第7章空气环境
大气环境监测第七章
五）氟化物
降水中氟化物的主要来自工业污染、燃料及空气 颗粒物中可溶性氟化物。监测降水中氟化物的浓度可 反映局部地区氟污染的状况。 测定降水中氟化物的方法有氟离子选择电极法、
氟试剂分光光度法、离子色谱法等。
六）铵盐
氨是某些工业的排放物，也是含氮有机物生物分
该指标主要用来反映空气被含硫化合物污染的状况。
硫酸盐的测定方法主要有离子色谱法、硫酸钡浊 度法、铬酸钡-二苯碳酰二肼分光光度法等。 二）硝酸盐 NOx一部分来自人为污染源排放，也有相当部分
来自空气放电。空气中的NOx (NO、NO2)经过一系列
复杂的自由基反应，最终生成硝酸盐和亚硝酸盐，是
导致降水pH值降低的因素之一。降水中硝酸根浓度一
二、电导率的测定
大气降水中常含有各种阴阳离子（如Ca2+、Na+、 K+、NH4+、NO3-、Cl-、SO42-等）。当它们的浓度较 低时，降水电导率随离子浓度的增大而增加。通过测
定雨水的电导率能够快速地推测雨水中溶解离子总量。
雨水电导率一般用电导率仪测定。
三、水溶性离子的测定
一）硫酸盐
降水中的硫酸盐主要来源于燃煤排放的颗粒物和大 气中SO2转化产物，其污染对降水酸化起着重要作用。
（1）采样点不应设在受局地气象条件影响大的地
方，例如山顶、山谷、海岸线等位置。 （2）受地热影响的火山地区和温泉地区、石子路、
易受风蚀影响的耕地、受到与畜牧业和农业活动影响
的牧场和草原等，都不适于选做采样点。
（3）采样点应尽可能避免局部污染源的影响，如废
物处置地、焚烧炉、停车场、农产品的室外储存场、室 内供热系统等，距这些污染源的距离应大于100m。 （4）采样点四周（25m×25m）无遮挡雨、雪的高大 树木和建筑物，较大障碍物与采样器之间的水平距离应
第7章 大气温室气体与气候变化
2. CH4浓度的变化
20世纪90年代后，大气中甲烷浓度呈迅速增长态势， 平均增长速率1%左右；北半球浓度明显高于南半球浓度。 CH4在大气中的源、会情况复杂，其源、汇变化和在大 气中的输送过程至今还不是很清楚 1993年前后在全球范围内观测到了大气CH4浓度增长 速率大大降低的结果，其原因还没有达成共识。
气候：研究气温、降水、风速风向等气象要素的长期 （如 100年）平均规律，是一个地区的冷、暖、干、湿等天气状 况基本特征的综合反映。气候系统由大气圈、水圈、生物圈、 岩石圈和冰冻圈共同组成，气候是这些圈层相互作用的结果。 气候变化：指长时期内气候状态的变化，通常用不同时 期 温度和降水等气候要素统计量的差异来反映，变化的时间尺 度从最长的几十亿年到年际、季际、月际。 气候异常：指正常气候起伏中出现的明显反常现象，导 致人类及动植物的不适应，影响人类社会及生产活动，危机 动植物的正常生长发育，并可能导致飓风、热浪、暴风雪等 灾害性时间。 大气辐射以及各个圈层内部和相互之间的物理、化学和 生物过程的相互作用决定了气候变化。
第七章 大气温室气 体与气候变化
主要内容： 大气温室气体的种类、来源及其分布 大气中温室气体浓度的变化 温室效应增加和全球变暖 气候变化对人类生存环境的影响 大气圈实际上就是指包围在地球周围的气 体层，其总质量约为6000×108 T。 大气层是由氮气（78%）氧气（20.95%） 氢气（0.93%）以及少量的二氧化碳,臭氧, 一氧化碳,甲烷等微量气体组成。此外大气 层中还有一些含量变化不定的水蒸汽等组 分。
温室气体的直接辐射强迫：辐射活性气体通过吸收和发射红 外辐射对辐射平衡产生影响 间接辐射强迫：反映活性温室气体通过影响化学转化过程和 大气中反映活性物种（例如OH）的分布对辐射平衡产生 间接的影响
第七章 生物地球化学循环(一)
第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成第2节土壤的性质第3节物质循环与土壤形成第4节土壤分类与土壤类型第4节生态系统的组成与结构第6节生态系统的能量流动第7节生态系统的物质循环第8节地球上的生态系统引子：生物地球化学循环概述一、何谓生物地球化学循环？1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复不断进行的物质和能量的交换过程。
2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底）4.主体：生物和土壤5.循环的介质：水和大气二、人类对生物地球化学循环的影响1.大气、水体、土壤的污染2.污染物质的迁移、转化和集散3.对人类健康的威胁第1节土壤的组成引言：土壤与土壤肥力1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。
2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。
3. 土壤是一种类生物体代谢和调节功能比生物弱（如温度）不具有生长、发育和繁殖的功能不具有功能各异的器官一、土壤的无机组成1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。
土壤中各种化学元素的最初来源；土壤矿物质的粗质部分；经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。
2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。
土壤矿物质中最细小的部分；具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
土壤有机部分的最初来源2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。
具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
土壤中生活的重要生物类群三、土壤水分1.土壤水分通常是以溶液的形式存在的。
第七章 高空飞行气象环境
-58.3
汉口 13428 -60.7 16837
-74.3
南京 11481 -54.4 16312
-72.2
成都 11035 -54.4 16520
-73.0
拉萨 12001 -57.5 16560
-70.9
广州 14918 -65.9 15709
-69.2
西沙群岛 16325 -73.0 15980
• 夏季或低纬地区，对流层顶较高，气温 较低；
• 冬季或高纬地区，对流层顶较低，气温 较高。
• 当强大冷气团南下时，对流层顶高度降 低，暖气团北上则使对流层顶高度增加
地名 北京
1月
7月
高度（米）
9613
气温 （℃）
-56.8
高度 （米）
14762
气温（℃） -61.0
乌鲁木齐 10045 -61.1 11490
• 在国际航班飞行中， 遭遇火山灰云的机率 是比较高的。据统计， 1973年至1982年间， 飞机因进入火山灰云 而受损害的报告就有 17次
火山灰云的识别：
高频通讯中断，静电干扰严 重，舱内有烟尘，机身放电发 光，发动机发生喘振和排气温 度升高现象，说明飞机可能已 进入火山灰云。
2.飞行中的注意事项
（三）急流的种类
• 1.温带急流 • 2.副热带急流 • 3.热带东风急流 • 4.极地平流层急流
（四）高空急流的判断
• 1.空中等压面图：等高线密集区； • 2.空间垂直剖面图：风速大于30m/s
的区域； • 3.卫星云图：高空急流云系，横向
波动云系； • 4.高空云的形状：急流卷云的变化。
空中等压面图上的等高线密集区
• 急流轴附 近高空槽 内冷平流 中的晴空 颠簸区
第七章大气环境影响评价
式中：Pi——第i 个污染物的最大地面浓度占标率，%； Ci——采用估算模式计算出的第i 个污染物的最大地面 浓度，mg/m3；
？ Coi——第i类污染物环境空气质量标准，mg/m3 Coi如何取值
Coi取值的说明：
Coi一般选用《环境空气质量标准》（GB3095－1996）及 其修改单中1h平均取样时间的二级标准的浓度限值，对于没 有小时浓度限值的污染物，可取日平均浓度限值的三倍值;
0.02 0.05 0.15
0.08 0.4 0.08 0.12
4.00 10.00
0.12
浓度限值
二级标准
三级标准
0.06
0.10
0.15
0.25
0.50
0.70
0.20
0.30
0.30
0.50
0.10
0.15
0.15
0.25
0.08 0.12 0.24
4.00 10.00
应，如光化学烟雾、臭氧等。
气溶胶状态污染物（颗粒物）：
气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒 子或它们在介质中的悬浮体。
（1）总悬浮颗粒(total suspended particles, TSP)： 空气动力学当量直径≤100µm的固体粒子。
（2）可吸入颗粒(inhalable particles，PM10)：空气 动力学当量直径≤10µm 的固体粒子，不易沉降而能 长期飘浮在空气中。
1.评价等级
结合项目的初步工程分析结果，选择正常排放的主要污染 物及排放系数，采用估算模式计算各污染物的最大影响程度和 最远影响范围，按评价工作分级判据进行分级。
评价工作等级
评价工作等级 一级 二级 三级
天气学原理和方法--第7章--刘强--整理模板
天⽓学原理和⽅法--第7章--刘强--整理模板第七章第⼀节降⽔的形成与诊断⼀、降⽔形成过程(⼀)⼀般降⽔的形成过程（有三个条件）1、⽔汽条件：⽔汽由源地⽔平输送到降⽔地区2、垂直运动条件：⽔汽在降⽔地区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云3、云滴增长条件：云滴增长变为⾬滴⽽下降前两个条件决定于天⽓学条件，是降⽔的宏观过程，第三个条件主要决定于云物理条件，是降⽔的微观过程。
云滴增长的条件主要决定于云层厚度，⽽云层厚度，由决定于⽔汽和垂直运动的条件，所以在降⽔预报中，通常只要分析⽔汽条件和垂直运动条件即可。
⼀般任务云滴增长的过程有两种：⼀种是“冰晶效应”可促使云滴迅速增长⽽产⽣降⽔，在中⾼纬度，这种过程起着重要作⽤；另⼀种是云滴的碰撞合并作⽤，尤其是云层发展较厚时，这种过程更明显。
（⼆）暴⾬的形成条件凡是⽇降⽔量达到和超过50.0毫⽶的降⽔称为暴⾬。
有三个普遍的主要条件，分别是充分的⽔汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间，另外还有⼀个地形条件，就是有利的地形条件。
1、充分的⽔汽供应暴⾬是在⼤⽓饱和⽐湿达到相当⼤的数值以上才形成的，700hpa上⽐湿≥8克/千克（对北京来说，⽐湿≥5克/千克），是出现⼤、暴⾬的必要条件；有了相当⾼的饱和⽐湿条件，还必须有充分的⽔汽供应，因为只靠某⼀地区⼤⽓柱中所含的⽔汽凝结下降量很⼩，因此必须研究⽔汽供应的环流形势。
2、强烈的上升运动强烈的上升运动只有在不稳定能量释放时，才能形成，因此暴⾬预报必须分析不稳定能量的储存和释放问题，研究形成暴⾬的中、⼩尺度系统。
⼆、⽔汽⽅程和降⽔率（⼀）⽔汽⽅程⽔汽⽅程是表⽰⽔汽输送和变化的基本⽅程。
单位时间内通过某⼀单位⾯积的⽔汽量，称为⽔汽通量。
⽔汽⽅程表达式：此式说明，⼀个运动的单位质量湿空⽓块，其⽐湿的变化等于凝结率及湍流扩散率之和。
单位时间内，某⼀体积所含⽔汽的变化量主要有四个⽅⾯的因素决定：⽔平⽅向上⽔汽的净流⼊量，垂直⽅向上⽔汽的净流⼊量，凝结量，湍流扩散。
人因工程学 第7章 空气环境
机械工业出版社工业工程系列教材人因工程
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V0
7.3.1空气污染物浓度的表示方法
（1）标准状态下质量体积混合表示法
用标准状态下每立方米空气中含有害物质的毫克数表 示，单位为mg/m3。 由于气体体积随温度、压力不同而变化，我国空气质量
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7.1.3 金属粉尘
铅污染
铅是大气的重金属污染中毒性较大的一种。全世界现在每年铅 消费量的40%用于制造蓄电池，20%以烷基铅的形式加入汽油中 作防爆剂，12%用作建筑材料，6%用作电缆外套，5%用于制造弹 药，17%作其他用途。
据有关部门抽样检测，23种国产玩具中，7种玩具表面油漆中所 含可溶性铅超过国家允许值(250mg/kg)（GB 6675-2003《国家 玩具安全技术规范》）。另据有关部门检测,部分学校课桌椅黑 色油漆层中铅含量超过国际标准36.7倍，有的教科书彩色封面 超标达12倍。
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7.2.2
车内空气污染主要来源及危害
有关新车内污染的调查结果
据深圳计量质量监测研究所随机对半年以内新车进行的一项
调查显示，70％左右存在不同程度的污染，最高的车超过国家标 准10倍以上；而广州中科环境检测研究中心曾对2000辆汽车进行 过一项检测，结果显示，车内空气质量存在问题（甲醛、苯超标） 的占到了92.5％。
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7.2.1 建筑物室内空气污染来源及其危害
（1）放射性物质
专家研究发现，放射性及一次大剂量及多次小剂量的放射线照射都 有致白血病作用。特别是一些高放射性的建筑材料，会对人体造成体内 和体外伤害。
（2）化学物质
环境工程学(第7章)
清洁气体 出口
去湿器
水洗喷管 污染气体 入口 浆液喷嘴
循环泵
多孔板
搅拌器
氧化空气 入口
第二节 吸附净化
吸附 用多孔固体吸附剂将气体（或液体） 混合物中的组分浓集于固体表面 吸附质－被吸附物质 吸附剂－附着吸附质的物质 优点：效率高、可回收、设备简单 缺点：吸附容量小、设备体积大
吸附机理
吸附平衡
平衡浓度计算
c d b 1/a
A、B反应生成C、D的可逆反应, 总公式：PA=（1/HA）*（[C] [D] /K[B] ）
三种具体情况下的平衡：
① 被吸收组分A与溶剂的相互作用
② ③ 被吸收组分在溶液中的理解 被吸收组分与溶剂活性组分的相互作用
吸收速率方程
1.双模模型： （吸收机理）
第三节
1.催化净化工艺
气体催化净化
催化剂：Pt (Pd,过渡金属，稀土)/Al2O3 等
第三节
1.催化净化工艺
气体催化净化
第三节
1.催化净化工艺
气体催化净化c
车用催化转化器
第三节
2.气体催化净化
气体催化净化
催化作用 改变反应历程，降低活化能 提高反应速率
K A exp( E ) RT
每个微表面 元与气体接触 时间都为
界面上微表 面元在暴露时 间内的吸收速 率是变化的
3.表面更新模型
假定:
各表面微 元具有不同 的暴露时 间,t=0-
各表面元 的暴露时间 (龄期)符合 正态分布 4. 其它模型
表面更新模型的修正 基于流体力学的传质模型 界面效应模型
吸收设备及设计
第7章通风(1)
第7章 通 风
本章概要 通风工程一方面起着改善居住环境和生产车 间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的 重要作用，另一方面在许多工业部门又是保证生产 正常运行，提高产品质量所不可缺少的一个组成部 分。本章应掌握通风系统的分类，熟悉自然通风的 原理和机械全面通风风量的计算，了解局部排风罩 的种类，以及通风管道、部件、主要设备的类型等。
图7-7 矩形避风天窗 1-挡风板； 2-喉口
2019年4月16日星期二
下沉式避风天窗
下沉式避风天窗如图7-8所示。其特点是部分屋面凹下， 利用屋架本身的高差形成低凹的避风区。下沉式避风天窗不 需要设专门的挡风板和天窗架，造价比矩形避风天窗低，但 是不便于清扫积灰和排除屋面雨水。
2019年4月16日星期二
2019年4月16日星期二
机械通风
机械通风是依靠风机提供的动力强制性地进 行室内、外空气交换的通风方式。与自然通风相比， 机械通风的作用范围大，可采用风道把新鲜空气送 到需要的地点或把室内指定地点被污染的空气排到 室外，机械通风的通风量和通风效果可人为地加以 控制，不受自然条件的影响。但是，机械通风需要 配置风机、风道、阀门、以及各种空气净化处理设 备，需要消耗能量，结构也较复杂，初投资和运行 费用较大。机械通风系统根据其作用范围的大小， 可分为全面通风和局部通风两种类型。
2019年4月16日星期二
2.建筑设计与自然通风的配合
(3)车间周围，特别是迎风面一侧不宜布置附属建筑物。 当采用自然通风的低矮建筑与较高的建筑物相邻时， 为了避免风力在高大建筑物周围形成的正、负压区 对低矮建筑自然通风的影响，各建筑之间应当留有 一定的间距。 (4)炎热地区的厂房，如果车间内不产生大量的有害气 体和粉尘，且车间内部阻挡物较少，以及室外气流 在车间内的速度衰减比较小时，可考虑采用以穿堂 风为主的自然通风。这时，建筑物迎风面和背风面 外墙上的进、排风窗口面积应占外墙总面积的25％ 以上。
第七章 微生物生态234(土壤、大气、水体)
二、水体中的微生物群落
（一）海洋中的微生物群落
1、种类：多数是嗜盐菌 2. 分布 水平分布：沿海带，海水中含有大量有机物，温度 适宜，每毫升海水含菌10，0000个。外海带，每 毫升含菌10～250个。
海洋微生物的水平分布内陆气候、雨量、潮汐的影 响。
垂直分布：
表层（0～10m）：藻类 中层（5～50m）：兼性厌氧微生物 底层：厌氧菌及硫酸还原菌 3.海洋微生物群落的生态特征
表7-2 以细菌总数评价空气的卫生标准（单位：个/ m3）
清洁程度
细菌总数
最清洁的空气（有空调） 清洁空气
普通空气 临界环境 清度污染 严重污染
1~2 〈 30
31~125 ~150 〈 300 〉 301
最好的措施是绿化环境和搞好室内外环境 卫生。有些工业部门需要采用生物洁净技术 净化空气，多用备有高效过滤器的空气调节 除菌设备，它既达到恒温控制又可提供无菌 空气。 生物洁净室也没有统一标准，大多数国家 采用美国1967年颁发的航空宇宙局(NASA)标 准。该标准要求严格，对民用生物洁净环境 要求可能过高。
三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
空气是人类与动植物赖以生存的极重要因素，也是传 播疾病的媒介。为了防止疾病传播，提高人类的健康 水平，要控制空气中微生物的数量。
目前，空气还没有统一的卫生标准，一般以室内1m3 空气中细菌总数为500~1000个以上作为空气污染的 指标。空气污染的指示菌以咽喉正常菌丛中的绿色链 球菌为最合适，绿色链球菌在上呼吸道和空气中比溶 血性链球菌易发现，且有规律性。
土地是天然的生物处理厂，可用土地法处理废水、 生活污水，易被微生物降解的工业废水经土地处 理后得到净化。 进行土壤灌溉时，要十分小心，要注意： （1）要根据物质和植物的特点，合理灌溉； （2）不能超过自净容量； （3）不能用含有有毒或难以降解物质的污水。 这是因为这些物质会在生物体内积累、富集，最 终会影响到人类自己。
第七章 建筑通风与空气调节
2、轴流式通风机的型号编制
与离心式通风机相似，其全称包括名称、型号、机号、 传动方式、气流方向和出风口位置六部分内容。
[例]
K70B2-11No16D 表示意义为：
该风机是矿井用的轴流式通风机，其轮毂比为0.7，
风机叶片为机翼型非扭曲叶片，第二次设计，叶轮
为一级，第一次结构设计，叶轮外径为1600㎜。采 用悬臂支承联轴器传动．
矿井
纺织
K
FZ
冷冻用
空气调节用
冷冻
空调
LD
KT
[例]
T4-72-11No10C右90°表示意义为：
该风机是一般通用通风换气离心式通风机；压力系 数为0.4，比转数为72，风机进口吸入形式为单吸， 第一次设计；风机机号为10号，即叶轮直径约为 1000㎜；风机用电动机皮带传动，且叶轮及皮带轮
均悬臂支承；风机叶轮旋转方向从电动机一端看为
用途 代号 汉字 拼音简写 用途 代号 汉字 拼音简写
类别
类别
一般通用通风换气 防爆气体通风换气
通用 防爆
T（省略） 船舶用通风换气 B 船舶锅炉通风
船通 船锅
CT CG
排尘通风
锅炉通风 锅炉引风
船舶锅炉引风
工业冷却水通风 降温凉气用
船引
冷却 凉风
CY
L LF
矿井通风
纺织工业通风换气
F=L/3600v
通风管道和配件的统一规格标准，有圆形风管统一规格、矩形风管 统一规格、圆形风管法兰统一规格、矩形风管法兰统一规格等。 通风空调系统应采用基本系列，除尘系统可采用基本系列或辅助系 列，但应首先采用基本系列。 矩形风管长边与短边之比，一般应不大于4：1。
「空气调节课复习资料」
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章:相对湿度的定义:湿空气的水蒸气压力Pｑ与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力Pｑ。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓ｈ＝1．01ｔ+（250０+1.8４t)d/１0０0热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε＝Δh（ｋW）/Δd（kｇ／s)湿球温度,露点温度,干球温度的关系为:干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热,则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时,含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿,喷雾加湿,湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿:喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒,质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=(G A+GＢ)h CG A×d A+ＧB×dＢ=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷;相反,为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量,人体，照明,设备散入房间的热量。
PＭV-ＰPD指标综合考虑了人体活动强度,衣服热阻，空气温度，平均辐射温度,空气流动速度和空气湿度等六个因素,来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度,湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标,该数值是通过对身着0．6clo服装,静坐在流速为0.15m/s,相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
工程热力学第7章 习题提示和答案
63
第七章 气体和蒸汽的流动
7-14 压力p1 =2MPa，温度t1 =500℃的蒸汽，经拉伐尔喷管流入压力为pb =0.1MPa的大空间 中，若喷管出口截面积A2=200mm2，试求：临界速度、出口速度、喷管质量流量及喉部截面积。
提 示 和 答 案 ： 同 上 题 。 ccr = 621.3m/s 、 cf 2 = 1237.7m/s 、 qm = 0.1383kg/s 、
Acr = 0.545×10−4 m2 。
7-15 压力p1 = 0.3MPa，温度t1 = 24℃的空气，经喷管射入压力为0.157MPa的空间中，应
用何种喷管？若空气质量流量为 qm = 4kg/s，则喷管最小截面积应为多少？
提示和答案：蒸气（如水蒸气、氨蒸气等）在喷管内流动膨胀其参数变化只能采用据第 一定律、第二定律直接导出的公式，不能采用经简化仅理想气体适用的公式。同时还要注意
判定蒸气的状态。本题查氨热力性质表，得 h1 和 v2 ，据能量方程，求得 h2 ，发现 h ' < h2 < h" ， 判定出口截面上氨为湿饱和蒸气，计算 x2 和 v2 后，求得 A2 = 8.58×10−6 m2 。
第七章 气体和蒸汽的流动
第七章 气体和蒸汽的流动
习题
7-1 空气以 cf = 180m/s 的流速在风洞中流动，用水银温度计测量空气的温度，温度计
上的读数是 70℃，假定气流通在温度计周围得到完全滞止，求空气的实际温度（即所谓热力 学温度）。
提示和答案： T* = T1 + cf2 /(2cp ) ，注意比热容的单位。 t1 = 53.88 o C
第7章气体的流动
r=rc (临界压力比) ：对于一定T的特定气体，Q=f(r),由dQ/dr=0，求Qmax
BC段：虽然压力比继续下降，Q也不再变化
rc
(
2
K
) K 1
K 1
对于空气或其他双原子分子 如O2,H2,N2等）K=1.4，rc=0.525; 对于单原子分子K=1.2，rc=0.564
对于20℃的空气
当r0.525时 c 76.6r0.712 1 r0.288 A
层流状态 Re1200;
层流-紊流状态1200Re2200;
气体的流动
气体的流量Q 压力为P、温度为T的气体通过某平面的容积流率dV／
dt与其压力P的乘积
Q P dV dt
管道的流导c 表示气流的通过能力，在单位压差下，流经导管的气流 c Q
量（单位为m3/s）
c c1 c2 ... cn
分子流状态的特点是气体分子的平均自由程大于气体容器的尺寸 高真空薄膜蒸发沉积系统或各种材料的表面分析仪器就工作在分子流的状态下。
气体的黏滞流状态
当气体压力较高时，气体分子的平均自由程较短，气体分子间的相互碰撞较为频繁。这种气 体的流动状态称为气体的黏滞流状态。
工作压力较高的化学气相沉积系统一般工作在气体的黏滞流状态下
Re du
③ 层流状态和紊流状态——雷诺(Revnolds)准数Re
d管道直径; u气体流速；
雷诺准数相当于气体流动的惯性动量与其受到的黏滞阻力
气体密度；粘滞系数；
之比，各自起着破坏与稳定气流的作用。
气体流动速度越慢，气体的密度越小，真空容器的尺寸越
紊流状态 Re2200;
小，气体的黏度系数越大，则越有利于气流形成层流。
动
第7章 环境保护中的伦理问题
“三废”问题
各种工业企业所排放的有害物质，就其性 质种类是多种多样的。但无论它们差别多 大，从其物理形态上划分，大体可分为气 体、液体、固体。一般称为废气、废液、 废渣，即工业“三废”。
生物多样性下降
生物多样性包括遗传（基因）多样性、 物种多样性和生态系统多样性三个层次。
生物资源支撑着人类的生存和发展，并 且使人们能够适应环境的需求的变化。
人类与环境的关系
新的观点：人类不应再是世界的主宰， 他们只能作为地球生态系统的一分子，参 与整个生态系统的活动，人类与其所在的 环境共同构成一个相互关联的整体，人类 的活动必然要依据整体的法则而进行，同 时也要受到其所在整体的制约。
代际间的公平性
未来各代人都享有同当代人同样的权利， 同样要提出他们对资源和环境的要求， 而且，根据公平性原则，任何一代人都 不能在资源和环境问题上处于支配地位。
第7章 环境保护中的伦理问题
学习目标
理解人类与环境的关系 分析环境的代际间、国内及国际间的
公平性 了解人类面临的环境问题 理解企业的环境保护责任
案例讨论
案例：S厂的困境 讨论题 1.S厂的老板该怎么办？ 2.该案例的启示是什么？
人类与环境的关系
传统的观点：人类的意志决定着一切， 人类的行为都以自己的意志为主，而其 他的一切包括环境资源以及其他生物都 处于从属的地位，都要被人类利用或改 造，为人类服务。
世界卫生组织2018年发布的数据显示，每年全 球据估计有多达700万人死于室外环境和室内 空气污染；世界上每10个人中就有9个正在呼 吸含有高浓度污染物的空气。目前主要的空气 污染集中在亚洲和非洲，其次是东地中海区域、 欧洲和美洲。
温室效应与臭氧层破坏
大气中某些痕量气体（主要有二氧化碳、 甲烷、臭氧、氧化亚氮、氟利昂等）的含 量增加，引起地球表面平均气温上升的现 象即为温室效应。温室效应导致气候变暖。
第七章空气环境
第七章空气环境1 .车间温度为28℃，大气压为750mmHg，采样空气体积为 50L，试换算成标准状态下的体积。
2. 某车间CO的浓度为20 mg/m3，试将其换算为体积分数。
3.简述粉尘的物化特性及其对环境的危害。
一．粉尘的物化特性（1）粉尘的化学成分各种粉尘的基础物质不同，其化学组成也不一样，其中以游离二氧化硅的致纤维化作用最强。
（2）粉尘的物理性质①粉尘的粒径。
尘粒愈小，沉降速度愈慢，其稳定性越高，在空气中浮游的时间越长，被吸入的机会就愈多。
②粉尘的溶解度不同的粉尘有不同的溶解度，其对人体的危害也各不相同。
③粉尘的荷电性相同电荷的粉尘粒子，因互相排斥而提高了粒子悬浮在空气中的时间；而具有不同电荷的粒子，则因相互吸引、撞击而丧失电荷，粒子变大，加速了沉降。
④粉尘的形状形状影响粉尘在空气中的运动。
二．粉尘对环境的危害（1）粉尘对人体的危害粉尘根据其物化特性和对人体作用部位不同，可造成多方面的危害。
（2）粉尘对人的心理影响空气中的粉尘还直接影响人的心理。
另外，粉尘妨碍照明效果，使环境变得灰暗，人们完成同样的工作却要付出更大的努力，因此对工作质量和效率都产生不利的影响。
（3）粉尘爆炸某些物质的微小颗粒在空气中达到一定的浓度，当遇到明火时，会发生爆炸。
4.简述铅的危害及预防铅中毒的危害1．神经行为的影响、神经功能的损害2．智商的影响3．阻碍生长、发育4．视觉的危害—弱视5．小儿贫血6 .消化系统失调—胃病7 .运动失调—多动症或反应迟钝8 .肾、心血管功能下降9 .影响生殖健康预防铅中毒的重要措施包括：１、不吮吸手指，不将异物放入口中，吃东西前要洗手；２、经常打扫室内卫生，减少可吸入颗粒物的量；３、家庭装修不要使用彩色油漆，因彩色油漆中含有大量的铅；４、不要带儿童在汽车来往较多的马路上玩耍；５、不要食用含铅量高的食品，如松花蛋等；不要啃咬玩具和文具；６、以煤为燃料或取暖的居室要勤开窗通风；７、避免塑料袋上的字画与食品接触。
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Y
7.3.1空气污染物浓度的表示方法
（2）体积表示法 用每立方米空气中含有污染物的毫升数表示。因 为 ，故常用百万分数表示，单位是 ppm。该表示法只限于气态和蒸汽状态的污染物。 两种浓度表示方法的换算公式如下 式中 ， 为气体质量浓度（mg／m3）； 为气体 体积百万分数浓度（ml／m3）； 为被测有害气 体的分子量；22.4为1个标准状态（0℃，1.013 ×105Pa）气体的摩尔体积。
（2）化学物质
建筑装修用的人造板材、木家具及其它各类装饰材料 (如：贴壁布、墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆、涂 料等)中含有苯和甲醛等有害物质。研究证明，慢性苯 中毒主要使骨髓造血机能发生障碍，引起再生障碍性 贫血。
甲醛对人体健康的影响主要表现嗅觉异常、刺激、过 敏、肝功能异常及免疫功能异常等方面。长期接触低 度甲醛可以引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌， 妊娠综合症，新生儿染色体异常、白血病，青少年记 忆力和智力下降。
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7.2.2 车内空气污染主要来源及危害
新车内装饰材料中含有的有毒气体，主要包括苯、甲醛、 丙酮、二甲苯等.这些有害物质在不知不觉中使人中毒，渐 渐出现头痛、乏力等症状 。 汽车发动机产生的一氧化碳、汽油挥发成分等会使车厢内 的空气质量下降 。 车用空调蒸发器若长时间不进行清洗护理，就会在其内部 附着大量污垢，所产生的胺、烟碱、细菌等有害物质弥漫 在车内狭小的空间里，导致车内空气质量差甚至缺氧。 人体自身的污染。由于车内开窗不多，当空气中二氧化碳 浓度达到0.5%时，人就会出现头痛、头晕等不适感。乘客 较多时就更容易造成污染 。
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7.2.3 铅污染的危害
铅是一种对神经系统有害的重金属元素，铅会对 人的大脑神经系统带来严重危害，导致智力下降， 免疫力降低，生长发育迟缓。 儿童对铅尤为敏感，吸收率高达50％。国际上公 认，当儿童体内铅含量超过每升100微克时，儿 童的脑发育就会受到不良影响，就称为铅中毒。 铅中毒对儿童危害主要体现在智力发育、学习能 力、心理行为、生长发育等方面。儿童铅含量过 高的反应是面色发黄，生长迟缓，便秘，腹泻， 恶心，呕吐，注意力不集中。
家具（使用过酚醛树脂），装修饰物的材 料、 胶水、纺织品、塑料配件等各种车内装饰 材料； 汽车发动机产生； 车用空调蒸发器长时间不进行清洗护理
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7.1.2 固体尘粒
固体尘粒又称粉尘，包括有碳粒、悬浮颗粒物、 飞尘、碳酸钙、氧化锌、二氧化铝等。 其中的悬浮颗粒物又称飘尘，是漂浮在空气环 境中粒度在15μm以下的颗粒，是衡量城市空 气环境质量的指标之一，其危害程度与其粒度 大小有关，颗粒越小，其危害越大。 飘尘主要来源于燃料的不完全燃烧、建筑工地 等。 粉尘在一定条件下还具有爆炸性，其危害极大。
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7.2.1 建筑物室内空气污染来源及其危害
（1）放射性物质 专家研究发现，放射性及一次大剂 量及多次小剂量的放射线照射都有致白 血病作用。特别是一些高放射性的建筑 材料，会对人体造成体内和体外伤害。
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7.2.1 建筑物室内空气污染来源及其危害
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表7-3环境空气质量标准（GB3095-1996）④
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空气污染指数(1)
空气污染指数(AIR POLLUTION INDEX，简称API)是一 种反映和评价空气质量的方法，就是将常规监测的几种空 气污染物的浓度简化成为单一的概念性数值形式、并分级 表征空气质量状况与空气污染的程度，其结果简明直观， 使用方便，适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋 势。 空气污染指数的确定原则：空气质量的好坏取决于各种污 染物中危害最大的污染物的污染程度。空气污染指数是根 据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境 的影响来确定污染指数的分级及相应的污染物浓度限值。
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7.3.2 （1）工业企业工作场所空气中 有害物质允许浓度标准
工作场所空气中部分有毒物质短时间接触容许浓度（见 表7-2）包括车间含有两种以上有害物质时的浓度标准 评价 GBZ2-2002<工作场所有害因素职业接触限值>国家 标准中规定了工作场所有害因素的职业接触限值。该标 准适用于生产、使用或产生有害因素的各类用人单位。
氧化物 氮氧化物 、碳氢 化物 卤化物
室内污染气 体 汽车内污染 气体
一氧化碳、二氧化碳、 臭氧、过氧化物 一氧化氮、二氧化氮、 氨、碳氢化合物等 氯气、氯化氢、氟化氢 等
甲醛、苯等 苯、甲醛、丙酮、二甲 苯； 一氧化碳、汽油气味 胺、烟碱、细菌等
煤气管道泄漏及燃烧不完全产生一氧化碳； 清洁燃料燃烧、动物的呼吸产生二氧 化碳。 交通尾气排放、垃圾发酵、农家肥料 自来水、水稻田，工业生产等
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7.1.3 金属粉尘
工业化发展常常导致各种重金属如铅、汞、 铬、镉以及诸如锌、钒、锰、钡等粉尘混入 大气，随时可能通过呼吸系统、消化系统和 皮肤进入人体内。特别是近年来在我国铅污 染的现象十分严重，有些地区近半数的儿童 出现铅中毒现象。
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如计算结果小于1，说明现场有毒物质的浓度符合国家卫 生标准；
计算结果大于1，说明现场有毒物质的浓度超过国家卫生 标准。
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7.3.2 （2）环境空气质量标准
我国于1996-12-06实施的环境空气质量标准 （GB3095-1996）,如表7-3所示。
规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染 物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及 数据统计的有效性规定。该标准适用于全国范围的 环境空气质量评价。
第七章
空 气 环 境
主要内容
7.1空气中的主要污染物及其来源 7.2几种现代空气污染的来源及其危害
7.3空气污染物浓度及相关标准
7.4粉尘 7.5空气中的二氧化碳 7.6工作场所通风与空气调节
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7.1 空气中的主要污染物及其来源
空气中污染物种类很多，已知的能够产生 危害的或受到人们重视的污染物大约有近 百种，主要可以分为有害气体、固体尘粒、 可溶性重金属和放射性物质。
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7.2.2 车内空气污染主要来源及危害
有关新车内污染的调查结果
据深圳计量质量监测研究所随机对半年以内新车进
行的一项调查显示，70％左右存在不同程度的污染，
最高的车超过国家标准10倍以上；而广州中科环境
检测研究中心曾对2000辆汽车进行过一项检测， 结果显示，车内空气质量存在问题（甲醛、苯超标）
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（2）环境空气质量标准
环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保 护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区； 二类区为城镇规划中确定的居民区、商业交通居 民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三 类区为特定工业区。
空气环境质量分为三级：一类区执行一级标准， 二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。共 限定了以下几种污染物的浓度值：SO2、TSP、 PM10、ＮＯ2、ＣＯ、O3、、Pb、B[a]P、F。
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表7-2工作场所空气中部分有毒物质短时间接触容许浓度表
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多种有害物共存时评价标准
工作场所存在两种以上有毒物质时，应考虑其联合作用， 可用下式进行分析
式中
为各物质的实测浓度；
为各物质的实测浓度的最高允许浓度。
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7.1.4 放射性物质
放射性物质主要是由房基土壤里和天然气 中释放出来的氡和建筑物中的天然石材里 释放出来的镭、钍、钾三种放射性物质。
这些放射性物质都会给人类造血系统、神 经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。
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V0
7.3.1空气污染物浓度的表示方法
（1）标准状态下质量体积混合表示法 用标准状态下每立方米空气中含有害物质的毫克数表 示，单位为mg/m3。 由于气体体积随温度、压力不同而变化，我国空气 质量标准是以一个标准大气压状态（0℃， 1.013×105Pa）时的气体体积为依据)的。因此， 检测时的采样体积应换算成标准状态下的体积.
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7.1.1 空气环境中的有害气体
空气环境中的有害气体主要有硫氧化物、氮氧化物、卤化 物和有机物质气体等。
主要类型的工矿企业排 放出的烟气，以及北方冬天家庭取暖 用煤
主要有害气 体种类 硫化物
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7.2 几种现代空气污染的来源及其危害
7.2.1 建筑物室内空气污染来源及其危害
中国室内环境中心2002年4月公布一项统计显示，中 国每年因建筑涂料引起的急性中毒事件约400起，中 毒人数达1.5万余人，建筑物室内空气污染来源主要包 括：放射性物质、化学物质、电磁场等。