大气污染防治工程基础与实践第二次课大气污染物扩散
大气污染防治工程基础与实践
3、大气污染的类型四种类型 （1） 煤烟型污染 （2） 石油型污染 （3） 混合型污染 （4） 特殊型污染
4、 全球性大气污染问题 （1）温室效应 （2）臭氧层破坏 （3） 酸雨
3
3
1.1.2 大气污染物的分类、来源及危害 1、大气污染物的分类 两大类：颗粒污染物（气溶胶状态污染物）和气态污 染物。 （1） 颗粒污染物（气溶胶状态污染物） ①粉尘 ②烟 ③飞灰 ④黑烟 ⑤雾 在环境空气质量标准（GB3095-1996）中，分为 总悬浮颗粒物（TSP：d ≤100μm ）和可吸入颗粒物 （PM10: d ≤10μm ）。 （2） 气态污染物 以分子状态存在的污染物。可以分为五大类：以二氧 化硫为主的含硫污染物、以氧化氮和二氧化氮为主的 含氮污染物、碳氧化物、有机化合物及卤素化合物 等。 如P496表3-1-1所示。
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③ 一氧化碳 高浓度的CO能够引起人体生理上和病理上的变化，甚至死
亡。CO是一种能夺取人体组织所需氧的有毒吸入物。CO与血 红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，由于血红蛋白与CO的亲和能 力大约为对氧的亲合力的210倍，因而COHb的直接作用是降 低血液的输氧能力。CO达到一定浓度时，大多数人感觉眩晕、 头痛和倦怠，甚至死亡。
（2）对植物的伤害 大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中。最常 遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、氟 化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。
（3）对器物和材料的影响 大气污染对金属制品、油漆涂料、皮革制品、纸制品、纺 织品、橡胶制品和建筑物的损害也是很严重的。这种损害 包括玷污性损害和化学性损害两个方面。
有关CDM。
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④ 有机化合物 种类很多，其中包括碳氢化合物（烃类、芳香烃等）、含氧有 机物（醇、醛、酮、酸、醚）以及含有卤素的有机物（例如氯 仿、三氯乙烯等）。较低分子量的有机化合物极易挥发到大气 中，因此这些有机化合物又称为挥发性有机化合物（VOCs）。 在发现的2000余种可疑致癌物质中，有机化合物中的芳烃类 （PHA）就是最主要的一类。其中比较典型的有苯并[a]芘；其 他如多氯联苯、乙烯进入大气后将会导致植物生长发育异常， 环境中的氯乙烯是致癌物质，。氟氯烃是制冷剂，排入大气扩 散到平流层，生成化学性质活泼的氯离子，参与破坏臭氧分子 的活动。二噁英是一类极毒的物质，有“世纪之毒”之称，其 毒性比氰化钾高1000倍。
大气污染控制工程第二部分
≤1.0
>1.0最高允许ຫໍສະໝຸດ 放 浓度（mg/m3）2100
1200
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二. 燃煤烟尘旳形成
影响燃煤烟气中飞灰排放特征旳原因——运营负荷
8
§4 燃烧过程中硫氧化物旳形成
一、燃料中硫旳氧化机理 1.燃料中硫旳氧化
√有机硫旳分解温度较低(700k)(800k)
✓无机硫旳分解速度较慢 ✓含硫燃料燃烧旳特征是火焰呈蓝色，因为反应：
2、教学要点
要点了解燃烧旳基本原理和有关污染物形成机理，要点掌握 燃烧过程污染物排放计算。
3、教学难点
燃烧过程污染物排放计算。
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本章小结
1.要求了解燃料旳种类、构成 2.了解燃烧旳基本原理和有关污染物形成机理 3.掌握影响燃烧旳”三”T条件 4.学会计算烟气体积及污染物排放量计算 5.燃烧过程硫氧化物旳形成与控制 6.燃烧过程氮氧化物旳形成与控制 7.燃烧过程中颗粒污染物旳形成 8.燃烧过程中其他污染物旳形成
在全部旳情况下，它都作为一种主要旳反应中间体
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§2 燃烧与大气污染(1)
1.教学要求
了解常见民用及工业燃料旳构成和性质； 掌握气态、液态和固态燃料旳燃烧过程，学会分析影响燃烧
过程旳原因； 学会计算燃烧过程产生旳烟气量和污染物浓度； 掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物旳产生机理，了解经过变
化燃烧条件降低污染物生成旳途径
作业题P61-62
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习题答案
2.2 解：
相对于碳元素作如下计算：
%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳
C 65.7
5.475
1
H 3.2
3.2
0.584
S 1.7
0.053
环境污染与防治专业基础与实务中级考试大气污染防治基础理论知识复习资料
环境污染与防治专业基础与实务中级考试大气污染防治基础理论知识复习资料（一）大气污染物的形成1、大气污染（1）了解地球大气层：大气组成和大气结构A：大气组成：自然状态下，大气是由混合气体、水汽和杂质组成。
除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。
干洁空气的主要成分为78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氩。
这三种气体占总量的99.96%，其它各项气体含量计不到0.1%，这些微量气体包括氖、氦、氪、氙等稀有气体。
在近地层大气中上述气体的含量几乎可认为是不变化的，称为恒定组分。
在干洁空气中，易变的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，这些气体受地区、季节、气象以及人类生活和生产活动的影响。
正常情况下，二氧化碳含量在20km以上明显减少。
B：大气结构：大气结构是指大气在垂直方向和水平方向上气象要素分布不均匀性的状况。
在垂直方向上，根据温度、成分、电荷等物理性质，同时考虑大气垂直运动的情况。
将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层等5个层次。
随着距地面的高度不同，大气层的物理和化学性质有很大的变化。
按气温的垂直变化特点，可将大气层自下而上分为对流层、平流层、中间层（上界为85km左右）、热成层（上界为800km左右）和逸散层（没有明显的上界）。
（一）对流层对流层是大气圈中最靠近地面的一层，平均厚度约12km.对流层集中了占大气总质量75%的空气和几乎全部的水蒸汽量，是天气变化最复杂的层次。
该层的特点有：气温随着高度的增加而降低。
这是由于对流层的大气不能直接吸收太阳辐射的能量，但能吸收地面反射的能量所致。
空气具有强烈的对流运动。
近地表的空气接受地面的热辐射后温度升高，与高空的冷空气形成垂直对流。
人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集。
因此，对流层的状况对人类生活的影响最大，与人类关系最密切。
（二）平流层平流层位于对流层之上，其上界伸展至约55km处。
在平流层的上层，即30～35km以上，温度随高度升高而升高。
大气污染物扩散模式
四、烟流型与大气稳定度的关系
波浪型（不稳）
锥型（中性or弱稳）
扇型（逆温） 爬升型（下稳，上不稳） 漫烟型（上逆、下不稳）
第二节 高斯扩散模式
一、高斯模式的有关假定
（一）坐标系 原点为排放点或高架源排放点在地面上的
三、高架连续点源扩散模式
（一）实际浓度
镜像全反射---->像源法
实源： c(x, y, z, H z)
像源： c(x, y, z, H z)
实源的贡献
c(x, y, z, H ) Qq exp( y2 ) exp[ (z H )2 ]
2 u y z
2
2 y
2
2 y
像源的贡献
c(x,
车流量 Ql = 平均车速 ×每辆车单位时间污染物排放量
c(x,0,0)
2Ql
2 u
z
• exp
H
2 e
2
2 z
（三）形成原因与两种形式 热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度
二、大气稳定度
（一）概念
指气层的稳定度，即大气中某一高度上的气团在垂直方 向上相对稳定的程度。
受密度层结和温度层结共同作用。
外力使气块上升或下降 气块去掉外力
气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
H
2 2
1
2
（五）地面连续点源扩散模式（令H＝0）：
c(x,
y, z, 0)
u y z
exp[(
y2
2
2 y
2023年勘察设计注册环保工程师资格考试基础考试
勘察设计注册环境保护工程师资格考试基础考试分科题量、时间、分数分派阐明上午段：高等数学24题流体力学12题一般物理12题计算机应用技术10题一般化学12题电工电子技术12题理论力学13题工程经济10题材料力学15题合计120题，每题1分。
考试时间为4小时。
下午段：工程流体力学与流体机械10题环境工程微生物学6题环境监测与分析8题环境评价与环境规划8题污染防治技术22题职业法规6题合计60题，每题2分。
考试时间为4小时。
上、下午总计180题，满分为240分。
考试时间总计为8小时。
附件2勘察设计注册环境保护工程师资格考试专业考试大纲1.环境法规与原则1.1 环境法规理解我国环境法规体系，熟悉《中华人民共和国环境保护法》和专业环境保护法规及政策旳关键内容。
1.2 环境原则理解我国现行旳环境原则体系，熟悉国家重要环境质量原则及污染物排放原则旳内容和合用范围。
1.3 环境监测理解环境监测旳分类、各类污染源监测措施旳技术要点和合用范围、重要污染指标和污染物旳监测分析措施。
2.水污染防治工程技术2.1 物理、化学及物理化学处理2.1.1 掌握混凝、沉淀和气浮旳技术和措施。
2.1.2 掌握过滤旳过程和措施。
2.1.3 熟悉吸附旳过程和措施，理解重要吸附剂旳性能与影响原因。
2.1.4 熟悉离子互换旳技术和措施，理解重要离子互换剂旳性能。
2.1.5 熟悉膜分离旳技术和措施，理解膜及膜组件旳分类和性能。
2.1.6 熟悉中和及化学沉淀旳技术和措施。
2.1.7 理解氧化还原处理技术；熟悉消毒机理和措施。
2.1.8 理解萃取、吹脱和汽提旳技术要点。
2.2 污水生物处理2.2.1 掌握活性污泥法旳机理、有机物生物降解旳影响原因及工艺。
2.2.2 掌握生物膜法旳机理、影响原因及工艺。
2.2.3 掌握生物脱氮、除磷旳机理、影响原因及经典工艺。
2.2.4 掌握厌氧生物处理旳机理、影响原因及经典工艺。
2.3 自然净化处理2.3.1 熟悉稳定塘处理旳技术措施及类型。
ch06-4-大气污染物的传输与扩散
5、降水
清洗大气中的污染物，尤其是可溶性的气体 污染物能被降水溶解而从大气中净化。
二、影响大气污染的地理因素
1、动力效应：地形地物 (1)地形
受地形影响，形成具不同特点的局地环流或改变原来的气 流方向，导致对污染物分布及浓度的变化。
(2)过山气流
①气流下滑；②空气动力“下沉”现象或形成环流；③地 形的屏障作用。
三、影响大气污染的其他因素
2、源强和源高 源强：排放浓度的大小 源高：排放的高度
作业
1. 分析在兰州南北两山上开口子能否改善兰州 市的空气质量？
层结曲线，如图有几种情况：
① ②气温随高度的增加而递 减，有利于污染物的扩散。
③ 气温不随高度变化，为等 温层结。
④气温随高度增加而增加， 称为逆温，不：气温随高度增加而增加的现象称为 逆温； ②分类：根据逆温的生成过程，分为五类： 辐射逆温，下沉逆温，地形逆温，湍流逆温， 平流逆温。
③ “热岛”环流：城郊的污染物随环流被带到市区，从而加 重了城市的污染。
三、影响大气污染的其他因素
1、污染源的排放方式和几何形状 污 染源的几何形状分为点源、线源和面源；排
放污染物的持续时间分为瞬时源和连续源； 排放源高度分为地面源和高架源等。不同类 别的源有不同的排放方式，污染物 进入大气 的初始状态也不一样，因而浓度分布也不同， 如工厂烟囱排放当作高架连续点源，繁忙的 公路作为连续线源，城市居民区的家庭炉灶 当作地面面源，把各个 污染源结合在一起考 虑，称为复合源。
风 受着各种力的影响，也是在各种力的作用下产生的。 作用于空气的力有：①由于气压分布不均而产生的气 压梯度力；②由于地球自转产生的地转偏向力；③由 于空气 层之间，空气与地面之间相对运动而产生的 摩擦力；④由于空气作曲线运动所产生的惯性离心力 等，这些力间的不同组合构成了不同形式的大气水平 运动。
大气污染控制工程第二版习题答案
习题答案：大气组成与性质
总结词
理解大气组成与性质对于控制大气污染至关重要。
详细描述
大气主要由氮气、氧气、氩气和二氧化碳等气体组成，其中氮气和氧气占主导地位。此外，大气中还含有水蒸气、 臭氧、气溶胶等其他成分。这些成分的物理和化学性质对大气污染物的形成、转化和扩散具有重要影响。
习题答案：大气组成与性质
总结词
掌握不同类型大气稳定度下污染物扩散的特征。
详细描述
在不稳定的大气中，污染物容易向上扩散至较高的高度； 在稳定的大气中，污染物容易积聚在低层；在中性状态下 ，污染物的扩散较为均匀。因此，了解大气稳定度对制定 有效的污染控制措施具有重要意义。
总结词
了解如何通过气象观测和数值模拟方法判断大气稳定度。
05
大气污染控制工程实践
习题答案：工业废气的控制技术
• 工业废气控制技术：
习题答案：工业废气的控制技术
燃烧法控制技术： 原理：通过燃烧将可燃性气体或颗粒物转化为无害物质。
应用：适用于处理含有可燃性气体或颗粒物的工业废气。
习题答案：工业废气的控制技术
01
过滤法控制技术：
02
原理：通过过滤材料将废气中的颗粒物去除。
了解大气污染的影响对于制定控制政策至关 重要。
详细描述
大气污染对人类健康、生态系统和气候变化 都具有严重影响。长期暴露于大气污染物会 增加呼吸系统疾病、心血管疾病等的发病率 和死亡率。此外，大气污染物还会对植物生 长、动物生态和全球气候产生影响。
习题答案：大气污染的影响
要点一
总结词
要点二
详细描述
评估大气污染的影响有助于制定科学合理的控制政策。
湿式除尘是利用水或其他液体洗涤含 颗粒物的气流，使颗粒物在液体中沉 降下来。湿式除尘技术适用于处理高 温和高湿度的气体。
大气污染物的扩散与气象条课件
能见度级 0 1 2
白日视程/m 〈50 50 〜200 200〜500
表征大气状态的基本气象要素
能见度级
3 4 5 6 7 8 9
白日视程/m
500〜1 000 1 000—2 000 2 000 〜4 000 4 000〜10 000 10 000 〜20 000 20 000 〜50 000 〉50 000
气象条件对大气污染物扩散的影响
由污染源排放的大气污染物进入大气层,其稀释、扩散和浓度的变化决定 于大气边界层（PBL)中的各种尺度的大气过程，尤其是受风向、风速、温度 等变化的影响。
在大气环 境影响评价中，按空间尺度来分， (1)通常将水平范围小于10 km称为小尺度，10〜100 km称为中尺度，大于100
为中性层结： ❖ 三是气温随高度递增，即通常所称的逆温现象或稳定层结，
一般 出现在少云、无风或小风的傍晚到夜间直至早晨日 出。
气象条件对大气污染物扩散的影响
2、温度层结 ❖ 逆温是对大气污染物扩散、稀释非常不利的气象条件之一。 ❖ 逆温层是非常稳定的气层，阻碍烟流向上和向下扩散，只在
水平 方向有扩散，在空中形成一个扇形的污染带；而且，一 旦逆温层消退，在近地面会有短时间 的熏烟污染现象，可能 会造成相对较高浓度污染。 ❖ 通过对温廓线的分析，可以知道逆温层出现的时间、频率、 平均髙度范围和强度等，进而分析项目排放污染物造成污染 较严重时 的气象条件及规律，可有针对性地提出减缓或避免 逆温熏℃
气象条件对大气污染物扩散的影响
3、湍流 ❖ 大气呈无规则的、三维的小尺度运动称为大气湍流。 ❖ 其表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，
并由此引起温度、湿度以及污染物浓度等屑性的随机涨落。 ❖ 大气总是处于不停息的湍流运动之中，排放到大气中的污染物质，在
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大气污染防治工程基础与实践第二次课 大气污染物扩散
2.1 气象要素 2.1.1 气温 2.1.2 气压
2.1.3 气湿：应用较多的参数湿相对湿度和含湿量 2.1.4 风向和风速
2.1.5 云：与大气稳定度相关的是云高和云量
2.1.6 能见度：正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离。
级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
2.2 地形、地貌对大气污染物扩散的影响 2.2.1 地形：影响大气流场
2.2.2 地貌：影响下垫面粗糙度和局部流场 2.3 大气的热力过程 2.
3.1 气温的垂直变化 气温直减率
（大气） 干空气绝热绘制温度递减率－ 干绝热直减率
（空气团） 一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换
温度层结
2.3.2 大气稳定度及其判据
∂γ＝T z
γ=-
∂γγγ
d γ> 0 ，正常分布层结
，中性层结（绝热直减率）＝0 ，等温层结< 0 ，
逆温层结
空气块
膨胀（做功） 耗内 能
定性
空气块
压缩（外气对它做功）
T
内能 （由压力变化引起）
外力使气块上升或下降
气块去掉外力
气块减速，有返回趋势，稳定
气块加速上升或下降，不稳定
气块停在外力去掉处，中性
大气不稳定,有利于污染物扩散 判据
• 逆温：不利于扩散
⑴ 辐射逆温： 地面白天加热，大气自下而上变暖；地面夜间变冷，大气自下而上冷却
辐射逆温层生消过程
⑵下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内）： 很厚的气层下沉，压缩变扁，顶部增温比底部多
⑶平流逆温
暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成
>0, a>0 d -γγd -γγd -γγγ
混合层不稳定<0, a<0 稳定中性层＝0，a=0 中性
稳定层
<0 ，a<0 逆温，非常稳定
⑷湍流逆温
下层湍流混合达 上层出现过渡层 逆温
⑸锋面逆温
2.4 扩散模式
2.4.1高斯扩散模式
• 高斯扩散模式的坐标系
冷、暖气团相遇 冷暖间逆温
暖气上爬，形成锋面
2.4.2 无界空间连续点源扩散模式
2.4.3 高架连续点源扩散模式
• 空间任意点浓度
• 地面浓度
• 地面最大浓度
地面最大浓度
2.4.4 地面源高斯模式
2.4.5 颗粒物扩散模式
粒径小于15μm 的颗粒物可按气体扩散计算 大于15μm 的颗粒物用倾斜烟流模式：
颗粒物沉降速度
2p p 18=
t d g v ρμ
22
22
(1)(/)(,,0,)exp()exp[]222π+-=--t y z y z
a q y H v x u c x y H u σσσ
σ22
22
(,,)exp[()]222π=-+y z y z
q y z c x y z u σσσσ
地面反射系数
2.5 污染物浓度估算 2.5.1 参数确定
⑴源强 q — 计算或实测
⑵平均风速 u — 按气象资料 ⑶有效源高 H — 计算
⑷扩散参数σy 、σy —— 按多项气象条件确定 2.5.2 烟气抬升高度的计算
《制订地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T13201-91)中的公式：
2.5.2 扩散参数的确定
国标规定的方法：
• 稳定度分级
太阳高度角（地理纬度，倾角）↘
辐射等级 → 确定大气稳定度 云量↗
12
H s a 1
n n 0H s H a V
a s
H H 12
1s H 12100k W ()35K =0.35 1700k W 2100k W 1700
=()
400
2(1.50.01)0.04 =s
Q T T H n Q H u
T
Q P Q T T T T Q Q H H H
H v D Q H u -≥-≥∆=⋅⋅∆∆=-<<-∆∆+∆-∆+∆-
(1)当和时(2)当时
H H s H 1/43/8
a
H 8(1700)
1700k W 35K 2(1.50.01)
=
10m 1.5m /s
d =5.5(0.0098)d Q u
Q T v D Q H u
T H Q z --≤∆<+∆∆+(3)当或时(4)当高处的年平均风速小于或等于时
• 扩散参数的选取
– 扩散参数的表达式为（取样时间0.5h ，按表4-8查算）
– 平原地区和城市远郊区，D 、E 、F 向不稳定方向提半级
– 工业区和城市中心区，C 提至B 级，D 、E 、F 向不稳定方向提一级 – 丘陵山区的农村或城市，同工业区
–
取样时间大于0.5h ， 垂直方向扩散参数不变，横向扩散参数按下式:
烟囱高度的设计
• 烟囱高度的计算 要求：
（1）达到稀释扩散的作用
（2）造价最低， 造价正比于H2 （3）地面浓度不超标
– 按地面最大浓度计算
2
=H
max
2()
πe =
z
q C uH σσy z σσs ∆H
b
C C C -=0max 在0.5～1.0之间取0C －标准浓度b C －本底浓度
2
1
21()q
y y τ
σστ=
– 按地面绝对最大浓度计算 – 按一定保证率的计算法
取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散参数
－P 值法
国标GB/T 13201-91
s H H
≥-∆。