的环境标准境标准。我国随着第一次环境保护会议在1973年的召开，53l6.3 6.3 环境标准体系环境标准体系l按按照照环环境境要要素素分分：大大气气、水水、噪噪声声、土土壤壤环境质量标准。环境质量标准。l 按按照照用用途途分分：环环境境质质量量标标准准、污污染染物物排排放放标准、污染物控制技术标准、污染警报标准等标准、污染物控制技术标准、污染警报标准等。l我国环境标准分类我国环境标准分类 l(1)(1)环境质量标准环境质量标准l(2)(2)污染物排放标准污染物排放标准l(3)(3)环境监测、分析和统计方法标准环境监测、分析和统计方法标准l(4)(4)环境监测样品标准环境监测样品标准l(5)(5)环境保护基础标准环境保护基础标准6.3环境标准体系54l环环境境质质量量标标准准：是是各各类类环环境境标标准准的的核核心心，是是对对各各环环境境要要素素中中主主要要污污染染物物的的最最高高允允许许浓浓度度值值作作出出的的限制性规定，是进行环境管理的依据。限制性规定，是进行环境管理的依据。l污污染染物物排排放放标标准准：是是以以实实现现环环境境质质量量标标准准为为目目标标，对对污污染染源源排排入入环环境境中中的的污污染染物物浓浓度度作作出出的的限限制制，是是控控制制污污染染物物排排放放量量的的依依据据，也也是是环环境境管管理理部部门门执执法法的依据。的依据。ll我我国国环环境境质质量量标标准准一一般般分分为为3级级，一一级级要要求求最最高高，也最严格，达到一级的地区的环境质量最好。也最严格，达到一级的地区的环境质量最好。l同同样样，一一类类环环境境质质量量地地区区的的环环境境质质量量最最好好，如如国家自然保护区、风景游览区等国家自然保护区、风景游览区等.环境质量标准：是各类环境标准的核心，是对各环55 大气污染物排放标准大气污染物排放标准l大气污染物综合排放标准（大气污染物综合排放标准（GB16297-1996GB16297-1996）l该该标准规定了标准规定了33种大气污染物的排放限值种大气污染物的排放限值，同时规定了标，同时规定了标准执行中的各种要求。准执行中的各种要求。我国目前我国目前的国家大气污染物排放标准的国家大气污染物排放标准体系中体系中，按照综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行，按照综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，适用于现有污染源大气污染物排放管理，以及建设的原则，适用于现有污染源大气污染物排放管理，以及建设项目的环境影响评价、设计、环境保护设施竣工验收及其投项目的环境影响评价、设计、环境保护设施竣工验收及其投产后的大气污染物排放管理产后的大气污染物排放管理。大气污染物排放标准大气污染物综合排放标准（GB1656环境空气质量标准（环境空气质量标准（GB30951996）浓度单位：浓度单位：mg/m3污染物名称污染物名称取值時间取值時间一级标准一级标准 二级标准二级标准 三级标准三级标准总悬浮颗粒总悬浮颗粒物（物（TSP)年平均年平均日平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入颗粒可吸入颗粒物（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小時平均小時平均4.0010.004.0010.006.0020.00环境空气质量标准（GB30951996）浓度单位：mg57环境空气质量标准环境空气质量标准（GB30951996）污染物名称污染物名称取值時间取值時间一级标准一级标准二级标准二级标准三级标准三级标准二氧化硫二氧化硫（SO2)年平均年平均日平均日平均1小時平均小時平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70二氧化氮二氧化氮（NO2)年平均年平均日平均日平均1小時平均小時平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24臭氧（臭氧（O3)1小時平均小時平均0.160.200.20浓度单位：mg/m3环境空气质量标准（GB30951996）污染物名称取值58l6.46.4环境质量标准制订的原则(1)科学性科学性:以环境基准为主要依据以环境基准为主要依据.l(2)可行性可行性:经济和技术水平是决定各国环境质量标经济和技术水平是决定各国环境质量标l 准不同的原因。准不同的原因。l环环境境基基准准:通通过过对对环环境境中中各各种种污污染染物物浓浓度度对对人人体体、生生物物的的危危害害影影响响进进行行综综合合分分析析，必必要要时时进进行行生生物物毒毒理理学学实实验验和和流流行行病病调调查查，来来分分析析污污染染物物剂剂量量与与环环境境效效应应、人人群群健健康康之之间间的的相相关关性性。通通常常将将这这些些相相关性研究的结果称为环境基准关性研究的结果称为环境基准。6.4环境质量标准制订的原则59l环境基准和环境标准的区别环境基准和环境标准的区别l环环境境基基准准：是是科科学学实实验验和和社社会会调调查查的的研研究究结结果果，是是环环境境污污染染物物与与特特定定对对象象之之间间“剂剂量量反反应应”关关系系的的科科学学总总结结，不不考考虑社会、经济和技术等人为因素。虑社会、经济和技术等人为因素。ll环境标准环境标准：环境标准是以环境基准为依环境标准是以环境基准为依据，据，考虑社会、考虑社会、经济和技术等人为因经济和技术等人为因素，经过综合分析而制定的，并由政府素，经过综合分析而制定的，并由政府颁布的具有法律效力的法规。颁布的具有法律效力的法规。环境基准和环境标准的区别60l大气中固体颗粒污染物与燃料燃烧关系密切。大气中固体颗粒污染物与燃料燃烧关系密切。改变燃料的构成改变燃料的构成采用控制设备将尘除掉采用控制设备将尘除掉 目前使用的主要除尘装置目前使用的主要除尘装置：干式机械除尘、过滤式除尘、湿式除尘、干式机械除尘、过滤式除尘、湿式除尘、静电除尘。静电除尘。第七节第七节 烟尘控制技术简介烟尘控制技术简介改变燃料的构成采用控制设备将尘除掉目前使用的61lA.沉降室除尘沉降室除尘l利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的,颗粒受颗粒受力分离的过程。力分离的过程。仅利用重力、惯性力及离心力等沉降作用去除气体中粉尘仅利用重力、惯性力及离心力等沉降作用去除气体中粉尘粒子的装置。粒子的装置。1.1.干式机械除尘装置干式机械除尘装置仅利用重力、惯性力及离心力等沉降作用去除气体62lB.B.旋风除尘器旋风除尘器l利用旋转的气流产生的离心力，将颗粒污染物从利用旋转的气流产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。气体中分离出来的过程。n 优点：结构简单、占地面积小、优点：结构简单、占地面积小、操作维修方便，操作维修方便，动力消耗不大，动力消耗不大，能用于高温、高压及有腐蚀能用于高温、高压及有腐蚀性气体性气体n 缺点：对捕集小于缺点：对捕集小于5微米颗粒的微米颗粒的效率不高效率不高B.旋风除尘器优点：结构简单、占地面积小、63l2.2.过滤式除尘（袋式除尘）过滤式除尘（袋式除尘）利用棉、毛或人造纤维等利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过加工的滤布捕集尘粒的过程程。优点：除尘效率高，特别是对细粉除尘效率高，特别是对细粉 也有很高的捕集效率；也有很高的捕集效率；适应性强，它能处理不同类型适应性强，它能处理不同类型 的颗粒污染物；的颗粒污染物；结构简单，使用灵活，便于回收结构简单，使用灵活，便于回收 干料，不存在污泥处理。干料，不存在污泥处理。缺点：主要受滤布的耐温、耐腐等操作性主要受滤布的耐温、耐腐等操作性能的限制；能的限制；不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒2.过滤式除尘（袋式除尘）利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕643.3.湿式除尘装置湿式除尘装置l湿式除尘湿式除尘:利用洗涤液（一般为水）与含尘气体利用洗涤液（一般为水）与含尘气体充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。3.湿式除尘装置湿式除尘:利用洗涤液（一般为水）与含尘气体654.静电除尘装置静电除尘装置静电除尘：利用静电力从气流中分离悬浮粒子。静电除尘：利用静电力从气流中分离悬浮粒子。4.静电除尘装置66l与重力除尘、旋风除尘的根本区别在于其分离与重力除尘、旋风除尘的根本区别在于其分离的能量通过静电力直接作用于尘粒上，而不是作用的能量通过静电力直接作用于尘粒上，而不是作用在整个气流上，因此分离尘粒所消耗的能量很低在整个气流上，因此分离尘粒所消耗的能量很低。n优点优点：对极微小的细小粒子也能有效地捕集，故除尘效率对极微小的细小粒子也能有效地捕集，故除尘效率很高，可大于很高，可大于99%99%。具有处理气量大，能连续操作具有处理气量大，能连续操作可用于高温、高压的场合可用于高温、高压的场合l广泛应用于冶金、化工、能源、材料、纺织等广泛应用于冶金、化工、能源、材料、纺织等部门。部门。l缺点缺点：设备庞大，占地面积大，一次性投资费用高设备庞大，占地面积大，一次性投资费用高环境科学导论第2章-大气环境及污染问题课件67燃料脱硫燃料脱硫燃烧脱硫燃烧脱硫低浓度的吸附净化低浓度的吸附净化煤炭的洗选煤炭的洗选煤炭的转化：气化或液化煤炭的转化：气化或液化重油脱硫重油脱硫干法干法湿法湿法亚硫酸钙或硫酸钙的石灰亚硫酸钙或硫酸钙的石灰/石灰石洗涤液石灰石洗涤液氨法氨法一般采用活性碳作吸附一般采用活性碳作吸附SO2净化目前主要运用的技术净化目前主要运用的技术燃料脱硫燃烧脱硫低浓度的吸附净化煤炭的洗选煤炭的转化：气化或68ll例例题题l1、有有一一个个火火力力发发电电站站，烟烟囱囱高高度度为为100m，烟烟囱囱的的出出口口直直径径为为5m，烟烟气气的的排排出出速速度度为为：13.5m/s，烟烟气气的的温温度度为为114，周周围围大大气气的的温温度度为为15，烟烟气气出出气气口口平平均均风风速速为为4m/s，利利用用霍霍兰兰德德公公式式求求烟烟气气的的抬抬升升高高度度和有效源高。和有效源高。ll69l例例题题l2、某某一一高高架架连连续续点点源源烟烟囱囱的的有有效效源源高高为为180m，排排烟烟量量为为4.1104m3/h，排排烟烟中中的的SO2浓浓度度为为1000cm3/m3，烟烟囱囱口口处处的的平平均均风风速速为为5m/s，在在发发生生地地面面轴轴线线最最大大浓浓度度公公式式中中的的y=z=7m，求求该该高高架架源源在在地地面面轴轴线线上上的的最大落地浓度是多少（最大落地浓度是多少（mg/m3）？）？l（1摩尔二氧化硫为摩尔二氧化硫为64克，克，22.4升气体为升气体为1摩尔摩尔)l70l3、某某火火力力发发电电站站有有一一个个高高度度为为60m的的烟烟囱囱，排排出出的的SO2为为800kg/h，烟烟囱囱的的出出口口直直径径为为3m，地地面面10m处处的的平平均均风风速速为为4m/s，烟烟气气的的出出口口速速度度为为20m/s，烟烟气气温温度度为为130，空空气气温温度度为为10，求求在在大大气气稳稳定定度度为为中中性性的的情情况况下下，地地面面轴轴线线上上可可能能出出现现的的最最大大浓浓度及最大浓度点距发电站的距离。度及最大浓度点距发电站的距离。l3、某火力发电站有一个高度为60m的烟囱，排出的SO2为8071