环境化学第二章-第二节..ppt

第二节第二节 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。分散的过程。3/8/20231一、辐射逆温层一、辐射逆温层Radiation inversionn对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越近气温越高；离地面越远气射，故离地面越近气温越高；离地面越远气温越低。温越低。3/8/20232n大气垂直递减率大气垂直递减率:随高度升高气温的降低率，通随高度升高气温的降低率，通常用下式表示常用下式表示:=-dT/dz 式中式中:T:绝对温度，绝对温度，K;z:高度。高度。n在对流层中，平均在对流层中，平均dT/dz0时，为正常状态时，为正常状态 当当=0时，称为等温气层时，称为等温气层;当当0时，称为逆温气层。时，称为逆温气层。逆温现象经常发生在较低气层中，这种气层稳逆温现象经常发生在较低气层中，这种气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用，不利于污染物的扩散。用，不利于污染物的扩散。3/8/20234n逆温逆温近地面层逆温：近地面层逆温：辐射逆温辐射逆温、平流、平流逆温、融雪逆温、地形逆温逆温、融雪逆温、地形逆温自由大气逆温：乱流逆温、下沉自由大气逆温：乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温逆温、锋面逆温n近地面的逆温通常以辐射逆温为主。近地面的逆温通常以辐射逆温为主。3/8/20235n辐射逆温的特点辐射逆温的特点是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的。是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的。这种逆温层多发生在距地面这种逆温层多发生在距地面100-150m高度内。高度内。最有利于辐射逆温发展的条件是最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗平静而晴朗的的夜晚夜晚。有云和有风都能减弱逆温有云和有风都能减弱逆温。风速超过风速超过2-3m/s，逆温就不易性形成。，逆温就不易性形成。3/8/202361.概念概念n指气层的稳定度，即大气中某一高度上的气块指气层的稳定度，即大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度。在垂直方向上相对稳定的程度。n受密度层结和温度层结共同作用受密度层结和温度层结共同作用二、大气稳定度二、大气稳定度Atmosphere stability3/8/202372.大气分类大气分类n干绝热递减率（干绝热递减率（d）:干空气和未饱和的湿空气在垂干空气和未饱和的湿空气在垂直上升时，每升高直上升时，每升高100m，其自身温度降低值。，其自身温度降低值。n研究大气垂直递减率用于判断气块稳定情况，气体垂研究大气垂直递减率用于判断气块稳定情况，气体垂直混合情况，考察污染物扩散情况。直混合情况，考察污染物扩散情况。若若d，表明气团是不稳定的，有利于扩散，表明气团是不稳定的，有利于扩散;若若=d，表明气团处于平衡状态。，表明气团处于平衡状态。3/8/202383/8/202391.风和大气湍流的影响风和大气湍流的影响wind and turbulence 污染物在大气中的扩散取决于三个因素：风、湍流污染物在大气中的扩散取决于三个因素：风、湍流和浓度梯度。其中，风和湍流起主导作用。和浓度梯度。其中，风和湍流起主导作用。三、影响大气污染物迁移的因素三、影响大气污染物迁移的因素Factors Influencing the transfer of environmental pollutants3/8/202310n摩擦层摩擦层 具有乱流特征的气层，也称乱流混合层具有乱流特征的气层，也称乱流混合层。底部与地面接触，顶以上的气层为自由大气底部与地面接触，顶以上的气层为自由大气。厚度厚度 1000到到1500 米之间，污染物主要在该层扩散米之间，污染物主要在该层扩散。乱乱流流n动力乱流，也称为湍流，起因于有规律水平运动力乱流，也称为湍流，起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生；动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生；n热力乱流，对流，起因于温度的不均一。热力乱流，对流，起因于温度的不均一。3/8/2023112.天气形势和地理地势的影响天气形势和地理地势的影响 (1)天气天气形势形势:指大范围气压分布的状况，局部地指大范围气压分布的状况，局部地区的气象条件总是受到天气形势的影响。不利的天区的气象条件总是受到天气形势的影响。不利的天气形势和地形特征结合在一起常常可使某一地区的气形势和地形特征结合在一起常常可使某一地区的污染程度大大加重。污染程度大大加重。3/8/202312 （2）地理形势）地理形势:不同地形地面之间的物理性质差不同地形地面之间的物理性质差异引起热状况在水平方向上分布不均匀。这种热异引起热状况在水平方向上分布不均匀。这种热力差异在弱的天气系统条件下就有可能产生局地力差异在弱的天气系统条件下就有可能产生局地环流环流:海陆风、城郊风和山谷风。海陆风、城郊风和山谷风。3/8/202313白天：海风，夜晚：陆风白天：海风，夜晚：陆风对污染扩散的影响：对污染扩散的影响：白白天天海海风风吹吹向向陆陆地地，海海风风处处于于下下层层，温温度度较较低低，易易于于形形成逆温。成逆温。夜夜间间陆陆风风吹吹向向海海洋洋，陆陆风风处处于于下下层层，温温度度和和海海洋洋差差别别不不大，不易形成逆温大，不易形成逆温易易造造成成污污染染物物往往返返，海海陆陆风风转转换换期期间间，原原随随陆陆风风吹吹向向海海洋洋的的污污染染物物又又会会被被吹吹会会陆陆地地。循循环环作作用用，如如果果污污染染源源处处于于海海路路风风交交界界处处，并并处处于于局局地地环环流流，则则污污染染物物很很难难扩扩散散出出去去，并不断累积达到很高的浓度。并不断累积达到很高的浓度。海陆风 3/8/202314城郊风城郊风主要动力是城市热岛效应造成的主要动力是城市热岛效应造成的城城市市空空气气从从上上层层流流向向郊郊区区，郊郊区区温温度度较较低低的的空空气气从从下下部部流流向向城城市市，形形成成城城市市和和郊郊区区间的大气局地环流。间的大气局地环流。使使得得污污染染物物在在城城区区很很难难扩扩散散出出去去，形形成成城城市烟幕，导致市区大气污染加剧。市烟幕，导致市区大气污染加剧。山谷风白天：山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底补充山坡白天：山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底补充山坡谷风谷风夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底山风山风处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染事件都发生在山区，处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染事件都发生在山区，马斯河谷烟雾事件。如今人们认识到这一常识，山区成为旅游胜地，而不马斯河谷烟雾事件。如今人们认识到这一常识，山区成为旅游胜地，而不再是建造工业企业的胜地。再是建造工业企业的胜地。3/8/202315