大气污染课后答案-4章

1、四章大气扩散浓度估算模式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。假设不存在峭壁，那么有(x, y, z, H)exp (z2 ?)2 zu exp(芜)exp (z H)2U y z2 y现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点奉献之和。实源2 U y Z exp(2(z H) exp2(z H) 虚源-expz2(2L y)exp2(z H)exp2(z H) 因此-exp(z2y

2、尹)exp2 y(z H)2exp2 U y zexp(-expz(z H)22 fexp(z H)22 ；2exp (22 2y)exp2 y(z2厚zexp刮北风时，坐标系建立不变，那么结果仍为上式。某发电厂烟囱高度 120m，内径5m,排放速度/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<=1OHs、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(1.52.744182884185)96.16m 。布里格斯公式2.7Qh9.6 10 3TsTaVsD22.79.6 1

3、0 35229521kW21000 kW且x<=10Hs。此时0.362QH/3x2/3U 10.362 295211/34 1x2/32.80x2/3。按国家标准 GB/T13201 91中公式计算，因 QH>=2100kW , Ts Ta>=130K>35K。HnoQH1 H ? u 11.303 295211/3 1202/3 4 1244.93m发电厂位于城市近郊，取n=1.303 , n 1=1/3, n2=2/3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35.3m, z 18.

4、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 4 9得-exp(z80 “ 602 、6 35.3 18.1eXP( 2 18.12)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35.3m, z18.1m。将数据代入式4 8得(500,50,0,60)80exp(6 35.3 18.150222 35.3)exp(2 18.130.010mg/m 。在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天， 试计算下风向x=500m、y=50m处SO2的地面 浓度和地面最大浓度。解：阴天稳定度等级为D级，利

5、用?大气污染控制工程?P95表4 4查得x=500m时35.3m, z18.1m。将数据代入式4 8得(500,50,0,60)80exp(6 35.3 18.150222 35.3)exp(亠)2 18.130.010mg/m 。某一工业锅炉烟囱高 30m，直径，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, SO2排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下 SO2的地面最 大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得vsDTs Ta仝 (1.5 2.7 a D)uTs3(1.52.7405 2930.6)5.84m，烟囱有效高度为 H Hs H

6、 305.8435.84m。max2QuH 2ez时,H35.842 、225.34m 。取稳定度为D级，由表4 4查得与之相应的x=。此时 y50.1m。代入上式max2 1025.344 35.842e 50.10.231 g/m3。x 10 3g/m3，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为B级。解：由?大气污染控制工程?P98 4 31y2 y1 (二)41y喘严3.02y1当 1h100h ,q=0.3exp(U y2 Z君壮g 1.123.02103g/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

7、于该线源。试确定线源中心的下风距离400m处，风吹3到15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)2Ql“ H 2TTexp( n1P2)P12 exp( "2)dP。P2P1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,那么400m处y 43.3m, 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

8、达受体点。x ut 30.5h,所以不必考虑采样60 540m 400m,有限长线源2Ql(xgH) .2 uH 2 exp(干)Z2 z；y=exp(JdP2Ql距离线源90g/(m150风向 4mP1= 75/43.3=1.732 ,P2=75/43.3=1.732 ;(400,0,0,0)s)0.6g /(m2 0.6s。代入上式得1.73211.732 . 2 和号)dp35.52mg/m。端点下风向P1=0 , P2=150/43.3=3.46，代入上式得2 0.6(400°0,0) 23 26.53.46102exp(jdp3.0mg/ m3某市在环境质量评价中，划分面源

9、单元为1000m x 1000m，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,y0100043232.56m, z0竺 6.98m。2.15当 x=, y 99.1m, z 61.4m。由?大气污染控制工程?P1064 49(x,y,O,H)Qu( y y01y2exp -2zz。)2( yy0)21521 一3 (99.1232.56)(61.4 6.98)耿卩2 (61.4 6.98)'10534.57 10 g/m某烧结厂烧结机

10、的 SO2的排放量为180g/s,在冬季下午出现下沉逆温, 地面平均风速为 3m/s，混和层内的平均风速为/s。烟囱有效高度为 向2km和6km处SO2的地面浓度。解：逆温层底高度为360m，200m。试计算正下风方设大气稳定度为C级。当x=2km时,D H2.15Xd<X<2xd，按x= x D和x=2xd时浓度值内插计算。360 200 74.42mxD 1226.5m2.15X= XD 时， y118.26m, z74.42m，代入?大气污染控制工程?P88 4 9得exp(兴)2 z2200 c CLC / 3exp( )0.050mg / m3.5 118.26 74.4

11、22 74.42180x= 2xd 时，221.41m,139.10m，代入 P1014 36得22 uDexp(y2)y18030.257mg / m ；.23.5 360 221.41通过内插求解0.050.2571226.50.050 (2000 1226.5)0.181mg/m3当 x=6km>2x D 时,474m，1800.120mg / m3.23.5 360 474计算结果说明，在xd<=x<=2x d范围内，浓度随距离增大而升高。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y 4277m, z 87.4m。

12、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4 4得x=12km处,yfH 427 50433.25m, hf8 8502 87.4224.8mf (12000,0,0,50)Q.2Uhfyf10023 224.8 433.251.365 10 4g/m3。某污染源SO2排放量为80g/s,烟气流量为265m 3/s,烟气温度为418K ,大气温度为293K。这一地区的 SO23,设 z/ y 0.5, 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?

13、P91 4 23Qh0.35PaQvTs0.35 1013 265418 29341842.810 10 kW2100kWz由 P80 3 23u u10()mZ103(討51.687H0.25s按城市及近郊区条件，参考表4 2，取n=1.303 , m=1/3 , n2=2/3，代入P91 4 22得Hn0QH1 H ? u1.303 281001/3Hs2/31.687H1/4s5/1223.48H；3年均，代入 P1094 622Q；eu( 0 b)2 803.142 2.718 1.687(Hs3100.5H)025 ( 0.060.05) 10 6解得 Hs H Hs 23.48HJ12357.4m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uvXX 170=/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 2030m/s。取uv=20m/s，那么有D4Qv. 4 265 4.1m ,实际直径可取为。Y uv '20试