大气污染控制技术习题及答案

1、大气污染控制技术习题四第四章大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为为L,峭壁对烟流扩散起全反射作用。 试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有布里格斯公式H,污染源到峭壁的距离(x,y,z,H)2现存在峭壁，可考虑exp(R)exp(z?yz2y2z为实源与虚源在所关心点贡献之和。(zH)exp二22z实源-exp(z2，r)exp2y(zH)2-exp(zH)2-虚源-expz_21exp2Jy(zH)2一exp(zH)2-因此-ex

2、p(z2-yr)exp2y(zH)2-exp2曾-exp(z-expz2六)Jy了exp2y(zH)222exp(zH)22；)2exp(2yexp2y(z2孚2zexp(zH)22z)刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2某发电厂烟囱高度120m,内径5m,排放速度13.5m/s,烟气温度为大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s。试用霍兰德、布里格斯准GB/T13201-91中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式418K。大气温度(x=10Hs)、288K,国家标vsDHY-(1.5uTsTa2.7saTsD)13.55(1.52.74182884185)96.16moQHH

3、2.739.610TsTaTsVsD22.739.610418418288213.5529521kW21000kW且x=2100kW,TsTa=130K35K。Hn0QH1Hn2u11.303295211/31202/341244.93m(发电厂位于城市近郊，取n=1.303,m=1/3,隹=2/3)4.3某污染源排出SO2量为80g/s,有效源高为60m,烟囱出口处平均风速为6m/s。在当时的气象条件下，正下风方向500m处的y35.3m,z18.1m,试求正下风方向500m处SO2的地面浓度。解：由大气污染控制工程P88(49)得-exp(z80635.318.1exp(60218.12)

4、0.0273mg/m34.4解：阴天稳定度等级为D级，利用大气污染控制工程P95表4-4查得x=500m时y35.3m,z18.1m。将数据代入式48得(500,50,0,60)80635.318.1exp(235.32)exp(60Q2)0.010mg/m。218.124.4在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向地面浓度和地面最大浓度。解：x=500m、y=50m处SO2的阴天稳定度等级为D级，利用大气污染控制工程P95表44查得x=500m时y35.3m,z18.1m。将数据代入式48得(500,50,0,60)80635.318.1exp(502)exp(235.3260

5、2218.132)0.010mg/m。4.5某一工业锅炉烟囱高30m,直径0.6m,烟气出口速度为20m/s,烟气温度为405K,大气温度为293K,烟囱出口处风速的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得4m/s,SO2排放量为10mg/so试计算中性大气条件下SO2vsDHT-(1.5uTsTa2.7s-aD)Ts200.6405293(1.52.70.6)5.84m,烟囱44054.7一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为90g/s。当时风速为3m/s,风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离400m处，风吹3有效高度为HHH305.8435.84mo由大气污染控制工程P8

6、9(410)、(411)2Qzgmax-时,uHeyH35.842、225.34m。取稳定度为D级，由表4-4查得与之相应的x=745.6m。此时y50.1m。代入上式1025.34max2435.842e50.10.231g/m3。4.6地面源正下风方向一点上， 测得3分钟平均浓度为平均浓度是多少？假设大气稳定度为B级。解：由大气污染控制工程P98（431）3.4X103g/m3,试估计该点两小时的y1(0.05)0.33.02y1(当1h100h,q=0.3)Q,e.exp(uy2z3.023.02103g/m3150m,据估计有机物的总排放量为到15分钟时有机物的浓度。点的下风浓度是多少

7、？解：假设当时是晴朗的秋天下午4:00。试问正对该线源的一个端有限长线源（x,0,0,H）2QLH2P21P2c-exp(2j)PI72=exp(JP。首先判断大气稳定度，35左右，属于弱太阳辐射;确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午4:00,太阳高度角30查表4-3,当风速等于3m/s时，稳定度等级为C,则400m处y43.3m,z26.5m。其次判断3分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于0.5h,所以不必考虑采样时间对扩散参数的影响。3分钟时，污染物到达的距离说明已经到达受体点。xut3360540m400m,有限长线源（x,0,0,H）2QLexp(zH27)zP21p1,2ex

8、p(P2)dP2QL距离线源下风向4m90通g/(ms)0.6g/(m处，PI=75/43.3=S）o代入上式得1.732,P2=75/43.3=1.732;21.7321P2e)p()dp1.732.2235.52mg/m。端点下风向Pi=0,P2=150/43.3=3.46,代入上式得20.6(400,0,0,0).2326.54.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000mx1000m,其中一个单元的SO2排放量为10g/s,当时的风速为3m/s,风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为C级，v0

9、”叩232.56m,z0拒6.98m。y4.32.15当x=1.0km,y99.1m,z61.4m。由大气污染控制工程P106(449)210,1151exp23(99.1232.56)(61.46.98)2(61.46.98)24.9某烧结厂烧结机的SO2的排放量为180g/s,在冬季下午出现下沉逆温， 逆温层底高度为360m,地面平均风速为3m/s,混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为200m。试计算正下风方向2km和6km处SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为C级。zDH36020074.42mxD1226.5m2.152.15当x=2km时，XDX2XD,按x=XD和X=2

10、XD时浓度值内插计算。x=XD时，y118.26m,z74.42m,代入大气污染控制工程P88(49)得2uDy2y23.461p20.2exp(T)dp33.0mg/m(x,y,0,H)u(yQy0)(zH2Tz0)4.57105g/m3Q/H、-exp(力)uyz2z1803.5118.2674.42exp(2002274.422.30.050mg/mx=2XD时，y221.41m,z139.10m,代入P101(436)得Q-y、2exp()xD=x2xD时，y474m,180.23.536047430.120mg/m180、23.5360221.41,30.257mg/m;计算结果表明

11、，在某硫酸厂尾气烟囱高50m,SO2排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为3m/s,夜间云量为3/10。当烟流全部发生熏烟现象时，确定下风方向12km处SO2的地面浓度。由所给气象条件应取稳定度为E级。查表44得x=12km处，y4277m,z87.4mo50，一 c-433.25m,hfH2z508某污染源SO2排放量为80g/s,烟气流量为265m3/s,烟气温度为418K,大气温度为293K。这一地区的SO2本底浓度为0.05mg/m3,设z/y0.5,u103m/s,m=0.25,试按环境空气质量标准的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。解：按大气污染控制工程P91(423)-T4

12、182934QH0.35PaQv0.3510132652.81010kW2100kWTs418按城市及近郊区条件，参考表4-2,取n=1.303,n1=1/3,n2=2/3,代入P91(422)得nn-11.303281001/3Hs2/35/12Hn0QH1Hs2u17723.48H；。1.687H；环境空气质量标准的二级标准限值为0.06mg/m3(年均)，代入P109(462).一2Qzeu(0b)y280100.5H3.1422.7181.687(HsH)025(0.060.05)106解得HsHHs23.48H；/12357.4m于是Hs=162m。实际烟囱高度可取为170m。烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即uv=1.5X1.687X170.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在2030m/s。取uv=20m/s,则有4Q.4265DI4.1m,头际直径可取为4.0m。;uv20H-yfy4278F(12000,0,0,50)Q2Uhfyf10023224.8433.251.365104g/m3。287.4224.8m由P80(323)uu10(Z10)m3(.)0.251.687H0251034.12试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流