大气污染课后答案解析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p(x, y, z, H)=Q ( y2(z - H)2p(x, y, z, H)= TOC o 1-5 h z exp()exp + exp-2兀 uj g2g 22g 22g 2y zyzz现存在峭壁，可考虑p为实源与虚源在所关心点贡献之和。Qy 2( z H )2( z + H )2实源

2、p = Qexp(-=)exp- M丿+ exp-丿2兀 ug g2g 22g 22g 2y zyzzr&,sp Q (2L- y)2 (z - H)2 (z + H)2虚源 P =exp-exp- + exp-2兀 uj g2g 22g 22g 2y zyzzQ/ y 2、r r (z - H )2(z + H )2因此 p =exp(-)exp- + exp- +2兀 uj g2g 22g 22g 2y zyzzQ(2L- y)2(z - H)2 (z + H)2exp-exp- + exp-2兀 ug g2g 22g 22g 2y zyzzQ r / y2、(2L - y)(z - H)

3、2(z + H)2二exp(-) + exp-exp + exp-2兀 ug g2g 22g 22g 22g 2y zyyzz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 21000kWh9.6 x 10-3T s9.6 x 10 -3418s且 x=2100kW, TsTa=130K35K。AH=AH=n Qn1 H n2 u _10 H1 s 2=1.303 x 295211/3 x 1202/3 x 4-1 = 244.

4、93m（发电厂位于城市近郊，取n=1.303, n=1/3, n =2/3）124.3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,Q = 18.1m，试求正下风方向500m处 yzSO 的地面浓度。2解：由大气污染控制工程P88（49）得P =兀UP =兀UG GyzeXP（-莎）=exp(-兀 x 6 x 35.3 x 18.1而汀)=0.0273mg 加34.4 解：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G =35.3m,G = 1 8 .

5、1 m 。将数据代入式4 8得 yzP(500,50,0,60) =80k x P(500,50,0,60) =80k x 6 x 35.3 x 18.1exp(-5022 x 35.32)exp(6022 x 18.12)=0.010mg / m3。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x=500m、y=50m处SO?的地 面浓度和地面最大浓度。解：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G =35.3m,G = 1 8 . 1 m 。将数据代入式4 8得 yzP(500,50,0,60) =80k x P(500,50,

6、0,60) =80k x 6 x 35.3 x 18.1 旳(_5022 x 35.32)exp(6022 x 18.12)=0.010mg / m3。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v D T -T20 x 0.6405- 293AH 匚 （1.5 + 2.7 D） =（1.5 + 2.7 xx 0.6） = 5.84m烟 囱uT4405s有效高度为 H H + AH 30 + 5.

7、84 35.84m。s由大气污染控制工程P89(410)、(411)Pmax时，H 35.84gzPmax时，H 35.84gz=25.34m取稳定度为D级，由表44查得与之相应的x=745.6m。此时g 此时g = 50.1m。代入上式py max2 x 1025.34x兀 x 4 x 35.842e50.1=0.231 g / m 34.6地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.4X10-3g/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(431) TOC o 1-5 h z T2g =g (亠)q =g ()0.3 = 3.02

8、g(当 1h T 400m，说明已经到达受体点。 TOC o 1-5 h z 2QH 2P 1P2有限长线源 P(x,0,0,H) =l exp(-)Jexp(-)dP寸2兀 ug2g 2 P J2兀2zz距 离 线 源 下 风 向 4m 处 ， P= 75/43.3= 1.732 ，P=75/43.3=1.732 ；1290Q =g /(m - s) = 0.6g /(m - s)。代入上式得L 150p(400,0,0,0) =2 x 0.6 xJ 1.732exp( - )dp = 5.52mg /m3。72兀 x 3x 26.5-1.732端点下风向P=0，P =150/43.3=3.

9、46，代入上式得122 x 0 61p 2p (400,0,0,0) =x f3.46exp( 一 )dp = 3.0mg / m 3v2兀 x 3 x 26.50 2k24.8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S0?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S0的地面浓度。2解：100015设大气稳定度为C级， = 232.56m,c = 6.98m。y 04.3z 0 2.15当x=1.0km, c二99.1m, c二61.4m。由大气污染控制工程P106

10、 (449)yzP (x, y,0, H)=Q 1 y2exp_ -兀u(c +P (x, y,0, H)=Q 1 y2exp_ -兀u(c +c )(c +c )2 (c +c )2y y0 z z 0yy0(czH 2+ c )2z010 x 3 x (99.1 + 232.56)(61.4 + 6.98)1152旳1一 2 (61.4 + 6.98)2二 4.57 x 10-5 g / m34.9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

11、向2km和6km处SO的地面浓度。2解：D - H 360 - 200设大气稳定度为C级。c = 74.42m n x = 1226.5mz 2.152.15D当x=2km时，x x2x 时，c = 474m , p = 0.120mg / m3D yv2k x 3.5 x 360 x 474计算结果表明，在xD=x 2100kW TOC o 1-5 h z T418s由 P80 (323)Z由 P80 (323)u = u () m = 3()0.25 = 1.687 0.25 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 10 Z10s10按城市及近郊

12、区条件，参考表42，取n=1.303，n=1/3，n =2/3，代入P91 (422 )得 12a”- 11.303x281001/3 x 2/31.687 1/ 4s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)A = n Qni n2 u =s = 23.481.687 1/ 4s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)0 1 s21.6871/4s2Q“b2Q-Z-AsTeu (p - p ) b2 x 2 x 80 x 10-3 x 0.5-A3.142 x 2.718 x 1.687( + A )0

13、.25 (0.06 - 0.05) x 10-6s解得+A = + 23.48 5/i2 357.4msss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u 二1.5 X 1.687 Xv1700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在2030m/s。取u =20m/s，则有4QD 4QD v 兀uv=4 x 265 = 4.1m，实际直径可取为4.0m。Tlx 204.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38。解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按 P88（47）Piexp(-)