污染气象学非扩散过程及特殊扩散课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,4.5,其他非扩散过程,4.5 其他非扩散过程,非扩散过程,:,1.,烟流抬升作用，增加烟源有效高度,2.,污染物干沉积、湿沉积和由化学变化形成的迁移转化,3.,固体下垫面的作用,非扩散过程:1.烟流抬升作用，增加烟源有效高度,一 大气清除过程的一般表述,1.,基本机制：,(1),干沉积,由地面的土壤、水、植物、建筑物等通过污染物质的重力沉降、碰撞与捕获、吸收与吸附、光合作用或其它生物、化学、物理过程实现；,(2),湿沉积,由云、雾和降水(雨，雪等形式)等通过污染物质被吸收进入水滴或随水滴被清除。,一 大气清除过程的一般表述1.基本机制：,此外。化学转化亦是一种清除机制，但它是由一种物质转换成另一种物质，因此它只是对原生污染物的清除，同时却又滋生新的次生污染物。,此外。化学转化亦是一种清除机制，但它是由一种物质转,污染气象学非扩散过程及特殊扩散课件,湿沉积,：,令气体污染物在(,x,y,z),位置，,t,时刻的平均浓度为,q(x,y,z;t)，,而平均的气溶胶尺度分布函数为,F(D,p,；x,y,z,t)。,函数,:,冲洗系数,与,离地高度,和,时间,有关,污染气体清除率,气溶胶清除率,湿沉积：令气体污染物在(x,y,z)位置，t时刻的平均浓度为,干沉积,定义为那些使污染物质在地面被消除的过程。物质垂直向下的通量可用一个称之为沉积速度的经验参数 乘上某高度 的物质浓度。,干沉积,沉积速度,与以下诸因素有关：,(1)被清除的粒子种类或物质；,(2)表征近地面层状态的特性的气象参数；,(3)地面本身的性质。,沉积速度 与以下诸因素有关：,对地面的湿通量,是自空中所有体积单元湿清除之和。,对地面的湿通量是自空中所有体积单元湿清除之和。,根据此定义湿沉积速度,如果正被清除的物质在厚度为,H,的一层里垂直分布是均匀的,根据此定义湿沉积速度如果正被清除的物质在厚度为H的一层里垂直,定义冲洗比(,washout ratio),湿沉积速度与冲洗比之间有关系,？,定义冲洗比(washout ratio)湿沉积速度与冲洗比之,二 高斯烟流扩散公式的修正形式,经修正的高架连续点源高斯烟流扩散公式,:,大粒子重力沉降,地面反射系数,半衰期,随距离变化,二 高斯烟流扩散公式的修正形式经修正的高架连续点源高斯烟流扩,大粒子重力沉降的影响。,下垫面反射系数。,污染物半衰期时间。,源项随距离,x,的变化,大粒子重力沉降的影响。下垫面反射系数。污染物半衰期时间。源项,三 干沉积-下垫面清除,1.大粒子的重力沉降,大气中各种处于气溶胶状态的粒子污染物有一定的尺度分布，对于粒径大于,10,um,的大粒子在大气中运动时会产生重力沉降。,三 干沉积-下垫面清除1.大粒子的重力沉降,对于粒径2060,um,范围的粒子，粘滞性不大的情况下，可采用斯托克斯公式计算它们的末速度,，,其大小与粒子的密度 有关，即有,粒子半径,空气动力,粘滞系数,空气,密度,对于粒径2060um范围的粒子，粘滞性不大的,对于粒径更大的粒子，须对斯托克斯公式修正,对粒径,200um,的粒子，其沉降速度,100cm/s，,可按弹道计算。,对粒子沉降速度在100,cm/s，,粒径,200um,，可采用边偏斜烟流模式处理，修改高斯扩散公式，考虑重力沉降的影响。,对于粒径更大的粒子，须对斯托克斯公式修正,污染气象学非扩散过程及特殊扩散课件,当考虑以下斜烟流轴线为基准的扩散时，有,当考虑以下斜烟流轴线为基准的扩散时，有,考虑地面反射作用,考虑地面反射作用,发一度电差不多是耗煤,300,克，华能南京电厂年发电量,64,万千瓦，除尘效率,95%,，假若,75%,在周围,9,平方公里范围内沉降，每月每平方公里范围的尘量是多少？,假如,H=100m,，,u=5m/s,粒子密度,=2.5g/cm3,空气密度,=1.29kg/m3,，,粒径,20um,，求烟流轴线触地的水平距离,.,发一度电差不多是耗煤300克，华能南京电厂年发电量64万千瓦,2 气体和小粒子的干沉降,气体和很小的粒子(粒径小于10,-20um),上述沉降作用可忽略不考虑。但由于,湍流扩散,和,布朗运动,沉积到各种表面。吸收、碰撞,、,光合作用和其它生物学、化学和物理学过程会使物质沉积到地面,。,2 气体和小粒子的干沉降 气体和很小的粒子(粒径,一般都假定下垫面对这类小粒子的清除作用,不影响大气中污染物的浓度分布,形式，而,只影响大气中污染物的总量,，或者说影响有效源强,。,最普遍采用的一种方法是所谓“源损耗”模式或称,有效源强法,。,源项随距离,x,的变化,一般都假定下垫面对这类小粒子的清除作用不影响大,干沉积主要是优先清除近地面处的污染，而并非在整个烟流厚度层范围均匀起作用的,。,故此，源损耗模式尚有必要进一步改善。,干沉积主要是优先清除近地面处的污染，而并非在整个烟,重力沉降、湍流运动、布朗运动、惯性作用和静电作用等，是形成干沉积的主要物理过程。,化学反应、溶解、解吸等则是形成干沉积的主要化学过程。,对于植被那样的生物沉积表面，植被子生长的形态特征、生命过程以及静电性质等则是影响干沉积的主要生物学特征。,这几方面过程都会受气象条件、污染物性质和沉积表面的特性的影响。,重力沉降、湍流运动、布朗运动、惯性作用和静电,3,干沉积速度的理论计算,干沉积过程可视为三步：,由湍流扩散支配物质向贴地层输送；,物质通过紧贴地面的片流子层向吸收体扩散，称为地面输送；,由在地面的物质可溶性或吸收率确定通过片流子层扩散的物质实际上有多少被消除，这个最后的过程称为转移过程。,3 干沉积速度的理论计算,根据干沉积速度的定义，它是垂直通量与实测浓度之间的比例常数。整个沉积的三个步骤可类同于电流或热量传送的情形。,气体,粒子,根据干沉积速度的定义，它是垂直通量与实测浓度之,四 湿沉积,大气中的雨、雷等降水形式和其它水汽凝结物，如云、雾、霜等都能对空气污染物，包括气体和粒子起到清除作用，称为降水清除或湿沉积。,通常，把由降水造成的污染物清除过程称为雨洗(或雪洗)，这种过程将空气污染带到地面。按照降水清除过程发生所在高度分成云下清洗(,washout),和云中清洗(,rainout)。,四 湿沉积大气中的雨、雷等降水形式和其它水汽凝结物，如云、雾,污染气象学非扩散过程及特殊扩散课件,为模拟上述降水清除过程对空气污染物散布的影响，一般采用两种方法，即定义清除系数和清洗比的处理方法。,1：清除系数的处理方法,2：清洗比的处理方法,为模拟上述降水清除过程对空气污染物散布的影响，一般,欧拉方法污染物平流扩散方程,平流输送项,湍能扩散项,源排放项,干湿沉降,化学反应,欧拉方法污染物平流扩散方程平流输送项湍能扩散项源排放项干湿,五 化学转换和空气污染物的滞留与迁移,排放进入大气层的烟流中，各种化学物质和大气成分混合输送，在适当的气象条件下，如辐射、温度、湿度和降水等，会发生化学反应以致变性或生成二次污染物，经过在大气层中一定时间的滞留而后迁移。,五 化学转换和空气污染物的滞留与迁移 排放进入大,对于空气质量影响的模拟，最普通并具典型意义的此类变化与迁移的例子有如：,(1)由煤的燃烧和其它工业源排放,SO2,和,NOx,初级空气污染物氧化生成硫酸盐、硝酸盐和臭氧等二次污染物，对区域性在大气酸性和降水酸化以及臭氧成分的变化有重大作用,对于空气质量影响的模拟，最普通并具典型意义的此类变化与迁移的,(2)城市汽车废排放和其它工业源排放的,HC,化合物和,NOx,等初级空气污染物在太阳辐射作用下生成光化学烟雾的过程，其中主要组成成分有臭氧和过氧乙醛硝酸盐(,PAN),等二次污染物，对城市区城空气质量和人体健康有重要影响；,(3)放射性污染物质的衰变与迁移，如燃料中含有一定放射性物质，核反应设施的裂变产物的泄漏或废弃物中的微量残留物等；,(2)城市汽车废排放和其它工业源排放的HC化合物和NOx等初,（4）粒子和气体污染物在干湿清除过程中的化学反应和各种途径的迁移，例如，上节所述气体向水滴输送以及在水满中可能发生的一些化学反应，生成的二次污染物质被清除到地，影响地面空气污染物浓度的分布并造成危害。,（4）粒子和气体污染物在干湿清除过程中的化学反应和各种途径的,污染气象学非扩散过程及特殊扩散课件,通常，采用最为简单的处理方式，即假设一个随时间常数 变化的污染物浓度指数化学衰减率，即有,通常，采用最为简单的处理方式，即假设一个随时间常数,放射性衰变,放射性衰变亦是能影响污染物(其中含有放射性物质)迁移的一种简单的清除过程。,例如，燃料煤和其它工业矿物原料的燃烧都排放含有一定量的放射性物质，如镭(,Ra)，,它们被引入城市大气层等等。显然，它们的浓度通常都很低，而且都遵循日渐降低简单的衰变规律,放射性衰变放射性衰变亦是能影响污染物(其中含有放射性物质)迁,污染物滞留时间,空气污染物滞留时间亦称居留时间(,residence time),是表征空气污染物在一定时期，一定空间范围里的寿命的一个特征量。,它定义为这样一个时间，即假定没有污染物补充，没有污染物穿过区域边界，该区域大气里污染随时间减少至原来的,1/e,倍所需的时间。,污染物滞留时间空气污染物滞留时间亦称居留时间(residen,污染物在大气中的物理化学衰减,综合考虑上述所有导致空气污染物可能被清除或迁移的物理和化学过程，滞留时间或居留期反映了空气污染物衰变的快慢。实际的空气污染物浓度，在综合了各种清除机制后，仍假定它是随时间呈指数形式变化：,污染物在大气中的物理化学衰减综合考虑上述所有导致空气污染物,为了表征空气污染物的被清除的快慢，可以定义一个半衰期或称半生命期()的特征时间，意即由于清除或迁移作用使空气污染物浓度衰减为原来浓度的一半所需的时间。,由此可得：,为了表征空气污染物的被清除的快慢，可以定义一个半衰期或称半生,大气清除过程、干沉积、湿沉积,高斯烟流扩散公式的修正形式,斯托克斯公式,偏斜烟流模式,有效源强法,干沉积速度的理论计算,清除系数、清洗比、污染物滞留时间,大气清除过程、干沉积、湿沉积,绿叶底下防虫害，平静之中防隐患。,11月-24,11月-24,Thursday,November 14,2024,脆弱的生命需要安全的呵护。,00:14:55,00:14:55,00:14,11/14/2024 12:14:55 AM,安全来于警惕，事故出于麻痹。,11月-24,00:14:55,00:14,Nov-24,14-Nov-24,质量是制造出来的，而不是靠检验出来的。,00:14:55,00:14:55,00:14,Thursday,November 14,2024,不懂莫逞能事故不上门。,11月-24,11月-24,00:14:55,00:14:55,November 14,2024,消防安全是关系社会稳定、经济发展的大事。,2024年11月14日,12:14 上午,11月-24,11月-24,质量创造生活，庇护生命，维系生存。,14 十一月 2024,12:14:55 上午,00:14:55,11月-24,立安思危，创优求存。,十一月 24,12:14 上午,11月-24,00:14,November 14,2024,用对自我的永远不满意，来换取顾客的永远满意。,2024/11/14 0:14:55,00:14:55,14 November 2024,内部审核定期做，系统维持不会错。,12:14:55 上午,12:14 上午,00:14:55,11月-24,来料检验照标准，交期品质必然稳。,11月-24,11月-24,00:14,00:14:55,00:14:55,Nov-24,严格按照规章操作，确保安全每时每刻刻。,2024/11/14 0:14:55,Thursday,November 14,2024,我们的策略是以质量取胜。,11月-24,2024/11/14 0:14:55,11月-24,谢谢大家！,绿叶底下防虫害，平静之中防隐患。