大气污染课后答案-4章

1、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H,污染源到峭壁的距离为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(x,y,z,H)2xp（召伽叨现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源2 U y z exp(2(z H expz2(z H) 虚源-expz2(2L y)exp2(z H)exp2(z H) 因此-exp(z2y尹)exp2 y(z H)2exp导2 U y zexp(-expz

2、(z H)22 fexp(z H)22 ；刮北风时，坐标系建立不变,2exp (22 2y)exp2 y(z2厚zexp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418K。大气温度288K, 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（x=10H）、国家标准 GB/T13201 - 91中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式马1.5u2.7D)4(1.52.744182885)96.16m。布里格斯公式2.7Qh9.6 10 3TsTaVsD22.79.6 10 3型 13.55229521kW21000 kW且x=21

3、00kVV Ts Ta=130K35KHnoQH1 H ? u 11.303 295211/3 1202/3 4 1 244.93m(发电厂位于城市近郊，取n=1.303 , n1=1/3 , n2=2/3 )4.3某污染源排出 SO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 y 35.3m, z 18.1m，试求正下风方向 500m处SO的地面浓度。解：由大气污染控制工程P88( 4 9)得丄 exp(U y z806 35.3 18.1eXP(叫)0.0273mg/m318.14.4 解：阴天稳定度等级为利用大气污染控制工程P9

4、5 表 4 4查得x=500m时y 35.3m, z18.1m。将数据代入式4 8得(500,50,0,60)(5026 35.3 18.1eXP 2 35.3280)exp(叫)18.130.010mg/m。4.4在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向 面浓度和地面最大浓度。解：阴天稳定度等级为x=500my=50m处SQ的地D级，利用大气污染控制工程P95查得x=500m时y 35.3m, z18.1m。将数据代入式4 8得(500,50,0,60)80 exp(6 35.3 18.15022 35.32)沖壬)2 18.130.010mg/m。4.5某一工业锅炉烟囱高 3

5、0m,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 4m/s, SQ排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下 SQ的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得vsDTs TaH -(1.5 2.7 a D)uTs3(1.542.7405 2934050.6)5.84m，烟囱有效高度为HHsH 30 5.8435.84m。由大气污染控制工程P89(4 10)、( 4- 11)max时uH 2e yH35.842 、225.34m。取稳定度为D级，由表此时y50.1m。代入上式44查得与之相应的2maxx=745.6m。104 35.84

6、2e豁 0.231 g/m3。4.6地面源正下风方向一点上，测得 的平均浓度是多少？假设大气稳定度为 解：由大气污染控制工程P98 (4 31)3分钟平均浓度为 B级。3.4 x 103g/m3，试估计该点两小时y2 y1 (二)41y1( 2 )0.33.02 y1 (当 1h0.05100h , q=0.3 )亠 exp(U y2 ZH2 )13.4 10 32丿2 :3.023.021.1210 3g/m34.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m,据估计有机物的总排放量为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到1

7、5分钟时有机物的浓度。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点的下风浓度是多少?解：有限长线源(x,0,0,H)2Qlexp(P2PTexp(P22)dP。首先判断大气稳定度,确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午4:00,太阳高度角3035。左右，属于弱太阳辐射；查表 4-3，当风速等于3m/s时，稳定度等级为 C,贝U 400m处y 43.3m, z 26.5m。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x ut 3 3 60 540m 400m，说明已经到达受体点。有限长线源(x,0

8、,0,H)2Qlexp(旦P2u z 2 J P 屁exp(号)dP距离线源下风向 4m 处，P= 75/43.3= 1.732 , P2=75/43.3=1.732Ql -90g/(m s) 0.6g /(m s)。代入上式得 150(400,0,0,0)2 0.623 26.51.73211.732、2exX35.52mg/m。端点下风向P1=0, P2=150/43.3=3.46，代入上式得(400,0,0,0)2 0.6.23 26.523.46 1p2exp( )dp 02233.0mg/ m4.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000mx 1000m,其中一个单元的 SQ排放

9、量为10g/s，当时的风速为 3m/s，风向为南风。平均有效源高为15叶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SQ的地面浓度。解：设大气稳定度为C级,y01000232.56m, z0152156.98m。当x=1.0km， y 99.1m, z 61.4m。由大气污染控制工程P106 （4-49）(x,y,0,H)U( yy0)( z1exp _Z0)2(yy0)2h2T4.57 10 5g/m310r 1152n3 (99.1232.56)(61.4 6.98)耿“ 2 (61.4 6.98)4.9某烧结厂烧结机的 SO的排放量为180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆

10、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SQ的地面浓度。解：设大气稳定度为 C 级。z D H 360 20074.42m xD 1226.5m2.152.15当x=2km时，Xdx2x?时，y 474m ,18030.120mg /m.23.5 360 4744.10某硫酸厂尾气烟囱高 50m, SQ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SQ的地面浓度。由所给气象条件应取稳定度为E级。查表4 4得x=12km

11、处，y 4277m, z 87.4m。yf节 427 50 43325m, hfH 2 z 502 87.4224.8mF (12000,0,0,50)Q、2Uhfyf1.365 10 4g/m3。23 224.8 433.254.11某污染源SQ排放量为80g/s，烟气流量为265ni/s，烟气温度为 418K,大气温度为293K。这一地区的SQ本底浓度为0.05mg/m3,设 =/y 0.5， u103m/ s, m=0.25,试按环Qh0.35PaQv 丄 0.35Ts418 2931013 2652.810418410 kW 2100 kWZ由 P80 (3 23) u u10(Z10

12、)m 3(H)0.251.687H s02510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：(4 23)按大气污染控制工程 P91按城市及近郊区条件，参考表4 2，取n=1.303 , n1=1/3 ,他=2/3，代入P91 ( 4 22)得2 /3n n 11.303 28100 Hs5/12Hn0QH1 H s2 u777 23.48H s 。H s1.687H；s环境空气质量标准的二级标准限值为0.06mg/m3 (年均)，代入P109 (4 62)Hs,eu( 0 b) y3.142 2.718 1.687(Hs10 62 80 10 3 0.50 25H) . (0.06 0.05)解得H sH Hs 23.48H?12357.4m是Hs=162m实际烟囱高度可取为170m。1.5 倍，即 山=1.5 X 1.687 X2030m/s。取 uv=20m/s，则有烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在4Qv4 265十4.1m，实际直径可取为 4.0m。V 204.12试证明高架连续点源在出现地面最