大气污染控制讲义iversonzwl

大气污染控制工程PAGEPAGE196概论大气污染的关注：1.局地或者区域污染到全球性气候变化；2.污染物由一次污染物到二次污染物及微量有毒有害物质；3.大气污染控制技术也有末端控制到清洁生产为中心的全过程控制。第一节大大气和大大气污染染一、大气的的组成大气与空气气定义：大气气是指环环绕地球球的全部部空气的的总和；；环境空空气是指指人类、植植物、动动物和建建筑物暴暴露于其其中的室室外空气气。区别和联系系：大气气所指的的范围比比空气大大。大气气和空气气皆指环环境空气气。大气的组成成大气是由多多种气体体混合组组成的，按按其成分分可以概概括为干干燥清洁洁的空气气、水汽汽和悬浮浮微粒三三部分。干干燥清洁洁的空气气见表11-1，干干洁空气气的组成成比例在在0-990kmm范围内内基本保保持不变变。大气气中的水水汽含量量变化较较大，其其变化范范围可达达0.001-44%，许许多天气气现象与与水汽含含量有关关。大气气中的悬悬浮微粒粒主要是是大气尘尘埃和悬悬浮杂质质。表1-1

干洁洁空气的的组成成分分子量体积比（%%）成分分子量体积比（110-66）氮(N2))28.01178.099氖(Ne))20.18818氧(O2))32.00020.955氦(He))4.00335.3氩(Ar))39.9440.93氪(Kr))83.8001二氧化碳((CO22)44.0110.03氢(H2))2.01660.5

氙(Xe))131.3300.08

臭氧(O33)48.0000.01--0.004

甲烷(CHH4)16.0441.5二、大气污污染大气污染定义：大气气污染通通常系指指由人类类活动和和自然过过程引起起某些物物质进入入大气后后，呈现现出足够够的浓度度，达到到足够的的时间，并并因此对对人体的的舒适、健健康和福福利或环环境造成成危害。分类：按大大气污染染的范围围来说，大大致可分分为四类类：（11）局部部地区污污染，如如受某个个工厂烟烟囱排气气的直接接影响；；（2）地区区性污染染，如工工矿区域域及其附附近地区区或整个个城市大大气受到到污染；；（3）广域域污染，在在大城市市、大工工业地带带可以看看到的广广域污染染；（44）全球球性污染染，如大大气中硫硫氧化物物、氮氧氧化物、二二氧化碳碳和飘尘尘的不断断增加，造造成跨国国界的酸酸性降雨雨和温室室气体效效应。全全球性大大气污染染受到世世界各国国的关注注，需要要国际间间的合作作加以解解决。表1-2清洁空空气与被被污染空空气中污污染物的的含量污染物清洁空气中中的含量量(100-6)污染空气中中的含量量(100-6)二氧化硫0.0011~0..010.02~~2氮氧化物0.0011~0..010.01~~0.55碳氢化物11~20一氧化碳＜15~2000二氧化碳310~3330350~3370颗粒物10~200μg/mm370~7000μg/mm3影响大气污污染的主主要因素素：污染染物的排排放情况况、大气气的自净净过程，以以及污染染物在大大气中的的转化情情况。三、全球性性大气污污染问题题温室效应定义：温室室气体可可以使太太阳短波波辐射几几乎无衰衰减的通通过，同同时可以以吸收地地面长波波辐射，由由此引起起全球气气温升高高的现象象。温室气体：：甲烷、一一氧化二二氮、臭臭氧、氟氟氯碳（CCFCss）、水水蒸气等等。二氧化碳是是最重要要的温室室气体。近100年年，全球球平均气气温上升升了0..3-00.6℃℃，海平平面上升升了144-255cm..见下表：臭氧层破坏坏臭氧：O33含量一一亿分之之一，集集中在平平流层，具具有强烈烈吸收紫紫外线的的功能。“国际臭氧氧层日”：9月16日是。消耗臭氧层层物质：：通常简简称为OODS（OOzonneddeplletiionsubbstaancee）破环原因：：氟氯碳碳（CFFCs）、氮氮氧化物物排放。南极臭氧层层：最新探探测数据据显示，今今年南极极上空臭臭氧层空空洞正以以近２００年来最最快的速速度扩展展，目前前空洞面面积已超超过２７７００万万平方公公里，直直逼２００００年年同期的的历史最最高记录录３００００万平平方公里里，预计计空洞面面积还将将进一步步扩大。造造成这一一现象的的原因主主要是氯氯氟烃、甲甲基溴、哈哈龙等人人工合成成化学物物质通过过光化学学作用对对臭氧的的消耗，而而且人类类几十年年前排放放的臭氧氧层消耗耗物质目目前仍存存在于大大气中。另另外，除除了化学学物质的的排放，气气候也是是影响臭臭氧层损损耗情况况的重要要因素。去去年，南南极地区区气温偏偏高，使使得臭氧氧层损耗耗减弱，而而今年该该地区较较为寒冷冷，也加加剧了臭臭氧层空空洞的扩扩大。南南极臭氧氧层恢复复至少需需要500年。结果：皮肤肤癌、角角膜炎赠赠加，生生态系统统破坏。酸雨定义：pHH小于55.6的的大气降降水原因：硫氧氧化物、氮氮氧化物物的排放放，在大大气中形形成硫酸酸和硝酸酸，以酸酸沉降的的形式返返回地面面。分布：欧洲洲、北美美、东亚亚。中国国的西南南、华南南、东南南严重。一般认为酸酸雨中各各种酸的的贡献率率为H２２SO４655%，HHNO３３300%，HHCl5%。国外如日本本等酸雨雨严重,早在在19775年东东京一次次酸雨的的ｐＨＨ竟达33.1。我我国过去去对SOO2未加加控制,,SOO2排放量量逐年增增加,,19883-119911年每年年以3..84%%的速度度增长,19991--19994年SSO2排放放量从114955万吨增增至18825万万吨,,20000年年SO22排放放量将达达26000万吨吨,超超过美国国.目目前居世世界第一一。因此此,近近年来我我国许多多地区酸酸雨不断断发生,特别别是西南南,因因燃烧大大量高含含硫煤而而造成。酸酸雨影响响生态,使水水质下降降,土土壤贫化化,森森林、作作物枯萎萎,鱼鱼类死亡亡,腐腐蚀金属属和建筑筑物等。第二节大大气污染染物及其其来源一、大气污污染物大气污染物物定义：：大气污染物物是指由由于人类类活动或或自然过过程排放放到大气气，并对对人或环环境产生生有害影影响的物物质。大气污染物物分类：：1.按存在在状态分分类：气气溶胶状状态污染染物（颗颗粒污染染物也称称为气溶溶胶状态态污染物物，是指指固体粒粒子、液液体粒子子或它们们在气体体介质中中的悬浮浮体）和和气体状状态污染染物（以以二氧化化硫为主主的含硫硫化合物物、以一一氧化氮氮和二氧氧化氮为为主的含含氮化合合物、碳碳的氧化化物、碳碳氢化合合物及卤卤素化合合物）1.1根据据气溶胶胶的来源源和物理理性质，可可将其分分为如下下几种：：（1）粉尘尘（duust）系系指悬浮浮于气体体介质中中的细小小固体粒粒子。通通常是由由固体物物质的破破碎、分分级、研研磨等机机械过程程或土壤壤、岩石石风化等等自然过过程形成成。粉尘尘粒径一一般在１１~2000μm。（2）烟（ffumee）通常常系指由由冶金过过程形成成的固体体粒子的的气溶胶胶。它是是由熔融融物质挥挥发后生生成的气气态物质质的冷凝凝物，在在生产过过程中总总是伴有有诸如氧氧化之类类的化学学反应。烟烟是很细细的微粒粒，粒径径范围一一般为00.011~1μμm.。

（3）飞灰灰（fllyassh）系系指由燃燃料燃烧烧产生的的烟气带带走的灰灰分中分分散得较较细的粒粒子。灰灰分（aash）系系含碳物物质燃烧烧后残留留的固体体渣，尽尽管其中中可能含含有未完完全燃尽尽的燃料料，作为为分析目目的而总总是假定定它是完完全燃烧烧的。

（4）黑烟烟（smmokee）通常常系指由由燃烧产产生的能能见气溶溶胶。黑黑烟的粒粒度范围围为0..05~~1μm。

（5）雾：：气体中中液滴悬悬浮体的的总称，能能见度<<1千米米的小水水滴悬浮浮体。烟尘（粉尘尘）：飞飞灰和黑黑烟此外，在大大气污染染控制中中，还根根据大气气中粉尘尘颗粒的的大小进进行分类类，可分分为总悬悬浮颗粒粒物和可可吸入颗颗粒物。总总悬浮颗颗粒物（ＴＴＳＰ）：：指能悬悬浮在空空气中，空空气动力力学当量量直径《100μm的颗粒物。可吸人颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径《10μm的颗粒物。1.2气体体状态污污染物种种类极多多，常见见的有五五大类：：以二氧氧化硫为为主的含含硫化合合物、以以一氧化化氮和二二氧化氮氮为主的的含氮化化合物、碳碳的氧化化物、有有机化合合物及卤卤素化合合物等，如如表1--3所示示。表1-3

气体体状态大大气污染染物的种种类污

染

物一次污染物物二次污染物物含硫化合物物SO2、HH2SSO2、HH2SO4、MSOO4碳的氧化物物CO、COO2无含氮化合物物NO、NHH3NO2、HHNO33、MNOO3碳氢化合物物CmHn醛、酮、过过氧乙酰酰硝酸酯酯、O3卤素化合物物HF、HCCI无气态污染物物可分为为一次污污染物和和二次污污染物。若大气污染物是从污染源直接排出的原始物质，则称为一次污染物。若是由一次污染物与大气中原有成分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物，称为二次污染物。在大气污染中，受到普遍重视的二次污染物主要有硫酸烟雾（Sulfuroussmog）和光化学烟雾（Photochemicalsmog）。硫酸烟雾是由大气中的二氧化硫等硫化物，在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。光化学烟雾是由大气中的氮氧化物、碳氢化合物与氧化剂之间在阳光照射下发生一系列光化学反应所生成的蓝色烟雾（有时带紫色或黄褐色），其主要成分有臭氧、过氧乙酰基硝酸脂（PAN）、酮类及醛类等。二、大气污污染物的的来源和和发生量量大气污染源源1.可分为为自然污污染源、人人为污染染源（点点源、面面源）2.功能划划分：生生活污染染源、工工业污染染源和交交通运输输污染源源3.污染物物统计分分类：燃燃料燃烧烧、工业业生产、交交通运输输。前两两类污染染源通称称为固定定源，交交通运输输工具（机机动车、火火车、飞飞机等）则则称为流流动源。自70年代代的能源源危机以以来，为为了节约约能源，多多国普遍遍开始建建造密闭闭型房屋屋，以增增加保暖暖效果。室室内空调调的普遍遍采用和和室内装装潢的流流行，都都影响着着室内空空气质量量（IAQQ,InndooorAAirQuaalitty）。使使IAAQ问问题日趋趋严重。国国外学者者调查表表明室内内空气污污染物种种类已高高达9000多种种，主要要包括甲甲醛等挥挥发性有有机物、臭臭氧、一一氧化碳碳、二氧氧化碳、氡氡及其子子体等等等。现将将室内空空气主要要污染物物及其来来源综合合列在表表1-44中。

表1-4

室内内空气主主要污染染物及其其来源污染物污染源甲

醛

建筑材料料：各种种含脲醛醛树脂的的建筑材材料，绝绝缘材料料等

装饰材料料：木制制家具，墙墙壁涂料料，油漆漆，粘合合剂，化化纤地毯毯等

生活用品品：液化化石油气气的燃烧烧，化妆妆品，清清洗剂，消消毒剂，香香烟烟雾雾，书刊刊杂志（油油墨印刷刷）等

氡及其子子体

建材（水水泥、砖砖、地板板等），地地壳本体体，地下下坑道中中的冷气气

挥发性有有机物

涂料、化化妆品、油油漆、清清洁剂、杀杀虫剂、鞋鞋油、指指甲油、摩摩丝等

臭

氧

室外光化化反应进进入、复复印机高高压产生生

一氧化碳碳

燃料燃烧烧、吸烟烟、燃气气热水器器使用不不当

二氧化碳碳

燃料燃烧烧、吸烟烟、人类类呼吸代代谢、植植物呼吸吸作用

氮氧化物物

燃料燃烧烧、吸烟烟、使用用电炉

过敏反应应物

植物花粉粉、孢子子、动物物皮毛、家家畜（猫猫、狗等等），螨螨类

菌类微生生物

人体、空空调器、湿湿度器、家家畜、不不清洁的的毛毯

有机氯化化物

纺织物、杀杀虫剂、集集成电路路半导体体元件使使用的有有机氯清清洗剂

颗粒物

室外、石石棉、燃燃料燃烧烧、吸烟烟、发烟烟蚊香、室室内清扫扫、日化化用品（如如空气清清新剂、臭臭氧剂、化化妆品）等等大气污染源源的发生生量全全球主要要大气污污染物的的来源、发发生量、背背景浓度度和主要要反应见见表1--3（PP8）中国大气污污染主要要以煤烟烟型为主主，主要要污染物物为二氧氧化硫和和烟尘。表1-4((P100)为美美国主要要大气污污染物的的排放量量，主要要污染源源为交通通运输和和燃料燃燃烧，主主要污染染物为CCO、氮氮氧化物物、二氧氧化硫和和VOCC三、城市的的大气污污染状况况见表1-55（P111）,,城市大大气污染染严重，且且北方重重于南方方。华中、华南南、西南南及华东东地区酸酸雨严重重，北方方局部酸酸雨。酸酸雨区面面积占国国土面积积的300%。长长沙酸雨雨属全国国前三名名（一）大气气污染水水平我国目前大大气污染染形势仍仍然严峻峻，城市市的大气气污染更更加突出出。主要要是污染染物放量量相当大大。20000年年全国二二氧化硫硫排放总总量为119955万吨，其其中工业业来源的的排放量量16112万吨吨，生活活来源的的排放量量3833万吨；；烟尘排排放总量量11665万吨吨，其中中工业烟烟尘排放放量9553万吨吨，生活活烟尘排排放量2212万万吨；工工业粉尘尘排放量量10992万吨吨。我国国已成为为世界上上大气污污染排放放总量最最大的国国家之一一。据20000年中国国环境状状况公报报。在实实行环境境统计的的3388个城市市中，663.55％的城城市超过过国家空空气质量量二级标标准，其其中1112个城城市超过过三级标标准。城城市空气气质量总总体上比比19999年度度好转。但但整体污污染水平平仍较严严重。总总悬浮颗颗粒物（TTSP）中中可吸入入颗粒物物（PMM10）是是影响城城市空气气质量的的主要污污染物，部部分地区区二氧化化硫污染染较重，少少数大城城市如北北京、上上海、广广州等空空气中的的首要污污染物为为氮氧化化物（NNOx）。酸酸雨区面面积约占占国土面面积的330％，酸酸雨区区区域主要要集中在在华中、华华南、西西南及华华东地区区。

（二二）当前前大气污污染的特特点

11.大气气污染防防治取得得一定成成绩，城城市空气气质量恶恶化的趋趋势有所所减缓，但但整体污污染水平平仍较严严重。我国大气污污染无论论是排放放总量还还是城市市空气质质量总体体上均有有进步，见见表1--5119955~20000年年废气中中主要污污染物排排放量对对比。表1-5

19995~~20000年废废气中主主要污染染物排放放量及对对比年度二氧化硫/万t烟尘/万t工业粉尘/万t19952369..61743..61731..21996

199723461873

199820911455

19991857..51159

20001995..11165..41092..0增减(%))-15.88-32.22-36.99

22.大气气污染总总体类型型为煤烟烟型污染染，大城城市机动动车尾气气污染加加剧，呈呈现汽车车型污染染特征。大气污染的的类型主主要是由由能源结结构决定定。我国国现阶段段以及今今后相当当长时期期内，一一次能源源以煤为为主。并并且我国国能源用用煤的880％以以上是直直接燃烧烧，且燃燃烧方式式落后，热热效率低低，造成成单位产产品能耗耗大，排排污大，加加之烟气气净化水水平不高高，是造造成我国国大气污污染严重重的症节节所在。因因此总体体上我国国大气污污染呈现现以烟尘尘和SOO2为特征征污染物物的煤烟烟型污染染。随着经济的的发展和和我国城城市机动动车数量量大幅度度增长，但但由于我我国机动动车污染染控制水水平低，只只相当于于国外770年代代中期水水平，单单车污染染排放水水平是日日本的110~220倍，美美国的11~8倍倍。机动动车尾气气已成为为空气污污染的重重要来源源，特别别是北京京、广州州等大城城市，空空气中氮氮氧化物物的空气气污染指指数已达达四级，成成为空气气环境中中首要污污染物。有有关研究究结果表表明，北北京、上上海等大大城市机机动车排排放的污污染已占占空气污污染负荷荷的600％以上上。据测测算，北北京市大大气中774％的的碳氢化化合物、63％的NO、50％的NOx来自机动车的排放。这表明我国特大城市的空气污染正由第一代煤烟型污染向第二代汽车型污染转变。3.大气污污染范围围和类型型有扩大大趋势城市和工矿矿区的扩扩展，乡乡镇企业业的迅速速发展，使使大气污污染范围围逐渐扩扩大。一一般来说说，乡镇镇企业的的生产工工业和污污染治理理水平相相对较低低，加上上城市产产业结构构调整以以及为减减缓城区区的环境境压力，将将一些污污染较重重的生产产企业向向郊区或或农村转转移，使使某些地地区乡镇镇的环境境恶化加加剧。此外，我国国大气污污染的致致因除了了工业生生产，交交通运输输和能源源燃烧之之外，目目前我国国不少北北方城市市大气TTSP的的一半来来自扬尘尘，近两两年频频频发生的的沙尘暴暴使扬尘尘污染更更加严重重。综上所述我我国大气气污染的的防治范范围主要要是重点点城市的的污染防防治，燃燃煤的污污染防治治及其他他领域的的污染防防治（包包括机动动车尾气气及扬尘尘污染等等的控制制）。4.大气污污染造成成的危害害不容忽忽视严重的大气气污染，直直接影响响人体的的身体健健康和生生态环境境，影响响我国经经济的可可持续发发展。据据中国社社会科学学院的一一项研究究报告，1995年我国环境污染造成的经济损失达到1875亿元，占当年GDP的3.27％。其中因大气污染造成的经济损失占总损失的16.1％，因总悬浮颗粒物影响导致的人体健康损失估算为171亿元，因酸雨造成的损失为130亿元，世界银行的一份报告测算，1995年我国仅大气和水污染造成的损失约540亿美元，占当年GDP的8％。第三节大大气污染染的影响响一、对人体体健康的的影响大气污染物物侵入人人体的三三种途径径：表面面接触、食食入含污污染物的的食物、吸吸入被污污染的空空气。其其中最后后一条最最为严重重，大气气污染对对人体健健康的主主要危害害就是引引起呼吸吸道疾病病。比如如颗粒物物粉尘引引起尘肺肺病、硫硫酸烟雾雾引起支支气管痉痉挛、CCO浓度度达到110-44时引起起头痛、眩眩晕、氮氮氧化物物引起光光化学烟烟雾、有有机化合合物致癌癌等。二、对植物物的危害害对植物的危危害主要要在叶子子上，毒毒害气体体有二氧氧化硫、臭臭氧、HHF、乙乙烯、氯氯化氢、硫硫化氢和和氨等。三、对器物物和材料料的影响响玷污性损害害和化学学性损害害四、对大气气能见度度和气候候的影响响使大气能见见度（在在指定方方向上能能用肉眼眼看见和和辨识的的最大距距离）降降低，有有潜在影影响的污污染物是是TSPP、硫氧氧化物、氮氮氧化物物、光化化学烟雾雾。对气候产生生全球性性的影响响，如温温室效应应等。第四节大大气污染染综合防防治一、大气污污综合防防治的意意义大气污综合合防治，实实质上是是为了达达到区域域环境空空气质量量控制目目标，对对多种大大气污染染控制方方案的技技术可行行性、经经济合理理性、区区域适应应性和实实施可行行性等进进行优化化选择和和评价，从从而得出出最优的的控制技技术方案案和工程程措施。2000年年4月29日，九届届全国人人大常委委会表决决通过了了新修订订的《大大气污染染防治法法》，表表明我国国大气污污染控制制从浓度度控制向向总量控控制转变变，并明明确了总总量控制制制度、排排污许可可证制度度、按排排污总量量收费的的制度三三项制度度。大气污染控控制需要要采取综综合措施施，需要要从立法法管理、环环境规划划和污染染控制技技术几个个方面进进行。二、大气污污染综合合防治措措施全面规划，合合理布局局必须从协调调地区经经济发展展和保护护环境之之间的关关系出发发，对该该地区各各污染源源所排放放的各类类污染物物质的种种类、数数量、时时空分布布作全面面的调查查研究，并并在此基基础上，制制定控制制污染的的最佳方方案。环境规划环境规划环境影响评价全面规划，合理布局严格环境管管理环境管理体体制如图图：质量标准国国法质量标准排放标准排放标准环环境立法法标标准警报标准警报标准环境管理环境境监测环境管理机机构控制大气污污染的技技术措施施实施清洁生生产、可可持续发发展战略略、建立立综合性性工业基基地。

清洁生产产的内容容包括清清洁的产产品、清洁的的生产过过程和清洁的的服务三三个方面面第五节环环境空气气质量控控制标准准环境空气质质量控制制标准是是执行环环境保护护法和大大气污染染防治法法、实施施环境空空气质量量管理及及防治大大气污染染的依据据和手段段。一、环境空空气质量量标准的的种类和和作用按用途分为为四类：：1.环境空空气质量量标准是是基于环环境基准准，结合合社会经经济、技技术能力力指定的的控制环环境中各各类污染染物质浓浓度水平平的限值值。2.大气污污染物排排放标准准是以实实现环境境质量标标准为目目标，对对从污染染源排入入环境的的污染物物的浓度度和数量量所作的的限制规规定。3.污染物物控制技技术标准准是根据据污染物物排放标标准所引引申出来来的附助助标准，是是为达到到排放标标准而作作的具体体技术规规定。4..警报标标准是为为了保护护环境不不致恶化化，或根根据污染染发展趋趋势，预预防污染染事故发发生而规规定的污污染物含含量的极极限值。二、环境空空气质量量标准制定原则：：考虑保保障人体体健康和和保护生生态环境境。合理理的协调调和平衡衡实现标标准所需需的代价价与社会会经济效效益之间间的关系系。19996年年制订《环环境空气气质量标标准》GGB30095--96四级水平环境空气质质量标准准环境空气质质量分三三级标准准，不同同功能区区实行不不同标准准。附录三（九九种污染染物的浓浓度限值值）三、工业企企业设计计卫生标标准1979年年重新修修订公布布了《工工业企业业设计卫卫生标准准》TJJ36--79，规规定了居居住区大大气中有有害物质质的最高高容许浓浓度和车车间空气气中有害害物质的的最高允允许浓度度。见附附录三、四四。四、大气污污染物排排放标准准制定原则和和方法大气污染物物综合排排放标准准

制定定地方大大气污染染物排放放标准的的技术方方法本标准以以大气环环境质量量标准为为控制目目标，在在大气污污染物扩扩散稀释释规律的的基础上上，使用用控制区区排放总总量允许许限值和和点源排排放允许许限值控控制大气气污染的的方法制制定地方方大气污污染物排排放标准准。气态态大气污污染物分分为总量量控制区区和非总总量控制制区。总总量控制制区是当当地人民民政府根根据城镇镇规划、经经济发展展与环境境保护要要求而决决定对大大气污染染物实行行总量控控制的区区域。总总量控制制区外的的区域称称为非总总量控制制区，例例如广大大农村以以及工业业化水平平较低的的边远荒荒僻地区区。但对对大面积积酸雨危危害地区区应尽量量设置SSO2和和NOxx排放总总量控制制区。五、空气污污染指数数及报告告空气污染指指数分级级及其浓浓度限值值目前，计入入APII（AiirPPolllutiionInddex）的的项目有有：PMM10、二二氧化硫硫、二氧氧化氮、一一氧化碳碳和臭氧氧。范围围0-5500，其其中，550、1100、2200分分别对应应于《环环境空气气质量标标准》中中的一二二三级标标准的污污染物平平均浓度度限值，5500则则是对应应于人体体健康产产生明显显危害的的污染物物水平。表1空气气污染指指数对应应的污染染物浓度度限值污染指数污染物浓度度（毫克克/立方米米）APISO2（日均值）NO2（日均值）PM10（日均值）CO（小时均值值）O3（小时均值值）500.05000.08000.050050.12001000.15000.12000.1500100.20002000.80000.28000.3500600.40003001.60000.56550.4200900.80004002.10000.75000.50001201.00005002.62000.94000.60001501.2000表2空气气污染指指数范围围及相应应的空气气质量类类别空气污染指指数API空气质量状况对健康的影影响建议采取的的措施0～50优可正常活动动51～1000良101～1150轻微污染易感人群症症状有轻轻度加剧剧，健康康人群出出现刺激激症状心脏病和呼呼吸系统统疾病患患者应减减少体力力消耗和和户外活活动151~2200轻度污染201～2250中度污染心脏病和肺肺病患者者症状显显著加剧剧，运动动耐受力力降低，健健康人群群中普遍遍出现症症状老年人和心心脏病、肺肺病患者者应在停停留在室室内，并并减少体体力活动动251~3300中度重污染染>300重污染健康人运动动耐受力力降低，有有明显强强烈症状状，提前前出现某某些疾病病老年人和病病人应当当留在室室内，避避免体力力消耗，一一般人群群应避免免户外活活动第二章燃烧与与大气污污染本章介绍燃燃烧过程程的基本本原理、污污染物的的生成机机理，以以及如何何控制燃燃烧过程程以便减减少污染染物的排排放量。第一节燃料的的性质燃料：燃烧烧过程中中，能够够放出热热量，且且在经济济上可以以取得效效益的物物质。分类：固体燃料（固固体燃料料燃烧困困难，容容易发生生不完全全燃烧，产产生的污污染物量量大）、液液体燃料料和气体体燃料（物物理状态态）非常规燃料料及常规规燃料（煤、石油、天然气等化石燃料）一、煤煤可分为褐褐煤（最最低品位位的煤）、烟烟煤和无无烟煤（含含炭量高高）三大大类。煤的工业成成分分析析：水分分（内水水分、外外水分）、灰灰分（平平均灰分分25%%，主要要指煤中中所含碳碳酸盐、粘粘土矿物物质以及及微量的的稀土元元素等。）、挥挥发分、固固定碳，以以及估测测硫含量量和热值值，这是是评价工工业用煤煤的主要要指标。煤的元素分分析：CC、H、OO、S、NN,其测测定方法法了解。煤中硫的形形态四种种：有机机硫、硫硫铁矿硫硫（主要要为黄铁铁矿硫）、硫硫酸盐硫硫和有机机硫。前前两种挥挥发硫，硫硫酸盐硫硫是灰分分的一部部分。据分析：低低硫煤中中主要为为有机硫硫，高硫硫煤中主主要为无无机硫。煤中成分的的表示方方法：收收到基、空空气干燥燥基、干干燥基、干干燥无灰灰基。定定义及符符号表示示。二、石油液体燃料主主要是石石油。原原油是天天然存在在的由链链烷烃、环环烷烃和和芳香烃烃等碳氢氢化合物物组成的的混合液液体，含含碳、氢氢和少量量的氧、氮氮、硫等等元素，还还含有微微量金属属元素，如如钒、镍镍等，也也可能受受氯、砷砷和铅的的污染。液体燃料发发热量高高，燃烧烧产生的的污染量量较少。三、天然气气天然气是气气态的化化石燃料料，主要要由甲烷烷（约885%）、乙乙烷（约约10%%）、丙丙烷3%%等碳氢氢化合物物组成，还还可能含含有水蒸蒸气、二二氧化碳碳、氮、氦氦和硫化化氢等气气体。天然气中硫硫化氢、惰惰性组分分含量超超过一定定值时，会会影响燃燃烧效率率。气体燃料容容易燃烧烧，燃烧烧效率高高，产生生的污染染物量很很少。四、非常规规燃料除常规燃料料外的可可燃物质质即为非非常规燃燃料。第二节燃燃料燃烧烧过程一、影响燃燃烧的主主要因素素燃烧过程及及燃烧产产物燃烧是可燃燃混合物物的快速速氧化并并伴随着着能量释释放的过过程；化化石燃料料完全燃燃烧产物物为二氧氧化碳和和水，但但如果燃燃烧条件件控制不不佳，就就产生一一氧化碳碳和黑烟烟（主要要是碳氢氢化合物物）等不不完全燃燃料产物物。燃料料中的硫硫、氮等等杂质元元素还会会产生二二氧化硫硫和氮氧氧化合物物。燃料完全燃燃烧的条条件（1）.空空气条件件

燃料燃燃烧时必必须保证证供应与与燃料燃燃烧相适适应的空空气量。如如果空气气供应不不足，燃燃烧就不不完全。相相反空气气量过大大，也会会降低炉炉温，增增加锅炉炉的排烟烟损失。因因此按燃燃烧不同同阶段供供给相适适应的空空气量是是十分必必要的。（2）、温温度条件件

燃料只有有达到着着火温度度，才能能与氧化化合而燃燃烧。着着火温度度系在氧氧存在下下可燃质质开始燃燃烧所必必须达到到的最低低温度。各各种燃料料都具有有自己的的特征着着火温度度，按固固体燃料料、液体体燃料、气气体燃料料的顺序序上升。各各种燃料料的着火火温度见见表2--1。表2-1

燃料的的着火温温度燃料着火温度（K）木炭593~6643无烟煤713~7773重油803~8853发生炉煤气气973~110733氢气853~8873甲烷923~110233

当温度高于于着火温温度且放放热速率率高于向向周围的的散热速速率，从从而能够够维持在在较高的的温度时时，才能能使燃烧烧过程继继续进行行。（3）、时时间条件件

燃料在燃烧烧室中的的停留时时间是影影响燃烧烧完全程程度的另另一基本本因素。燃燃料在高高温区的的停留时时间应超超过燃料料燃烧所所需要的的时间。因因此，在在所要求求的燃烧烧反应速速度下，停停留时间间将决定定于燃烧烧室的大大小和形形状。反反应速度度随温度度的升高高而加快快，所以以在较高高温度下下燃烧所所需要的的时间较较短。（4）、燃燃料与空空气的混混合条件件

燃料和空气气中氧的的充分混混合也是是燃烧完完全的基基本条件件。混合合程度取取决于空空气的湍湍流度。若若混合不不充分，将将导致不不完全燃燃烧产物物的产生生。对于于蒸气相相的燃烧烧，湍流流可以加加速液体体燃料的的蒸发。对对于固体体燃料的的燃烧，湍湍流有助助于破坏坏燃料产产物在燃燃料颗粒粒表面形形成的边边界层，从从而提高高表面反反应的氧氧利用率率，并使使燃烧过过程加速速。适当地控制制空燃比比、温度度、时间间和湍流流度，是是实现有有效燃烧烧和低污污染排放放所必须须的条件件，评价价燃烧过过程和燃燃烧设备备时，必必须认真真地考虑虑这些因因素。通通常把温温度、时时间和湍湍流度称称为燃烧烧过程的的“三T”。二、燃料燃燃烧过程程中的理理论空气气量理论空气量量单位量燃料料按燃烧烧反应方方程式计计算求得得燃烧所所需要的的空气量量称为理理论空气气量。建立燃烧化化学方程程式时，通通常假定定：①、空气仅仅是由氮氮和氧组组成的，其其体积比比为799/211=3..76；；②、燃料中中的固定定态氧可可用于燃燃烧；③、燃料中中的硫主主要被氧氧化为SSO2；；④、燃烧中中忽略NNOx的的生成可可；⑤、燃料的的化学式式为CxxHySSzOww，其下下标x、y、z、w分别代代表碳、氢氢、硫和和氧的原原子数。由此可得燃燃料与空空气中氧氧完全燃燃烧的化化学反应应方程式式。

（2-88）其中Q代表表燃烧热热。空气过剩系系数燃料完全燃燃烧时所所需的实实际空气气量取决决于所需需的理论论空气量量和“三T”条件的的保证程程度。在在理想的的混合状状态下，理理论量的的空气即即可保证证完全燃燃烧。但但在实际际的燃烧烧装置中中，“三T”条件不不可能达达到理想想化的程程度，因因此为使使燃料完完全燃烧烧，就必必须供给给过量的的空气。一一般把超超过理论论空气量量多供给给的空气气量称为为过剩空空气量，并并把实际际空气量量Va与理理论空气气量Vaao之比比定义为为空气过过剩系数数α，即

（2-33）通常α>11，α值的大大小决定定于燃料料种类、燃燃烧装置置型式及及燃烧条条件等因因素。表表2-33给出了了不同燃燃料和炉炉型的空空气过剩剩系数。炉子的空气气过剩系系数燃烧方式烟煤无烟煤重油煤气手烧炉和抛抛煤机炉炉1.3~11.51.3~22.0

链条炉1.3~11.41.3~11.5

悬燃炉1.21.251.15~~1.221.05~~1.11空然比有时也采用用空燃比比（AFF）这一一术语。空空燃比定定义为单单位质量量燃料燃燃烧所需需要的空空气质量量，它可可以由燃燃烧方程程式直接接求得。例例如，甲甲烷在理理论空气气量下的的完全燃燃烧CH4+22O2++7.552N22→CO22+2HH2O++7.552N22空燃比

（2-22）

三、燃烧产产生的污污染物燃烧产生的的污染物物主要有有二氧化化碳、硫硫氧化物物、氮氧氧化物、烟烟、飞灰灰、金属属及氧化化物等四、热化学学关系式式发热量高位发热量量（水蒸蒸气的气气化潜热热）和低低位发热热量燃料燃烧设设备的热热损失排放热损失失（6--12%%；排烟烟带走热热量；与与排烟温温度和体体积（正正相关）有有关）、不不完全燃燃烧热损损失（化化学和机机械不完完全燃烧烧）、散散热损失失第三节烟烟气体积积及污染染物排放放量计算算一、烟气体体积计算算理论烟气体体积定义：在理理论空气气量下，燃燃料完全全燃烧所所生成的的烟气体体积称为为理论烟烟气体积积，以VVfg0表示。烟气成分：：主要是是二氧化化碳、二二氧化硫硫、氮气气和水蒸蒸气。干烟气和湿湿烟气理论水蒸气气体积：：燃料中中氢燃烧烧后生成成的、燃燃料中所所含的水水蒸气体体积、有有理论空空气量带带入的水水蒸气体体积。烟气体积和和密度的的校正燃料装置产产生的烟烟气温度度和压力力总是高高于标准准状态，在在体积和和密度计计算中需需要换算算成标准准状态。根根据克拉拉伯龙方方程，可可推导出出：体积积和密度度的表达达式。=pM//RT过剩空气校校正实际烟气体体积=理理论烟气气体积++过剩空空气量。通通过奥式式烟气分分析仪测测定，可可以确定定烟气成成分和空空气过剩剩系数。Va改为为Va0（理论论空气量量）二、污染物物排放量量的计算算排放量=浓浓度×烟气量量浓度由化学学计量式式进行预预测或监监测第四章大大气扩散散浓度估估算模式式第一节、湍湍流扩散散的基本本理论湍流概念简简介定义：大气气的无规规则运动动叫做湍湍流。分类（按成成因）：：热力湍湍流（由由于垂直直方向温温度分布布不均匀匀引起的的，其强强度取决决于大气气稳定度度）和机机械湍流流（垂直直方向上上风速分分布不均均匀及地地面粗糙糙度引起起的，其其强度取取决于风风速梯度度和地面面粗糙度度。）风和湍流是是决定污污染物在在大气中中扩散稀稀释的最最直接最最本质的的因素。风风速越大大，湍流流越强，污污染物的的扩散速速度越快快，污染染物的浓浓度越低低。补充：湍流特性可可用湍流流强度或或标准差差来描写写。湍流流强度有有两种表表示法，一一种是湍湍流强度度(速度方方差)，一种种是相对对湍流强强度。在在实际应应用中，相相对湍流流强度应应用较多多。习惯惯上称它它为湍流流强度。将风速在坐坐标轴上上投影后后，湍流流强度((速度方方差)可表示示为：相对湍流强强度的定定义式为为，风向摆动也也可用风风位角的的方差或或标准差差来描述述。描述湍流运运动有两两种方法法，一种种是欧拉拉法，它它在空间间划出一一个控制制体为对对象，考考察流体体流经它它的情形形，欧拉拉法注重重于特定定时刻整整个流场场及某定定点不同同时刻的的流体运运动性质质。另一一种是拉拉格朗日日法，它它在流体体运动时时，追随随研究一一个典型型的流体体单元。按照湍流形形成的原原因可分分两种湍湍流。由由铅直方方向气温温分布的的不均匀匀性产生生的湍流流，叫热热力湍流流。它的的强度主主要取决决于大气气稳定度度。由铅铅直方向向风速分分布的不不均匀性性及地面面粗糙度度产生的的湍流，叫叫机械湍湍流。它它的强度度主要取取决于风风速梯度度和地面面粗糙度度。实际际湍流是是上述两两种湍流流的迭加加。湍流有极强强的扩散散能力。它它比分子子扩散快快1055-1006倍。大大气中污污染物能能被扩散散，主要要是湍流流的贡献献。和烟烟团尺度度相仿的的湍流，对对烟团扩扩散能力力最强，比比烟团尺尺度大好好多倍的的大湍涡涡，对烟烟团起搬搬运作用用，使烟烟流摆动动，扩散散作用不不大；比比烟团尺尺度小好好多倍的的小湍涡涡，对烟烟团的扩扩散能力力较小。二、湍流扩扩散理论论1.梯度输输送理论论2.湍湍流统计计理论33.相似似理论1.湍流梯梯度输送送理论德国科学家家菲克，在在18555年发发表了一一篇题为为“论扩散散”的著名名论文。在在这篇论论文中，他他首先提提出了梯梯度扩散散理论。他他把这个个理论表表述为：：“假定食食盐在其其溶剂中中的扩散散定律与与在导体体中发生生的热扩扩散相同同，是十十分自然然的。”：菲克克定律的的数学陈陈述：它是一维的的大气扩扩散方程程式，是是经典的的热传导导方程式式。湍流梯度输输送理论论的基本本假定是是：由湍湍流所引引起的局局地的某某种属性性的通量量与这种种属性的的局地梯梯度成正正比，通通量的方方向与梯梯度方向向相反，比比例系数数K称为湍湍流交换换系数。

2．湍流流统计理理论：泰勒是湍流流统计理理论的创创始人之之一。他他在19921年发表表的论文文中，首首先应用用统计学学的方法法来研究究湍流扩扩散问题题，提出出了著名名的泰勒勒公式。它它把描写写湍流的的扩散参参数YY2(t))，和另另一统计计特征量量相关系系数RR建立立起关系系，只要要能找到到相关系系数的具具体函数数，通过过积分就就可求出出扩散参参数Y2(t))，污染染物在湍湍流中扩扩散问题题就得到到解决。萨萨顿首先先找到了了相关系系数的具具体表达达式，应应用泰勒勒公式，提提出了解解决污染染物在大大气中扩扩散的实实用模式式，成为为这一领领域的先先驱者。高高斯烟流流模式是是在大量量实测资资料分析析的基础础上，应应用统计计理论得得到的。它它是目前前应用较较广的模模式。3．相似扩扩散理论论湍流相似扩扩散理论论，最早早始于英英国科学学家里查查森和泰泰勒。后后来由于于许多科科学家的的努力，特特别是俄俄国科学学家的贡贡献，使使湍流扩扩散相似似理论得得到很大大发展。湍流扩散相相似理论论的基本本观点是是，湍流流由许多多大小不不同的湍湍涡所构构成，大大湍涡失失去稳定定分裂成成小湍涡涡，同时时发生了了能量转转移，这这一过程程一直进进行到最最小的湍湍涡转化化为热能能为止。从从这一基基本观点点出发，利利用量纲纲分析的的理论，建建立起某某种统计计物理量量的普适适函数，再再找出普普适函数数的具体体表达式式，从而而解决湍湍流扩散散问题。我我们把这这种理论论称为相相似扩散散理论。第二节、高高斯扩散散模式一、高斯模模式的有有关假设设坐标系高斯模式的的坐标系系为：以以排放点点(无界界点源或或地面源源)或高高架源排排放点在在地面的的投影点点为原点点，平均均风向为为x轴，y轴在水水平面内内垂直于于x轴，yy轴的的正向在在x轴的的左侧，z轴垂直于水平面，向上为正方向。即为右手坐标系。在这种坐标系中，烟流中心或与x轴重合(无界点源)，或在xoy，面的投影为x轴(高架点源)。

高斯模式的的四点假假设高斯模式的的四点假假设为：：(1))污染物物在空间间yooz平平面中按按高斯分分布(正正态分布布)，在在x方向只只考虑迁迁移，不不考虑扩扩散；((2)在在整个空空间中风风速是均均匀、稳稳定的，风风速大于于lm／／s；((3)源源强是连连续均匀匀的；((4)在在扩散过过程中污污染物质质量是守守衡的。对对后述的的模式只只要没有有特殊指指明，以以上四点点假设条条件都是是遵守的的。无界空间连连续点源源扩散模模式由正态分布布的假设设(1))写出下下风向任任意点((x、yy、z))污染物物平均浓浓度分布布的函数数为:由概率统计计理论可可以写出出方差的的表达式式：；由假设（44）可写写出：上述四个方方程，组组成一个个方程组组，源强强Q、平均均风速uu、标准准差σy、σz为已知知量，浓浓度C、待定定函数AA(x))、待定定系数aa和b为未知知量。因因此，方方程组可可求解。将式(5——19))依次代代入式((5—20))的两式式中，积积分后得得到：最后得到无无界空间间连续点点源高斯斯模式：：式中σy、σz为污染染物在yy、z方方向的标标准差，为平均风速m／s，Q源强。三、高架连连续点源源扩散模模式高架连续点点源的扩扩散问题题，必须须考虑到到地面对对扩散的的影响。根根据前述述假设((4)，可可以认为为地面象象镜面那那样，对对污染物物起着全全反射的的作用。按按照全反反射原理理，可以以用像源源法来处处理这类类问题。如图5-66所示，我我们可以以把PP点的的污染物物浓度看看成是两两部分之之和。一一部分是是不存在在地面影影响情况况下,P点点所具有有的污染染物浓度度；另一一部分是是由于地地面反射射作用所所增加的的污染物物浓度。这这相当于于实源在在地面下下的--H位置置处的像像源，按按照无限限空间连连续点源源模式，在在P点所所造成的的污染物物浓度。首先看实源源的作用用：P点在以以实源排排放点((有效源源高处))为原点点的坐标标系(无无限空间间)中的的铅直坐坐标（距距烟流中中心线的的铅直距距离）为为(z--H)。当当不考虑虑地面影影响时，浓浓度按式式(5-244)计算算，它在在P点所造造成的污污染物为为：（5-25（5-25）像源的作用用：P点在以以像源排排放点((负的有有效源高高处)为为原点的的坐标系系（无限限空间）中中的铅直直坐标((距像源源产生的的烟流中中心线的的铅直距距离)为为(z++H)。它它在PP点产产生的污污染物浓浓度也按按式(55-244)计算算，它在在P点所造造成的污污染物为为：（5-26（5-26）P点的实实际污染染物浓度度应为实实源和像像源作用用之和，即即（5-27（5-27）式(5-227)为为高架连连续点源源正态分分布假设设下的扩扩散模式式。由这这一模式式可求出出下风向向任一点点的污染染物浓度度。按照照这一普普适公式式,如果果H=00,则对对应于地地面源的的情况；；如果zz=0,,则对应应于连续续点源作作用下，地地面处的的污染物物浓度情情况；如如果zz=0且且y==0,则则对应于于点源作作用下，正正风向轴轴线上，地地面处的的污染物物浓度情情况；在在实施环环境评价价时,我我们往往往特别关关注这样样一些特特殊情况况。表55-2归纳总总结了这这些高斯斯模式的的浓度扩扩散公式式。根据地面轴轴线浓度度公式：：地面最大浓浓度：HHsHs

PC(x,y,z)像源HHsHs

PC(x,y,z)像源图高架连续点源高斯模式的推导H颗粒物的扩扩散模式式对于粒径小小于155微米的的颗粒物物，其地地面浓度度可按气气体扩散散模式计计算。对对于粒径径大于115微米米的颗粒粒物，按按倾斜烟烟流模式式计算。表高斯斯模式的的浓度扩扩散公式式汇总

地面源（HH=0）高架源（HH≠0）无界(任一点))C(x,yy,z))（（5-24）

（（5-28）半无界(任任一点))C(x,yy,z))（（5-29）（（5-27）地面点C(x,yy,0))（（5-30）（5-32（5-32）（（5-31）地面轴线上上点C((x,00,0))（（5-33）第三节、污污染物浓浓度的估估算烟气抬生高高度的计计算烟囱高度HHs为定定值,以ΔH表示烟烟流抬升升高度，只只要计算算出ΔH值，将将烟囱实实体高度度Hs，与与ΔH取和，HH=Hss+ΔH产生烟流抬抬升的原原因有两两个，一一是烟囱囱出口处处的烟流流具有一一定的初初始动量量，二是是由于烟烟流温度度高于周周围空气气温度而而产生的的净浮力力。影响响这两种种作用的的因素很很多，归归结起来来可分为为排放因因素和气气象因素素两类。排排放因素素有烟囱囱出口的的烟流速速度、烟烟气温度度和烟囱囱出口内内径。气气象因素素有平均均风速、环环境空气气温度、风风速垂直直切变、湍湍流强度度及大气气稳定度度。由于于影响烟烟流抬升升的因素素较多，使使烟流抬抬升问题题变得十十分复杂杂。到目目前为止止，国内内外已提提出的烟烟流抬升升公式有有数十个个之多，还还没有一一个公式式考虑了了上述所所有这些些因素。大大多数烟烟流抬升升公式是是半经验验的，是是在各自自有限的的，观测测资料基基础上归归纳出来来的，所所以具有有局限性性。1.霍兰德德(HHolllandd)公式式霍兰德采用用了勒普普由风洞洞实验得得出的动动力抬升升公式，并并增加了了浮力抬抬升项，利利用三个个发电厂厂烟流上上升轨迹迹的照片片进行了了校核，于于19553年得得出中性性条件适适用的公公式：（5-36（5-36）；或（5-37（5-37）

式中： Qh———烟气气热释放放率，KKJ/ss；Vs——排排气筒出出口处,,平均均烟流速速度(mm/s))；D——排气气筒出口口处,直径((m)；；Ts——烟烟气出口口温度（゜K）——排气筒筒出口处处平均风风速(mm/s))；无实实测值时时，用110m处平均均风速和和风速廓廓线计算算。 此后公式式中符号号同上者者不予说说明。考虑到大气气稳定度度的影响响，霍兰兰德建议议：对不不稳定大大气，按按上式计计算出的的ΔH再增大大100-200％，对对稳定大大气，按按上式计计算出的的ΔH减小小10——20％％。国内内外学者者都认为为霍兰德德公式保保守，特特别对高高烟囱、强强热源计计算结果果偏低。烟气的热释释放率是是指单位位时间内内向环境境释放的的热量，即即：（5-34（5-34）这里ΔTT是烟气气温度与与环境温温度的差差值,QQN是烟烟气折合合成标准准状态时时的体积积流量（NNM3/s）CCP是标标准状态态下的定定压热容容(==1.2298KJ//度.NNM3)。当当烟气以以实际出出口温度度Ts゜K时时的排烟烟流量QQvm3/s表示时时，热释释放率的的计算公公式为：：（（5-35）这里Paa——大气气压力，（KKPa）。2.布里里吉斯（BBrigggs）公公式布里吉斯在在“2／33次律律”抬升公公式的基基础上，先先后推导导出一系系列抬升升公式，然然后用实实测资料料进行参参数估值值，推算算常数项项。该模模型获得得了广泛泛的应用用。它适适应于不不稳定和和中性条条件。3.我国国国家标准准规定的的公式《制定地方方大气污污染物排排放标准准的技术术防法》GGB/TT1332011-911对烟气气抬升计计算公式式作了如如下规定定。（小风1..5m//s＞≥0.55m/ss；静风风＜0.55m/ss二、扩散参参数的确确定扩散参数σσy、σz的确定定，可以以现场测测定，也也可以风风洞模拟拟试验确确定，还还可以通通过实测测和试验验数据归归纳整理理的经验验公式或或图表来来估算。1.P——G扩散散曲线法法（帕斯斯圭尔和和吉福德德）要点：根据据太阳辐辐射情况况和距地地面100m高风风速将大大气的扩扩散稀释释能力划划分为AA-F六六个稳定定度级别别，然后后根据试试验数据据和理论论考虑，用用曲线表表示每一一个稳定定度级别别的σy、σz随下风风距离的的变化。应用：根据据常规气气象资料料确定稳稳定度级级别；利利用扩散散曲线确确定σy、σz；浓度度估算。2.我国国国家标准准中规定定的方法法稳定度分类类方法；；太阳辐射等等级数云量，1//10太阳辐射等等级数总云量/低低云量夜间hθ≤155°15°＜hhθ≤35°°35°＜hhθ≤65°°hθ＞655°≤4／≤44－2－1+1+2+35～7／≤≤4－10+1+2+3≥8／≤44－100+1+1≥5／5～～70000+1≥8／≥8800000大气稳定度度的等级级地面风速，m/s太阳辐射等等级+3+2+1012≤1.9AA～BBDEF2～2.99A～BBCDEF3～4.99BB～CCDDE5～5.99CC～DDDDD≥6DDDDDD扩散参数的的选取；；太阳倾角的的概略值值月旬赤纬角(度度)月旬赤纬角(度度)月旬赤纬角(度度)1上-225上+179上+7中-21中+19中+3下-19下+21下-12上-156上+2210上-5中-12中+23中-8下-9下+23下-123上-57上+2211上-15中-2中+21中-18下+2下+19下-214上+68上+1712上-22中+10中+14中-23下+13下+11下-23其中P—GG扩散曲曲线幂幂函数数数据如下下：稳定度等级级（P·S）α1下风距离，mα2下风距离，mA0.901107440.425580990～100001.1211540.0799990～3000

1.52660.00885488300～55000.850093440.60220522>100002.1088810.00002122>500B0.9144370.281184660～100000.941101550.1277190～50000.865501440.39663533>100001.0933560.05770255>500B～C0.919932550.229950～100000.941101550.114468220～50000.875508660.31442388>100001.007770.07557188>500C0.924427990.177715440～100000.917759550.10668033

0.885515770.23221233>10000

C～D0.926684990.1433940～100000.838862880.126615220～200000.8866940.18993966>100000.7566410.235566772000～～100000

0.815557550.13666599>100000D0.929948110.110072660～100000.826621220.104463441～10000

0.632202330.400016771000～～1000000.888872330.14666699>100000.5555360.81007633>100000D～E0.925511880.0988563310～10000o.776686440.104463440～200000.892279440.12443088>100000.572234770.400016772000～～100000

0.499914991.03881>100000E0.920081880.086600110～100000.7888370.092275330～100000.896686440.12443088>100000.565518880.433338441000～～100000

0.414474331.732241>100000F0.929948110.0555363340～100000.784440.062207770～10000

0.525596990.370001551000～～1000000.888872330.07333488>100000.322265992.406691>100000第四节特特殊气象象条件下下的扩散散模式一、封闭型型扩散模模式实际中，时时常会出出现这样样的气温温层结，低低层为不不稳定大大气，在在离地面面几百米米到11～2kkm高高空，存存在一个个明显的的逆温层层，即通通常所称称的上部部逆温情情况。它它使污染染物的铅铅直扩散散受到抑抑制，实实际上被被限制在在地面到到逆温层层之间进进行。因因此，有有上部逆逆温时的的扩散亦亦称为封封闭型扩扩散。为为推导封封闭型扩扩散，首首先假设设：扩散散制到逆逆温层中中的污染染物可忽忽略不计计，把逆逆温层底底和地面面看作是是起全反反射的镜镜面。这这样，封封闭型扩扩散实际际上是污污染物在在地面和和逆温层层底之间间的空间间进行扩扩散。仍仍可用像像源法处处理这个个问题，这这时污染染源在两两个镜面面上所形形成的像像不是一一个，而而是无穷穷多个像像对。污污染物的的浓度可可看成是是实源和和无穷多多对像源源作用之之和。于于是，地地面到上上部逆温温层底之之间的空空间中任任一点的的污染物物浓度可可以在高高斯模式式的高架架源基础础上叠加加计算。由由于实际际计算公公式过于于复杂，我我们采用用一种简简化的方方法。分分为三种种情况。H图高架连续点封闭型扩散模式γ>0Hshγ<0XD（1）X《XXD时，σz＝（DD-H）／／2.115,根根据图表表查出对对应的下下风距离离x,H图高架连续点封闭型扩散模式γ>0Hshγ<0XD（2）X》22XD，可得得到：（3）当在在二者之之间，利利用内插插值法求求得。二、熏烟型型扩散模模式在夜间，当当存在辐辐射逆温温时，高高架连续续点源排排放的烟烟流排入入稳定的的逆温层层中，形形成平展展型扩散散。这种种烟流在在铅直方方向为漫漫扩散，在在源高度度上形成成一条狭狭长的高高浓度区区。日出出以后，太太阳辐射射逐渐增增加，地地面逐渐渐变暖，辐辐射逆温温从地面面开始破破坏，逐逐渐向上上发展。当当辐射逆逆温破坏坏到烟流流下边缘缘稍高一一些时，在在热力湍湍流的作作用下，烟烟流中的的污染物物便发生生了强烈烈的向下下混合作作用，增增大了地地面的污污染物浓浓度,这个过过程称为为熏烟((漫烟)过程。熏熏烟过程程可一直直进行到到烟流上上边缘处处的逆温温破坏为为止。这这一过程程多发生生在早晨晨8：00—10：00，因因地而异异。熏烟烟过程持持续时间间在0..5-22小时左左右。分四种情况况：hff<Hhf=HHhhf==H++2σzhf>HH+2σσz第五节城城市和山山区的扩扩散模式式一、城市大大气扩散散模式线源扩散模模式1.无限长长线源扩扩散模式式当风向与线线源垂直直时，主主导风向向的下风风向为xx轴。连连续排放放的无限限长线源源下风向向浓度模模式为::当风向与线线源不垂垂直时，如如果风向向和线源源交角为为ф且ф>445°，线源源下风向向的浓度度模式为为，2.有限长长线源扩扩散模式式当估算有限限长线源源产生的的环境浓浓度时，必必须考虑虑有限长长线源两两端引起起的“边缘效效应”。随着着接收点点距线源源距离的的增加，边边缘效应应将在更更大的横横风距离离上起作作用。当当风向垂垂直于有有限长线线源时，通通过所关关心的接接收点作作垂直于于有限长长线源的的直线，该该直线与与有跟长长线源的的交点选选作坐标标原点，直直线的下下风方向向为x轴轴。线源源的范围围为从yy1延伸到到y2。有限限线源扩扩散模式式为：面源扩散模模式（1）箱模模式（22）转化化为点源源的面源源模式（33）窄烟烟流模式式二、山区扩扩散模式式1.封闭山山谷扩散散模式22.NOOAA（美美国国家家海洋和和大气局局NattionnalOceeaniicaandAtmmosppherricAdmminiistrratiion）和和EPAA（EnnvirronmmenttalProotecctioonAAgenncy）模模式。33.ERRT（环环境技术术有限公公司）模模式。第六节烟烟囱高度度的设计计一、烟囱高高度的计计算确定烟囱高高度，既既要满足足大气污污染物扩扩散稀释释要求，又又要节约约投资。最最终保证证地面浓浓度不超超过《环环境空气气质量标标准》。根根据地面面浓度的的要求不不同，计计算方法法如下：：1.按地面面最大浓浓度由高斯模式式最大大地面浓浓度∴2.按地面面绝对最最大浓度度第一种方式式Hs较小，只只要u小于，地地面浓度度便会超超标。第二种方式式Hs较大，无无论风速速大小，地地面浓度度皆不会会超标，但但烟囱造造价大。因因此烟囱囱设计可可按最大大浓度的的一定保保证率来来计算。3.按一定定的保证证律4.P值法法∴二、烟囱设设计中的的几个问问题1.上述烟烟囱设计计公式皆皆为锥形形烟流一一高斯模模式导出出（温度度层结相相同）。在在逆温频频率较高高地区，应应按逆温温层结模模式较核核。封闭闭和熏烟烟型2．烟流抬抬升高度度影响烟烟囱高度度，故烟烟流抬升升高度应应按相近近条件计计算。一一般采用用国家标标准中推推荐的公公式。3．①烟烟囱高度度不得低低于它从从属建筑筑物高度度2倍；；②不得得低于它它所附属属的建筑筑物高度度的2倍倍；③出口口烟气流流速不得得低于该该高处平平均风速速的1..5倍((15~~30m//s)；；④排烟烟温度宜宜在1000℃以上；；⑤几个个烟囱布布置接近近时，应应采用集集合式（多多管）烟烟囱。第七节厂厂址选择择一、厂址选选择中所所需要的的气候资资料1.风向和和风速。（静静风：平平均风速速<0..5m//s;小小风：00.5--1.55m/ss）风向向频率和和风速复复合玫瑰瑰图。见见课本1111页页。污染系数玫玫瑰图矢线长度表表频率，失失线尾端端羽数表表平均风风速。污污染系数数=2.大气稳稳定度的的气候资资料3.混合层层高度混合层高度度的确定定：在温度层结结曲线图图上，从从下午最最大地面面温度点点作干绝绝热线，与与早晨温温度层结结线的交交点的高高度，即即为全天天混合层层高度。最大混合层高度最大混合层高度日最高温度二、长期平平均浓度度的估算算污染物浓度度在一定定时间内内数据是是变化的的，要计计算长期期平均浓浓度。可可用以下下方法。1．利用叠叠加法计计算长期期平均浓浓度2．按风向向方位计计算的长长期平均均浓度气象部门把把风划有有16个个方位，一一个方位位相当于于22..5°扇形。假定：①在同一一扇形内内各个角角度的风风向具有有相同频频率，即即Y方向向浓度相相同。②当吹某某一扇形形风时，全全部污染染物都落落在这一一扇形内内oAXPB由(2)得得ABoAXPB弧AB上的的平均浓浓度将地面浓度度公式代代入以上上积分式式，可以以导出按按风向方方位计算算的平均均浓度。三、厂址选选择1．背景浓浓度（本本底浓度度）2．风向、风风速污污染程度度与时间间、浓度度有关。污污染系数数=污污染系数数玫瑰图图。3．温度层层结选厂、扩散散最不利利条件应应是近地地层逆温温，（辐辐射）和和上层逆逆温。4．地形考虑地域性性风场（山山谷风、海海陆风、城城市热岛岛）习题：例5-1某城市市电厂有有一座高高1000m的烟烟囱，烟烟囱出口口内径55m，烟烟囱出口口烟流速速度177.422m／ss，烟囱囱出口工工况烟气气流量3422m33／s,,烟气温温度1000℃，大气气温度220℃，烟囱囱出口处处平均风风速4mm／s，试试用霍兰兰德和布布里吉斯斯公式计计算0..9和和1..3kkm处处阴天时时的抬升升高度。解：热释放放率为：：计算结果和和使用公公式如表表5-33所示。计算表明，即即使将霍霍兰德公公式的结结果再放放大一倍倍，仍小小于用布布里吉斯斯公式计计算的结结果。因因此，适适当选用用抬升公公式在环环境评价价工作中中具有重重要意义义。环境境评价导导则规定定，对于于一、二二级评价价项目，可可通过实实际观测测，采用用更符合合实际条条件的烟烟气抬升升公式。

表5-3电厂烟烟流抬升升高度的的计算公公式和结结果模型x计算公式结果(m))霍兰德

97布里吉斯0.9<10Hss227

1.3>10Hss246第五章颗颗粒污染染物控制制技术基基础大气污染控控制中涉涉及到的的颗粒物物，一般般是指所所有大于于分子的的颗粒物物，但实实际上最最小界限限为0..01微微米。粉粉体：呈呈堆积状状态存在在的颗粒粒物，通通常称为为粉尘。本本章主要要讲述了了颗粒的的粒径分分布等特特性及除除尘装置置性能表表示方法法，最后后对粉尘尘颗粒在在各种力力场中的的空气动动力学行行为分分离、沉沉降、捕捕集进行行了扼要要介绍。研研究粉尘尘的物理理特性，这这些物理理特性是是研究颗颗粒分离离，沉降降和捕集集的机制制、选择择、设计计、使用用除尘装装置的基基础。第一节颗颗粒的粒粒径及粒粒径分布布一、颗粒的的粒径颗粒的大小小不同，物物理和化化学性质质不同，对对除尘装装置的性性能影响响较大。粒径定义方方法：1.用显微微镜观测测时，采采用三种种方法。定定向直径径（菲雷雷特直径径dF：颗粒在在投影图图同一方方向上的的最大投投影长度度。）、定定向面积积等分直直径（马马丁直径径dM：在投投影图上上的按同同一方向向将颗粒粒投影面面积二等等分的线线段长度度。）、投投影面积积直径（黑黑乌德直直径dAA：与颗颗粒投影影面积相相等的圆圆的直径径）。据分分析：ddF>dA>dM2.用筛分分法测定定时，筛筛分直径径：颗粒粒物能够够通过的的最小方方筛孔的的宽度3.用光散散射法测测定时，等等体积直直径dVV.与颗颗粒体积积相等的的圆球的的直径。若颗粒体积为V，则=dV4.用沉降降法测定定。斯托托克斯直直径dss：同同一流体体中与颗颗粒的密密度相同同和沉降降速度相相等的圆圆球的直直径、空空气动力力学当量量直径dda：：为空气气中与颗颗粒的沉沉降速度度相等的的单位密密度相等等的圆球球的直径径。(除除尘技术术中应用用最多的的)定向直径d定向直径dF几何性质测定定向面积等分直径dM投影面积直径dA筛分直径d物理性质测定斯托克斯直径dS等体积直径dV空气动力学直径da

圆球度：：颗粒形形状和圆圆球型颗颗粒不一一致程度度的尺度度。定义义：与颗颗粒体积积相等的的圆球的的表面积积和颗粒粒的表面面积之比比。<11某些颗粒的的圆球度度颗粒种类砂粒0.5344—0.6628烟煤0.6255粉煤0.6966破啐的固体体0.63

二、粒径分分布定义：粒径径分布是是指不同同粒径范范围内的的颗粒的的个数（质质量或表表面积）所所占的比比例。也也称作粉粉尘的分分散度。以以颗粒的的个数表表示所占占比例时时，称为为个数分分布。同同理，称称为质量量分布或或表面积积分布。除除尘技术术中多用用质量分分布。1.个数分分布个数频率、个个数筛下下累积频频率、个个数频率率密度、个个数中位位直径（NNMD）：：累积频频率等于于0.55时对应应的粒径径。2.质量分分布质量频率（也也称作频频数）：：粒径dp至（dp+Δdp）之间间的粉尘尘质量占占粉尘试试样总质质量的百百分数，即即并有g=1100%%质量筛下累累积频率率：小于于某一粒粒径dp的所有有粒子质质量占粉粉尘试样样总质量量的百分分比数称称为筛下下累积分分布。质量频率密密度（频频度）：：指粉尘尘中某粒粒径的粒粒子质量量占其试试样总质质量的百百分数ff（％／／µm）。单位位粒径间间隔宽度度时的频频率分布布质量中位直直径（MMMD）：：质量累累积频率率0.55时对应应的粒径径。三、平均粒粒径平均粒径表表示方法法1.众径ddd：粒径分分布中频频度q值最大大时所对对应的粒粒径。的拐点2.中位直直径d550：粒径分分布的累累积频率率等于550%的的粒径。即即把频度度分布曲曲线下面面积二等等分时所所对应的的粒径。3.长度（算算术）平平均直径径：所有有颗粒直直径之和和与颗粒粒总数之之比。4.表面积积平均直直径：5.体积平平均直径径：6.表面积积－体积积平均直直径：7.几何平平均粒径径：为N个颗粒粒的粒径径之积的的N次方根根，即或四、粒径分分布函数数正态分布函函数、对对数正态态分布函函数、罗罗辛－拉拉姆勒分分布函数数1.对数正正态分布布函数粒径的频度度分布可可用正态态分布函函数表示示：式中：：为为正态分分布的两两个特征征函数：在正态分分布中的的平均粒粒径：一般粒径频频度分布布曲线，不不像正态态分布那那样对称称。大都都向大频频度颗粒粒方向偏偏离。但用lnddp代替dp后，频频度分布布曲线就就呈对称称的钟形形曲线，符符合正态态分布。因因此，我我们认为为粉尘粒粒径分布布符合对对数正态态分布。

对数正态分分布的两两个特征征数。∴对数正态态分布的的频度分分布函数数可表示示：筛下累积分分布函数数：在粉尘粒径径分布数数据分析析中，应应用对数数概率坐坐标纸，检检验粉尘尘粒径分分布是否否合乎对对数正态态分布，粒粒径为对对数刻度度。i对于正正态分布布，一个个标准差差等于累累积频率率为844.1%%的粒径径d84..1和中中位径dd50之差差。ii对于于对数正正态分布布∵当则成为粒粒径皆相相同的单单分散粉粉尘。如如果粒径径分布符符合对数数正态分分布，则则无论质质量分布布，粒数数分布，表表面积分分布的几几何标准准差相同同。它们们的频度度分布曲曲线形状状相同，筛筛下累积积频率分分布曲线线在对数数坐标纸纸上为相相互平行行的直线线，只是是沿粒径径坐标移移动一个个常量距距离筛上累积频频率分布布曲线为为一条趋趋近于11的渐近近线

2.罗辛辛－拉姆姆勒分布布罗辛－拉姆姆勒分布布，简称称R-RR分布，适适用于描描述破碎碎、研磨磨、筛分分等过程程产生的的分布很很广的各各种粉尘尘及雾滴滴的粒径径分布。筛筛上累计计频率函函数形式式为：

（3-1167或

（3-117a）式中

nn――分布布指数；；

β、β′―――分布布系数，并并有β＝lnn10ββ′＝22.3003β′′。对式（3--17aa）两端端取两次次对数可可得