大气污染控制工程第三章大气污染气象学理论
大气污染控制工程课件
当空气过剩系数为 1.2 时，干烟气量为： [491.4-（47.5+0.0）] ×22.4/1000+10.47×0.2=12.04 mN3/kg CO2 的体积为：73.58×22.4/1000=1.648 mN3/kg 所以 CO2 含量为：1.648/12.04=13.69%
例：已知某电厂烟气温度 473K，压力等于 96.93kPa，湿烟气量 Q=10400m3/min ， 含 水 汽 6.25% （ 体 积 ）， 奥 萨 特 分 析 结 果 是 ： CO2=10.7% ， O2=8.2% ， 不 含 CO 。 污 染 物 排 放 的 质 量 流 量 为 22.7kg/min。 求：（1）污染物排放的质量速率（以 t/d 表示）
的污染物浓度所做的限制性 规定。
环境空气质量控制标准
环境空气质量控制标准的种类和作用
大气污染控制技术标准：为保准达到污染物排 放标准而 从某一方面做出的具体技术规 定。
警报标准：为保护环境空气质量不致恶化或根据大气污 染 发展趋势，预防发生污染事故而规定的污 染物含量的极限值。
环境空气质量标准
《环境空气质量标准》GB3095-2019
天然气
气体燃料，甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%。
硫的形态： H2S
第2节 燃料燃烧过程
燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随能量 的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。
燃烧产物主要为二氧化碳和水蒸气；不完全燃烧会 生产黑烟和一氧化碳；若燃料含硫和氮，则生成SO2和
NO；如果温度较高，空气中的部分氮会被氧化成NOx。
例：对于上述例题给定的重油，若燃料中硫全部转换为 SO（x 其中 SO2 占 97%），试计算空气过剩系数 α=1.20 时烟气中 SO2 和 SO3 浓度，以 10-6 表示，并计算此时干烟气中 CO2 的含量，以体积百分比表示。
大气污染控制工程课程标准
大气污染控制工程课程标准化学与生物工程学院1 / 12《大气污染控制工程》课程标准（新培养方案）编写人：审核人：课程编号：045024课程类型：专业必修课学时：81学分：4.5适用对象：环境科学专业一、课程理念1、课程性质：《大气污染控制工程》的是环境科学专业的一门重要课程，本课程系统简明的阐述了大气污染的基本原理和基本知识的基础上，还讨论了大气污染气象学，大气扩散模式，颗粒污染物和SO2、NOX等气态污染物的各种控制技术的基本理论知识、工作原理、设计计算，使学生掌握大气污染的概念、大气扩散、常用的较为成熟的大气污染控制技术理论与设计，理论联系实际，提高分析和解决问题的能力。
2、课程目的：通过本课程的学习，使学生系统地了解并掌握大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识及污染物扩散的基础理论，大气污染防2 / 12治的基本概念、基本原理、主要控制设备和典型工艺等，培养学生分析和解决日益严重的大气污染问题的基本能力，结合大气污染控制工程实验、课程设计、实习、毕业设计（论文）等其它教学环节，为学生从事大气污染控制工程设计、系统分析、科学研究及技术管理奠定必要的基础。
3、课程内容：主要内容是讨论大气环境污染控制技术，研究颗粒污染物和SO2、NOX等气态污染物的污染控制工程的基本理论、大气污染气象学的基本知识、大气污染物扩散浓度计算方法、主要污染物的控制技术与工艺等。
4、课程要求：通过教学活动，使学生掌握大气污染控制工程的基本概念、基本理论、基本的计算方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，为从事专业工作、科学研究和环境管理等打下良好的基础。
二、课程目标1．掌握大气污染物的定义及其主要污染源，主要的大气污染问题，大气环境标准及综合防治措施。
2．了解大气污染与燃烧的关系，学会燃烧计算，掌握燃料燃烧污染物控制基本方法和途径。
3．了解大气污染与气象的关系，学会大气污染物扩散浓度估算和烟囱设计的估算方法。
内科大大气污染控制工程课件第3章 大气污染气象学
主要气象要素
3．气湿
➢ 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量 ➢ 相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气
的绝对湿度的百分比 ➢ 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
主要气象要素
3．气湿
主要气象要素
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）
云
低 云 （ 米 以 下 ）
2500
高云（5000m以上）
中 云 （ 2500-5000m ）
主要气象要素
6．能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离 级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
第二节 大气的热力过程
一.太阳、大气和地面的热交换
T0 P0
P0
位温:各高度均把压力换算为1000mb(10kPa)时的温度（绝热）
T (1000) RCp T (1000)0.288
P
P
气温的垂直分布（温度层结）
气温的垂直分布－温度层结
T
z
>0， ＝ d ， ＝0 ， <0 ，
正常分布层结 中性层结（绝热直减率） 等温层结 逆温层结
Ozone layer
大气圈垂直结构
➢ 对流层（～10km左右）
➢ 集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天 气现象都发生在这一层
➢ 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降 Leabharlann 0.650C➢ 强烈对流作用
➢ 温度和湿度的水平分布不均
大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
➢ 气温随高度升高而迅速降低 ➢ 对流运动强烈
大气污染控制第三章 大气污染气象学
∵ U = H－PV 全微分 dU = dH－PdV－VdP
∴ dq = dH－VdP = CPdT－VdP (dH = CPdT )
对单位质量的空气， V
RT
，故
P
dq
CPdT
RT
dP P
式中：CP = 996.5J/kg.K，R = 287J/kg.K
对于绝热过程：dq = 0，则
dT R dP T CP P
u 3.02 F 3 ( km/h)
5. 能见度 在当时天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨
认出的目标物的最大水平距离 (m) 。 能见度大小反映了大气透明度或混浊程度。
6. 云：
云是发生在高空的水汽凝结现象。 ⑴ 云的分类 高云：5000m以上，由水晶组成，云体成白色，有蚕丝般光泽，
几乃至几十度。 ⑵ 由于气流运动受地面摩擦的影响，故风速随高度增加而增大。 ⑶ 大气上下有规则的对流和无规则的湍流运动都比较盛行，水气也比较充
足。 直接影响污染物的传输、扩散和转化。
二、气象要素
表示大气状态和物理现象的物理量。 1. 气温
指离地面1.5m高处百叶箱中观测到的空气温度。 2. 气压
指大气压强。气象上气压的单位为毫巴 (mb)。 1mb = 1000dyn/cm2 = 100 Pa
也慢。可见云和强风可抑制辐射逆温出现。
2.下沉逆温 下沉逆温范围广、厚度大、持续时间长，在离地数百米至数千
米的高空都可能出现。在冬季，下沉逆温与辐射逆温相结合，形成 很厚的逆温层。
3.平流逆温 当暖空气平流到冷地面时，下层空气受地面影响大，降温多，上层空气
降温少，故形成逆温。 当暖空气平流到低地、盆地内积聚的冷空气上面时，也可形成平流逆温。
大气污染控制工程复习提纲
大气污染 大气污染指由于人类活动或自然过程使 得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度， 达到了足够的时间，并因此而危害了人体的 舒适、健康和人们的福利、甚至危害了生态 环境。
大气污染源 大气污染物
大气污染过程
大气扩散
人、动植物
接受者
1
环境空气质量控制标准的种类和作用
环境空气质量标准
依用途分为 大气污染物排放标准 大气污染控制技术标准 大气污染警报标准 国家标准 依适用范围分为 地方标准 行业标准
y w y w C x H y S z Ow x z O2 3.78 x z N 2 4 2 4 2 y y w xCO2 H 2O zSO2 3.78 x z N 2 Q 2 2 2
15
2烟流型与大气稳定度的关系
晴朗的夏天午后
波浪型（不稳） 锥型（中性or弱稳） 扇型（逆温）
阴天﹑风速较大﹑中性
晴朗夜间或早晨
出现在傍晚
爬升型（下稳，上不稳）
漫烟型（上逆、下不稳）
日出后辐射逆温被破坏时
16
第四章 大气扩散浓度估算模式
一、大气湍流 1、大气的无规则运动称为大气湍流。 2、风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最 直接最本质的因素。 二、高斯扩散模式
9
元素 C H
质量/g 855 113
摩尔数/mol 71.25 113
需O2量/mol 71.25 28.25
产生的烟气量/mol 71.25 (CO2) 56.5 (H2O)
O N
S
20 2
10
1.25 0.143
0.3125
-0.625 0
大气污染控制工程重点
大气污染控制工程重点第一章概论第一节大气与大气污染1、大气污染：大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
2、酸雨：在清洁的空气中被CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。
第二节大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。
2、气溶胶状态污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。
3、霾（或灰霾）：霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。
4、总悬浮颗粒（TSP :指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 口的颗粒物。
5、可吸入颗粒物（PM io）:指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10g 的颗粒物。
6、气态污染物的种类很多，总体上可分为五类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳的化合物，有机化合物和卤素化合物等。
7、对于气态污染物，可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组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质。
8、硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一些列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
9、光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。
其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。
光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
第四节大气污染综合防治本节内容为了解的章节（不排除在最后一题中出现，最后一章的机动车污染防治也是一样），防治措施为以下7种，具体内容请看书本。
大气污染控制工程 第四版 (郝吉明 马广大 王书肖 编) 复习重点资料.
第一章概论 (3)第一节大气与大气污染 (3)第二节大气污染物及其来源 (3)第三节大气污染的影响 (4)第四节大气污染物综合防治 (4)第五节环境空气质量控制标准 (5)一、环境空气质量控制标准的种类和作用P22 (5)二、环境空气质量标准中：P23 (6)三、工业企业设计卫生标准 (6)四、大气污染物排放准则 (6)五、空气污染指数及报告 (6)第二章燃烧与大气污染 (7)第一节：燃料的性质 (7)一、煤 (7)二、石油 (7)三、天然气 (7)四、非常规燃料 (7)第二节：燃料燃烧过程 (7)第三节：烟气体积及污染物排放量计算 (9)第四节燃烧过程硫氧化物的形成 (9)第三章污染气象学基础知识 (9)第一节大气圈结构及气象要素 (9)第二节大气的热力过程 (10)第三节大气的运动和风 (12)第四章大气扩散浓度估算模式 (13)第一节湍流扩散的基本理论 (13)第二节高斯扩散模式 (13)第三节污染物浓度的估算 (14)一烟气抬升高度计算 (14)二扩散参数的确定 (14)第四节特殊条件下的扩散模式 (15)一封闭型扩散模式 (15)二烟熏型扩散模式 (15)第五节城市山区的扩散模式 (15)第六节区域大气环境质量模式 (15)第七节烟囱高度的设计P117~P120 (15)一烟囱高度的计算 (15)二烟囱设计中的几个问题 (15)第八节厂址的选择 (15)第五章颗粒污染物控制技术基础 (16)第一节：颗粒的粒径及粒径分布 (16)一颗粒粒径 (16)二粒径分布 (16)三平均粒径 (17)四粒径分布函数 (17)第二节：粉尘的物理性质 (17)第三节：净化装置的性能 (18)一净化装置技术性能的表示方法 (19)二净化效率的表示方法 (19)第四节颗粒捕集的理论基础 (19)第六章除尘装置 (19)第一节机械除尘器 (19)第二节电除尘器 (21)一电除尘器的工作原理 (21)二电晕放电 (22)三粒子荷电 (22)四荷电粒子的运动和捕集 (22)五被捕集粉尘的清除 (23)六电除尘器的结构 (23)第三节袋式除尘 (23)第四节湿式除尘器 (24)一概述 (24)第七章气态污染物控制技术基础 (25)第一节吸收净化气态污染物 (25)第二节吸附法净化气态污染物 (26)第八章硫氧化物的污染控制 (28)第一节：硫循环及硫排放 (28)第二节：燃烧前燃料脱硫 (28)第三节：流化床燃烧脱硫 (28)第五节：低浓度二氧化硫烟气脱硫 (28)第九章固定源氮氧化物污染控制 (29)第十三章净化系统的设计 (30)第一章概论第一节大气与大气污染1.大气：是指环绕地球全部空气的总和。
大气污染控制技术第三章习题及答案
《大气污染控制技术》习题三 第三章 大气污染气象学3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP g dZ ρ=-⋅ （1）将空气视为理想气体，即有m PV RT M =可写为 m PMV RTρ==（2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT=- 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。
对上式进行积分得：ln gMP Z C RT =-+ 即 2211ln ()P gM Z Z P RT =--（3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：5009.80.029ln10008.314283Z ⨯=-∆⨯ 得 5.7Z km ∆= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ，5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。
解：d m K z T γγ>=---=∆∆-=-100/35.25.1102988.297105.1，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/5.110308.2975.2973010，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定d m K zTγγ>=---=∆∆-=-100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。
3.3 在气压为400 hPa 处，气块温度为230K 。
若气块绝热下降到气压为600 hPa 处，气块温度变为多少？ 解：288.00101)(P PT T =， K P P T T 49.258)400600(230)(288.0288.00101===解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(11=，取对数得)lg(lg 11Z Zm u u =设y u u=1lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得由excel 进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=0.2442x故m ＝0.2442。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版） 主编：郝吉明 马广大 王书肖目录第一章 概 论第二章 燃烧与大气污染 第三章 大气污染气象学 第四章 大气扩散浓度估算模式 第五章 颗粒污染物控制技术基础 第六章 除尘装置第七章 气态污染物控制技术基础 第八章 硫氧化物的污染控制 第九章 固定源氮氧化物污染控制 第十章 挥发性有机物污染控制 第十一章 城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
3《大气污染控制工程》第三章
第三章大气污染气象学为了有效地控制大气污染．除需采取安装净化装置等各种技术措施外，还需充分利用大气对污染物的扩散和稀释能力。
污染物从污染源排到大气中的扩散过程，与排放源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素有关。
本章主要对大气污染气象学的基本知识作一扼要介绍。
第一节大气圈结构及气象要素一、大气圈垂直结构地球表面环绕着在层很厚的气体，称为环境大气或地球大气，简称大气。
大气是自然环境的重要组成部分，是人类及生物赖以生存的必不可少的物质。
大气圈的垂直结构是指气象要素的垂直分布情况；如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。
根据气温在垂直于下垫面(即地球表面情况)方向上的分布，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
1.对流层对流层是大气层最低的一层；平均厚度为12公里。
由于对流程度在热带要比寒带强烈，故自下垫面算起的对流层的厚度随纬度增加而降低，赤道处约为16～17km,中纬度地区约10～12km，两极附近只有8～9km。
①对流层的主要特征是：(1)对流层虽然较薄，但却集中了整个大气质量的3／4和几乎全部水汽，主要的大气现象都发生在这一层中，它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层；(2)气温随高度增加而降低，每升高100 m平均降温约0.65℃；(3)空气具有强烈的对流运动，大气垂直混合激烈。
主要由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的。
(4)温度和湿度的水平分布不均匀；例如在热带海洋上空，空气比较温暖潮湿，在高纬度内陆上空，空气比较寒冷干燥，因此也经常发生大规模空气的水平运动。
②对流层亚层分层情况：(1)对流层的下层，厚度约为1～2km，其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大，称为大气边界层(或摩擦层)。
(2)其中从地面到50～100m左右的一层又称近地层。
在近地层中，垂直方向上热量和动量的交换甚微，所以温差很大，可达1～2℃。
(3)在近地层以上，气流受地面摩擦的影响越来越小。
大气污染控制工程(郝吉明版) 课后习题答案：Unlock-3
dP = −g ρ ⋅dZ （1）
将空气视为理想气体，即有
PV = m RT 可写为 ρ = m = PM （2）
M
V RT
将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：
dP gM = − dZ
P RT
假定在一定范围内温度 T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：
gM ln P = − Z + C
=
−0.72K
/
100m
，故γ
2
= −G2
= 0.72K / 100m < γ d ，稳定；
G3
=
∆T3 ∆z3
=
8.9 −15.6 580
= −1.16K
/100m ，故γ 3
= −G3
= 1.16K / 100m
> γ d ，不稳定；
G4
=
∆T4 ∆z4
=
5.0 − 25.0 2000
= −1K / 100m ，故 γ 4
放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高
度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。
测定位置 2
3
4
5
6
7
8
9
10
气温/。C 9.8
12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6
0.8
气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700
=
3.33m / s
u5
=
u
0
(
Z Z
5 0
) 0.15
=
2 × ( 400) 0.15 10
大气污染控制工程习题答案
第一章概论填空题：1.大气污染按照污染范围分：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。
2.全球性大气污染问题包括：温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
3.大气中的一次污染物主要有：硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有机化合物。
4.大气中的二次污染物主要有：硫酸烟雾、光化学烟雾。
5.根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源可概括为：燃料燃烧、工业生产、交通运输。
前两类统称为：固定源；交通运输工具称为：流动源。
6.大气污染源的来源可分为：自然污染源、人为污染源。
7.人为污染源按污染源空间分布分为：点源、面源。
按照人们的社会生活功能不同分为：生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。
8.中国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP、SO2。
9.大气污染物侵入人体的三条途径：表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。
10.环境污染质量控制标准按其用途分为：环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染预警预报标准。
11.环境污染质量控制标准按其适用范围可分为：国家标准、地方标准、行业标准。
12.目前计入空气污染指数的项目为：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。
简答题：1.简述我国的《环境质量标准》我国的《环境质量标准》规定了9种污染物的浓度限值：总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物。
该标准根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级：一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求。
二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。
三级标准：为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求。
该标准将环境空气质量功能区分为三类：一类区：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：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。
大气污染控制工程_郝吉明
污染气象学第三章 大气污染气象学3.1 一个登山运动员在山脚处测得气压为1000hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：（1）将空气视为理想气体，即有m PV RT M = 可写为 m P M V R Tρ== （2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT=-假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。
对上式进行积分得：ln gM P Z C RT =-+ 即 3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：5009.80.029ln10008.314283Z ⨯=-∆⨯得 5.74∆=Z km即登山运动员从山脚向上爬了约5.74km。
涉及到知识点:3.3 在气压为400hPa 处，气块温度为230K 。
若气块绝热下降到气压为600hPa 处，气块温度变为多少？K P P T T 49.258)400600(230)(288.0288.00101===3.5 某市郊地区地面10米高度处的风速为2m/s ，估算50m 、100m 、200m 、300m 、400m 高度处在稳定度为B 、D 、F 时的风速，并以高度为中坐标作出风速廓线图 解：稳定度B ，m=0.070.070.07110050()2() 2.24/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.072200100()2() 2.35/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.073300200()2() 2.47/10Z u u m s Z ==⨯=，0.070.074400300()2() 2.54/10Z u u m s Z ==⨯= 0.070.075500400()2() 2.59/10Z u u m s Z ==⨯=。
稳定度D ，m=0.15 s m Z Z u u /55.2)1050(2)(15.015.00101=⨯==，s m Z Z u u /82.2)10100(2)(15.015.00202=⨯== s m Z Z u u /13.3)10200(2)(15.015.00303=⨯==，s m Z Z u u /33.3)10300(2)(15.015.00404=⨯==s m Z Z u u /48.3)10400(2)(15.015.00505=⨯==。
大气污染控制工程参考答案
第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
《大气污染控制工程》第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式
变平阶段:在环境湍流作用下，烟流继续扩散膨胀并随风飘移的。
烟囱高度的计算
计算方法2:按地面绝对最大浓度计算
Cmax
2q ( z uH 2e y
)
（4-10）Cmax
u
H H (3 21) Cmax
的技术方法》
（P点源排放控制系数，表4-9,4-10）
二、烟囱设计中的几个问题
对于设计的高烟囱（大于200m），若所在地区上部逆温 出现频率较高时，则应按有上部逆温的扩散模式（封闭型 或熏烟型模式）校核地面污染物浓度
烟气抬升公式的选择也是烟囱设计的重要一环 优先采用国家标准中的推荐公式
气象参数的选取 多年平均值；某一保证频率的值
1. 大气稳定度的概念 指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。
定性理解：
外力使气块上升或下降 气块去掉外力
气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
不稳定条件下有利于扩散
大气稳定度与烟流 型的关系
波浪型（不稳） 锥型（中性or弱稳） 扇型（逆温） 爬升型（下稳，上
考虑地面轴线浓度模式
c(x,
y,
z,
H
)
q
u y
z
exp(
H2
2
2 z
)
上式，x增大，则 、y 增z 大，第一项减小，第二 项增大，必然在某x 处有最大值
第三章 大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式
扩散的要素
水平方向：风（平流输送）为主 垂直方向：湍流（脉动风速） 风速越大，湍流越强，大气污染扩散速度越快
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太阳、大气和地3.2面.1之太间阳的辐热量射交与换热过交程换
❖ 首先是太阳短波辐射加热了地球表面，然后是地 面长波辐射加热了大气，因此，近地层大气温度 随地表温度的升高而升高(自下而上地被加热)； 随着地表温度的降低而降低(自下而上地被冷却)。 地表温度的周期性变化引起低层大气温度随之周 期性的变化。
❖ 由图中于a地是面下午强时烈递辐减射温冷度却层辐结而射；形辐逆成射的温逆逆温温开始，于称日为落辐(图射b)逆，温随。
着夜深，地面消失的热量越多，逆温逐渐向上扩展，黎明时
达最强(图c)。日出后，太阳辐射逐渐加强，地面很快增温， 逆温便自下而上逐渐消失(图d)，大约上午十点左右，逆温层 完全消失。
尝试读懂右图
玫瑰图表述的是在犹他州西部沙漠里 的一个山谷。周围的山是南北向的， 由当地地形条件决定的最常见的风是 沿峡谷南北向的风。最强烈的风是沿 西北方向吹过来的，而且伴随着冬天 的暴风雪。
3.2 大气的热力过程
一、太阳辐射与热交换 二、气温的垂直变化 三、位温 四、大气稳定度 五、逆温 六、烟流形状与大气稳定度的关系
湍流逆温
锋面逆温
❖ 在对流层中的冷空气团 与暖空气团相遇时，暖 空气因其密度小就会爬 升到冷空气上面去，形 成一个倾斜的过渡区， 称为锋面。
❖ 在锋面上，如果冷暖空 气的温差很大，即可形 成锋面逆温。
3.2.6 烟流形状与大气稳定度的关系
3.3 大气的运动和风
❖ 大气中温度层结分为 、 、 和 四种类型。
❖ 对流层中，气温随着高度的增加而降低，每升高 100m平均气温下降（）
A. 0.65 ℃ B. 1.89 ℃上节C内.5容.81回℃顾 D.0.098 ℃
人类活动排放的污染物绝大多数聚集以及大气污染主要 发生在（）
A. 对流层 B. 平流层 C. 中间层 D.热层
根据计算，得到γd约为0.98℃/100m，近似1℃/100m。
湿空气上升达到饱和状态并开始凝结的高度称为凝结高度，在凝 结高度以下，其温度变化同干空气一样；在凝结高度以上，温度 变化小于干空气的变化值，饱和空气每上升（或下降）单位距离
空气的温度变化，称为湿绝热递减率γm，约为0.5℃/100m。
3.1 大气圈结构及主要气象要素
一、低层大气的成分：干洁空气、水汽、气溶胶粒子 二、大气的垂直结构 三、影响大气污染的主要气象要素 ❖ 气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和
物理量。 ❖ 主要气象要素：气温、气压、空气湿度（气湿）、
风（风向、风速）、云况、能见度、降水、蒸发、 日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。
什么是辐射？
❖ 自然界中的一3切.2物.1体太都阳以辐电射磁波与的热形交式换时刻不停的向
外传递能量，这种传递能量的方式称为辐射。以辐射 的方式向四周输送的能量称辐射能。
辐射与波长
❖ 辐射能的不同，在于电磁波的波长不同，物体放射的 波长视物体的温度而定，物体的温度增加放射的波长 减短，太阳由于温度很高，它的辐射波长在0.15～ 4.0μm之间。地球表面平均温度在15℃，辐射最强是 在10μm附近，太阳放出主要辐射的波长只有地球放 出的波长的1/20，所以我们称太阳辐射是短波，地球 辐射是长波。
大气的保温作用
❖ 大气向下辐射可使地面长波辐射的热损失减少， 有利于地面温度保持的这种作用。
① 大气的绝热过3.程2.2 气温的垂直变化
❖ 大气的升降运动总是伴有不同形式的能量交换。 如果大气中某一空气块作垂直运动时与周围空气 不发生热量交换，则将这样的状态变化过程称为 大气的绝热过程。
空气块 膨胀（做功） 耗内能 T 定性 空气块 压缩（外气对它做功） 得内能 T
❖ 用测得的地面气温和一定高度处的气温数据，按
平均温度梯度对大气稳定度进行分类。
① 定义 温度随高度的增加而增加，此时dT/dZ >0 。
3.2.5 逆温
② 跟我们研究污染有关的因素：
❖ 逆温层的消失时间； ❖ 逆温层底的高度； ❖ 逆温层的厚度； ❖ 逆温的强度（温度随高度的变化情况）。 ❖ 逆温的最危险状况是逆温层正好处于烟囱排放口。
饱和空气绝热下降时，假设其中没有水滴或冰晶，下降 时变为未饱和的空气， 则每下降100m，温度升 高。
参考答案：正常分布层结、中性层结、等温层结、逆温 层结；a；A；1 ℃
3.2.3 位温
干空气作绝热升降运动时，虽然温度Ti是变化的，但其位温θ 却是不变的。所以θ比Ti更能代表气块的热力学状态。
3.2.4 大气稳定度
③ 大气稳定度的判别
❖ 气块法说明。假设起始温度相同，
课堂巩固练习 P86 3-7
测定编 1
2
3
4
5
6
号
地面气 21.1
21.1
15.6
25.0
30.0
25.0
温/°C
高度/m 458
763
580
2000 500
700
相应气 26.7
15.6
8.9
5.0
20.0Байду номын сангаас
28.0
温/°C
污染气象学研究两方面的问题：气象对大气污染的影响和大气污染对气象 环境的作用
❖ 3.2 大气热力过程 ❖内3容.3提大要气的运动和风
学时数：2学时
了解大气层结构及主要的气象要素； 掌握气温直减率和干绝热直减率的定义及
大气稳定度的判别；掌握烟流形状与大气 学稳习定要度求的关系 了解引起大气运动的几种作用力； 理解地方性风场对大气污染的影响。
② 泊松方程
❖ 根据热力学第一定律和理想气体状态方程，可以 推导出描述大气热力过程的微分方程：
② 泊松方程
❖ 将上式从气块升降前的状态(T0,P0),积分到气块升 降后的状态(T,P),则得
3.2.2 气温的垂直变化
T′：气块温度； T ：环境温度。实际中，T′与T之差不超过10℃， T′/T≈1。
大气污染控制工程
第三章大气污染气象学理论
LOGO
大气扩散
源
受体
酸雨越境转移（日本、南朝鲜……）
大气科学
大气物理、化学……
大气气象学…… 污染气象学……
气象条件对污物的稀释、扩散作用 污染物对气象的影响
污染物在大气中的扩散与大气稳定度有很密切的关系。从污 染源排入大气中的污染物，其输送迁移、扩散稀释情况随方 向、风速、大气湍流运动、温度垂直变化及大气稳定度等气 象因子的变化而千差万别。