《大气污染控制》全册配套完整课件.ppt（584页）

1、大气污染控制全册配套大气污染控制全册配套完整课件完整课件大气污染控制工程大气污染控制工程课程教学介绍课程教学介绍课堂教学课堂教学环节环节3/48实践教学实践教学 1/32实验教学实验教学 1/32课程设计课程设计 2/80课堂教学课堂教学：基础理论与核心知识；：基础理论与核心知识；实验教学实验教学：理论知识与实验技能；：理论知识与实验技能；实践教学实践教学：强化工程的感性认识；：强化工程的感性认识；课程设计课程设计：工程能力巩固与提高。：工程能力巩固与提高。教材教材选用国内经典教材：选用国内经典教材： 郝吉明，马广大,王书肖主编大气污染控制工程（第三版），北京：高等教育出版社2010.英文辅助

2、参考教材：英文辅助参考教材： Noel de Nevers. Air Pollution Control Engineering (second edition), 清华大学出版社 & Mcgraw-Hill.2000 Robert M. Bethea, Air Pollution Control Technology, Van Nostrand Reinhold Company.其它相关教材 美国化学学会 （美国土木工程协会) , Bioresource Technology 学习资源推荐学习资源推荐大气污染大气污染 气水固Earth气候气候酸雨酸雨灰霾灰霾松花江事件松花江事件太湖蓝藻太湖蓝

3、藻电子垃圾电子垃圾垃圾焚烧垃圾焚烧大大 气气 污污 染染 历历 史史热电厂热电厂燃煤型污染燃煤型污染工业源和交通源的混合型污染工业源和交通源的混合型污染集中供热点集中供热点 源源 排排 放放生生 活活 低低 矮矮 源源 排排 放放焚烧落叶人人 类类 生生 产产 活活 动动 的的 排排 放放某街道机动车尾气污染机动车尾气污染南非开普敦自自 然然 过过 程程沙尘暴沙尘暴恶性大气污染事件恶性大气污染事件（1）马斯河谷事件马斯河谷事件：1930年年12月月1日日5日，比利时马斯日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积

4、聚。尘，在近地大气层中积聚。3天后，开始有人发病；一天后，开始有人发病；一周内，周内，60多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致，当时大气中的二氧化硫浓度高达致，当时大气中的二氧化硫浓度高达25100mg/m3。（现国家标准小时平均（现国家标准小时平均0.7mg/m3) （2 2）多诺拉事件：）多诺拉事件：1948年年10月月26日日31日，日，美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部分地区持续美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部分地区持续有雾，全镇有雾，全镇43% %的

5、人口（的人口（59115911人）相继发病，人）相继发病，17人人死亡。这次事件是由二氧化硫与金属元素、金属化死亡。这次事件是由二氧化硫与金属元素、金属化合物相互作用所致，当时大气中二氧化硫浓度高达合物相互作用所致，当时大气中二氧化硫浓度高达(0.52.0)ppm，并发现有尘粒。，并发现有尘粒。 （3 3）伦敦烟雾事件：）伦敦烟雾事件： 19521952年年1212月月5 58 8日，伦敦天气异常，这时的风速不超日，伦敦天气异常，这时的风速不超过每小时过每小时3 3公里。气温也在下降，形成逆温层，相对湿公里。气温也在下降，形成逆温层，相对湿度达到度达到82%82%。在这种无风、逆温和浓雾的气候

6、条件下，。在这种无风、逆温和浓雾的气候条件下，污染物蓄积伦敦上空，使伦敦的空气充满了难闻的煤烟污染物蓄积伦敦上空，使伦敦的空气充满了难闻的煤烟味。味。 大气中尘粒高达大气中尘粒高达4.46mg/m4.46mg/m3 3，是平时的，是平时的1010倍，二氧倍，二氧化硫高达化硫高达3.8mg/m3.8mg/m3 3，是平时的，是平时的6 6倍。倍。4 4天中对于往常死亡天中对于往常死亡人数人数40004000多人。多人。据统计，伦敦地区在烟雾期间共有据统计，伦敦地区在烟雾期间共有47034703人死亡。除烟雾期间人死亡。除烟雾期间外，在后来的两个月中还有外，在后来的两个月中还有80008000多人

7、相继病死，尸体解剖分多人相继病死，尸体解剖分析，大都存在因烟雾引起的呼吸道刺激症状。幸存者中有成析，大都存在因烟雾引起的呼吸道刺激症状。幸存者中有成千上万人患上支气管炎，冠心病、肺结核、心脏病、肺千上万人患上支气管炎，冠心病、肺结核、心脏病、肺 炎、肺癌、流感等各种疾病。炎、肺癌、流感等各种疾病。（4 4）洛杉矾光化学烟雾事件：）洛杉矾光化学烟雾事件：1936年在洛杉矶开采出石油后，年在洛杉矶开采出石油后，刺激了当地汽车业的发展。由于汽车汽化率低，每天有大量刺激了当地汽车业的发展。由于汽车汽化率低，每天有大量碳氢化合物排人大气中，受太阳光的作用，形成了浅蓝色的碳氢化合物排人大气中，受太阳光的作

8、用，形成了浅蓝色的光化学烟雾，使这座本来风景优美、气候温和的滨海城市，光化学烟雾，使这座本来风景优美、气候温和的滨海城市，成为成为“美国的雾城美国的雾城”。这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发。这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发眼病、喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增高。同时，眼病、喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增高。同时，又使远在百里之外的柑桔减产，松树枯萎。又使远在百里之外的柑桔减产，松树枯萎。洛杉矶光化学烟雾事件 5 5）四日事件：）四日事件： 据报道，四日市工业粉尘和二氧化硫的据报道，四日市工业粉尘和二氧化硫的排放量每年达排放量每年达1313万吨。大气中二氧化硫浓度超过标准万吨。大气中

9、二氧化硫浓度超过标准5-65-6倍，烟雾层厚达倍，烟雾层厚达500500米，其中飘浮着多种有害气体和金属粉米，其中飘浮着多种有害气体和金属粉尘。尘。 19611961年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大气污年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大气污染，居民长期吸入含有二氧化硫、铅等物质的混合气体，引染，居民长期吸入含有二氧化硫、铅等物质的混合气体，引发了哮喘病。发了哮喘病。 19641964年，四日市有连续年，四日市有连续3 3天烟雾不散，哮喘患者开始死天烟雾不散，哮喘患者开始死亡。到了亡。到了19671967年，一些患者因不堪忍受痛苦而自杀。年，一些患者因不堪忍受痛苦而自杀。19721972年

10、，确认为四日哮喘的患者达年，确认为四日哮喘的患者达817817人，死亡人，死亡1010多人。多人。（6）切尔诺贝利核电站事故（7）印度帕博尔毒气泄漏事件（8）重庆川东北）重庆川东北“12.23”井喷事件井喷事件 2003年12月23日22时，地处重庆市开县高桥镇的川东北气矿一矿井发生天然气“井喷”事件，大量硫化氢泄漏，使243条生命撒手人寰，万余群众中毒受害。被称作是新中国成立以来最严重的一起工业事故。事故直接原因是由于有关人员对井的特高出气量估计不足、违章操作以及未能及时发现溢流征兆并采取挽救措施，而造成有毒物质扩散，导致大量人员中毒伤亡。 重庆川东北“12.23”井喷事件（9）延边一氧化碳

11、中毒事件）延边一氧化碳中毒事件 2006年2月13日开始，吉林省延边朝鲜族自治州六个县（市）出现大范围一氧化碳中毒事件，人数达到277人，其中15人死亡。 据初步调查显示，事故的主要原因是由于2月13号开始，延边地区天气异常转暖，形成了230米厚的逆温层，气压偏低，风速不到一级，空气流通不畅，导致当地一些居住在平房区的居民，在烧煤炉取暖时，发生散发性一氧化碳中毒。 双达标：总量控制达标、排放达标双达标：总量控制达标、排放达标 新标准：排放标准、环境、车间空气质量标准新标准：排放标准、环境、车间空气质量标准 新要求新要求 火电厂大气污染物排放标准GB 132232011 陶瓷工业污染物排放标准G

12、B 254642010地方标准地方标准 广东省表面涂装（汽车制造业）挥发性有机化合物排放标准DB44/816-2010 家具制造行业挥发性有机化合物排放标准DB44/814-2010 印刷行业挥发性有机化合物排放标准DB44/817-2010 制鞋行业挥发性有机化合物排放标准DB44/816-2010 广东省水泥工业大气污染物排放标准2010 DB44818-2010水泥工业大气污染物排放标准课程重点课程重点 （1）大气污染物分类与特性，以及对应的污染控）大气污染物分类与特性，以及对应的污染控制技术，包括技术特点、工作过程、影响因素、设制技术，包括技术特点、工作过程、影响因素、设计参数选择、设

13、备等。计参数选择、设备等。 （2）气象与大气扩散，包括气象条件影响、各类）气象与大气扩散，包括气象条件影响、各类污染源的扩散规律、模型应用等。污染源的扩散规律、模型应用等。 （3）净化系统设计，包括气体收集、管道系统划）净化系统设计，包括气体收集、管道系统划分、设备选择、系统平衡与影响因素等。分、设备选择、系统平衡与影响因素等。 课程难点课程难点 （1）气体扩散模式：各类污染源高斯扩散模）气体扩散模式：各类污染源高斯扩散模式的理解与应用。式的理解与应用。 （环境影响评价原理） （2）气体净化理论：包括吸收、吸附和催化）气体净化理论：包括吸收、吸附和催化转化原理、计算过程等。（转化原理、计算过程

14、等。（环境工程原理环境工程原理） 专题讲解与讨论专题讲解与讨论 专题专题1 基础知识基础知识 标准及其作用 专题专题2 除尘除尘 PM2.5 专题专题3脱硫脱硫 标准严格后如何处理 ，源头减少排放即清洁生产 专题专题4 脱硝脱硝 专题专题5 VOC污染控制污染控制 专题专题6 汽车尾气汽车尾气 专题专题7 其它废气：其它废气：恶臭、含氟、沥青烟气、金属烟气 专题专题8 废气治理废气治理工程设计：工程设计：集气管道 污染控制技术与案例分析 电厂、水泥厂等烟气净化典型案例 室内空气污染、油烟治理、除雾、含氟含铅废气治室内空气污染、油烟治理、除雾、含氟含铅废气治理、含汞废气理、含汞废气工程设计专题工

15、程设计专题 每个学生跟随课程内容做除尘脱硫工程设计作业 1 污染物成分与危害-第1章 2 污染物浓度的计算-第2章、第4章 3 除尘装置的设计计算-第5、6章 4 吸收吸附催化转化装置的设计计算-第7章 烟气脱硫脱硝、VOC、汽车尾气污染控制装置设计计算-第8、9、10、11章 5 工艺比选及工艺流程确定 6 设备选型及清单-风机水泵风管水槽排放口 7 CAD图纸-流程图、结构图、土建施工图 8 施工计划 8 工程概算 9 售后服务谢谢！41大气污染控制工程第一章 绪论42 大气污染及其分类 大气污染物的影响 大气污染防治法规与标准体系 中国的大气污染综合防治 学习 要求 明确大气污染控制工程

16、的学习对象、内容和目的 了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及主要大气污染物的来源、性质和影响 了解大气污染控制方面的法规和标准体系 建立大气污染综合防治的概念建议学时数：3学时内容简介内容简介43一、大气污染及其分类一、大气污染及其分类1.1. 大气圈及大气组成大气圈及大气组成44452. 2. 大气污染的定义大气污染的定义vAir Pollution may be defined as any atmospheric condition in which substances are present at concentrations high enough above their n

17、ormal ambient levels to produce a measurable effect on man, animals, vegetation, or materials.vAir Pollution is the presence of undesirable materials in air, in quantities large enough to produce harmful effects. The undesirable materials may damage human health, vegetation, human property, or the g

18、lobal environment as well as create aesthetic insults in the form of brown or hazy air or unpleasant smells.v如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。 463. 3. 空气污染系统空气污染系统（Air Pollution Systems） 47 Emission sources Source control Atmosphere Receptors Receptors Humans Anim

19、als Plants MaterialsresponseAutomatic controlLegislative action Emission sourcesAtmosphere Receptors pollutantsmixed and chemical transformation48q 大气污染的研究内容大气污染的研究内容 vSources of air pollutantsvControl methodsvAtmospheric behavior of air pollutantsvEffects of air pollutantsvLegislative and regulator

20、y measures 494. 排放源:TransportationElectric power generationIndustrial processesIndustrial and domestic fuel burningRefuse burningEtc.50Sources of airborne pollution in Asia are many: power generation, industry, traffic, home cooking, and biomass burningSource: David Streets. Energy Use, Emissions, a

21、nd Air Pollution in Asia51Air Pollutant Emissions =Population(Economic activity per capita)(Pollutant emissions per unit of economic activity)525. 一次大气污染物:v Pollutants released directly into the atmosphere in their unmodified forms and in sufficient quantities to pose a health riskSources of Primary

22、 Air PollutantsPollutantSourcesCarbon monoxideIncomplete burning of fossil fuels, Tobacco smokeHydrocarbonsIncomplete burning of fossil fuels, Tobacco burningParticulatesChemicals, Burning fossil fuels, Farming operations, Industrial wastes, Building demolitionSulfur dioxideBurning fossil fuels, Sme

23、lting oreNitrogen compoundsBurning fossil fuels536. 光化学烟雾:vSecondary air pollutants are compounds that results from the interaction of various primary air pollutants.vPhotochemical smog is a mixture of pollutants resulting from the interaction of nitrogen oxides and hydrocarbons with ultraviolet lig

24、ht.vThe two most destructive components of photochemical smog are ozone(O3) and peroxyacetylnitrates(PAN，过氧乙酰硝酸酯) 54光化学烟雾形成过程 NO2（微量） NO2 + UV NO2 NO2 NO + O O + O2 O3 O3 + NO NO2 + O2 O3 O3 + HC 醛类及其它氧化物 醛类 复杂的有机化合物 刺激眼睛 NO 汽车排气 HC NO2 太阳 紫外光 紫外光 HC + O2 + NO2 + UV O3 + 甲醛 + PAN + 氧化产物 O3 PAN 甲醛、 丙

25、稀醛等 伤害植物 伤害植物 刺激眼睛 刺激眼睛 氧化产物 聚合与核长大 气溶胶 光雾 55光化学烟雾实例567. 酸沉降:vAcid Deposition is the accumulation of potential acid-forming particles on a surface.vAcids result from natural causes and from human activities.vThe acid-forming reactants are classified as wet or dry. 57Molecules from natural sources, p

26、ower plants, and internal combustion engines react to produce the chemicals that are the source of acid deposition58酸雨的危害水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡引起树木的大量不正常死亡严重腐蚀建筑物59中国酸雨的分布变化PH5.6 PH7.0 N/A Taiwan Acid rain distribution in 80s PH7.0 PH7.0 PH5.6 PH5.0 PH4.5 PH10%2502h接触，头疼，血液中接触，头疼，血液中COHb=40%5002h接触

27、，剧烈心痛，眼花，虚脱接触，剧烈心痛，眼花，虚脱3000 30min即死亡即死亡NO2对人体健康的影响对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响对人体健康的影响1 闻到臭味闻到臭味5 闻到强臭味闻到强臭味1015 10min眼、鼻受到刺激眼、鼻受到刺激50 1min内人呼吸困难内人呼吸困难80 3min感到胸痛、恶心感到胸痛、恶心100150 在在3060min内死亡内死亡250 很快死亡很快死亡臭氧对人体健康的影响臭氧对人体健康的影响注 ： 部 分 人群 接 触 臭 氧后 肺 功 能 下降Fig ure 1 . Individual Response to Ozone Exposur

28、e (after Kulle, et al, Am . Rev.)-50510152025300.10.150.20.25Ozone C oncentration (ppm)% Reduction in FEV1突发性严重大气污染事故突发性严重大气污染事故1952年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性2. 对植物的伤害 暴露时间，h 0.1 0.1 1.0 10 100 1000 NO2浓度，ppm NO2浓度，mg/m3 暴露时间，days 注 ： 二 氧 化氮 浓 度 和 暴露 时 间 与 植物 死 亡 、 叶器 官 损 伤 和新 陈 代 谢 或生 长 影 响 之

29、间的关系Source：Springer-Verlag and Prof. D. C. MacLean3. 对器物和材料的影响注 ： 平 均 二氧 化 硫 浓 度和 不 同 暴 露时 间 与 低 碳钢 的 腐 蚀 之间 的 关 系 （19631964年9月，在芝加 哥 的 七 个地 点 进 行 的实验）Source：Air and Waste Management Association4. 对大气能见度的影响v对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TSP）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫

30、酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子q 能见度与大气中颗粒物浓度的关系能见度与大气中颗粒物浓度的关系The most widely used equation for estimating visibility is the Koschmeider equation: where Lv is the visual range, the distance at which an average person can barely distinguish a dark object( such as a mountain o

31、r skyscraper ) against the sky. This equation is an approximation, based on an average set of atmospheric particles. ionconcentratParticalmgkmVL3/1200vUse the equation to estimate the visual range when the particulate concentration is equal to the annual average and to the maximum 24-hour NAAQS for

32、PM10.vIn the Grand Canyon and the surrounding area, on clear days, one can easily see mountains 100 miles away. What is the probable concentration of particles in the atmosphere when one can see that far?vIf the particle concentration in the atmosphere is increased by 1 ug/m3, what is the percentage

33、 decrease in the visual range if the initial visual range is 20km? If the initial visual range is 200km,what is the percentage decrease? 能见度与自然景观USEPA在1999年宣布，将在未来几十年内致力于提高国家公园和旷野地区的空气质量例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片 晴天雾天三、大气污染防治法规与标准体系三、大气污染防治法规与标准体系1. 中华人民共和国大气污染防治法v1987年9月5日由第六届全国人大常委会第22次会议通过，1988年6月1日起

34、执行v1995年8月29日，第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订v2000年对该法进行了再次修订1995年8月29日修改后的大气污染防治法，在控制大气污染，改善大气环境质量方面起到了积极的作用：v强化了酸雨和二氧化硫污染控制v推动了煤炭的清洁利用v加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐v开始停止生产和使用无铅汽油v法规实施后，一些地区依法强化环境管理，大气环境质量确实得到了改善 但未能有效地遏制大气环境质量的恶化： v大气污染形势仍然十分严峻，大多数城市还处于比较严重的污染程度；v缺少推动煤炭清洁利用的法律措施，燃煤污染仍然没有得到有效遏制；v大中城市机动车排气污染正在迅速增

35、加；v大多数城市扬尘污染突出；v大气污染物排放总量居高不下，缺少有效的法律措施；v现行法律的法律责任部分内容偏少，力度不够。 2. 大气环境质量标准体系1.GB30951996环境空气质量标准2.GB162971996大气污染物综合排放标准3.GWPB 31999锅炉大气污染物排放标准4.GB49151996水泥厂大气污染物排放标准5.GB90781996工业炉窑大气污染物排放标准6.GB161711996炼焦炉大气污染物排放标准7.GB132231996火电厂大气污染物排放标准8.GB1455493恶臭污染物排放标准9.GWPB 11999轻型汽车污染物排放标准 10.GB14761.293

36、车用汽油机排气污染物排放标准11.GB14761.593汽油车怠速污染物排放标准12.GB14761.693柴油车自由加速烟度排放标准13.GB14761.793汽车柴油机全负荷烟度排放标准14.GB1462193摩托车排气污染物排放标准15.GWPB 52000饮食业油烟排放标准16.GB546891锅炉烟尘测试方法17.GB1164289轻型汽车排气污染物测试方法18.GB/T1476293车用汽油机排气污染物试验方法19.GB/T1476393汽油车燃油蒸发污染物的测量收集法20.GB1134089汽车曲轴箱排放物测量方法21.GB/T384593汽油车排气污染物的测量怠速法22.GB/

37、T384693柴油车自由加速烟度的测量滤纸烟度法23.GB384783汽油柴油机全负荷烟度测量法24.GB/T546693摩托车排气污染物的测量 怠速法25.GB/T1462293摩托车排气污染物的测量 工况法3. 中华人民共和国国家标准 环境空气质量标准 Ambient air quality standard GB30951996 (代替GB309582)国家环境保护局1996-01-18批准1996-10-01实施v主题内容与适用范围本标准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。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。

38、 v 环境空气质量功能区的分类和标准分级环境空气质量功能区分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住区、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。 环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）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各项污染物的浓度限值注：适用于城市地区；适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；适用于农业和林业区。空气污染指数分级标准(试行)API空气质量状况对健康的影响050优可正常活动51100良可正常活动101150III1轻微污染长期接触, 易感人群出现症状151200II

39、I2轻度污染长期接触, 健康人群出现症状201250IV1中度污染一定时间接触后, 健康人群出现症状251300IV2中度重污染一定时间接触后,心脏病和肺病患者症状显著加剧300V重度污染健康人群明显强烈症状, 提前出现某些疾病IV空气质量级别IIIIII 2000年4月27日发布来源：北京市环境保护局主页（http:/）空气污染指数分级浓度限值jkjkjkjkjkjkkkIIII,1,1,)(计算公式：当第k种污染物浓度为 时，其分指数为1,jkkjk注：各变量含义参看教材空气污染指数 污染物浓度（mg/mN3） API PM10 （日均值） SO2 （日均值） NO2 （日均值） CO （

40、小时均值） O3 （小时均值） 50 0.050 0.050 0.080 5 0.120 100 0.150 0.150 0.120 10 0.200 200 0.350 0.800 0.280 60 0.400 300 0.420 1.600 0.565 90 0.800 400 0.500 2.100 0.750 120 1.000 500 0.600 2.620 0.940 150 1.200 四、中国的大气污染综合防治四、中国的大气污染综合防治1. 能源利用情况注 ： 中 国 正在 不 断 提 高能 源 使 用 的效 率 ， 但 还未 达 到 美 国的 水 平 （1980-1995年数

41、据）2. 主要污染物排放注：近年来GDP持续增长，主要污染物排放却有所下降来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报40506070809010011012013014019971998199920002001年份指数（1997100）GDP二氧化硫化学需氧量烟尘3. 控制大气污染的技术措施1)清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品2)可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源3)建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量4. 控制污染的经济政策1)必要的

42、环境保护投资环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.51，发达国家为12我国目前比例为0.70.8，希望能达到1.52)实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）第四章 大气污染物扩散模式1.湍流扩散的基本理论2.高斯扩散模式3.污染物浓度的估算方法4.特殊气象条件下的扩散模式5.城市及山区的扩散模式6.烟囱高度设计第一节 湍流扩散的基本理论 扩散的要素 风：平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子扩散快105106倍 湍流的基本概念 湍

43、流大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 起因与两种形式 热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度湍流扩散理论 主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系1.梯度输送理论 类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比2.湍流统计理论 泰勒图4-1，正态分布 萨顿实用模式 高斯模式 3.相似理论 第二节 高斯扩散模式 高斯模式的有关假定 坐标系 右手坐标，y为横风向，z为垂直向 四点假设 a污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布 b全部高度风速均匀稳定 c源强是连续均匀稳定的 d扩散中污染物是守恒的（不考虑转化） 高斯扩散模式 高斯扩散模式的坐标系

44、无界空间连续点源扩散模式 由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布 (1) 由统计理论给出方差的表达式 (2) .(3) 由假定d 源强积分式 （单位时间物料守恒） .(4)22( , , )( )eeaybzc x y zA x2200ddyy c yc y2200ddzz c zc zd d quc y z2222( , , )exp ()222yzyzqyzc x y zu u上式中： 平均风速； Q源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常： （）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示； （）连续点源以单位时间的释放量表示； （）连续线源以单

45、位时间单位长度的排放量表示； （）连续面源以单位时间单位面积的排放量表示。 y侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m； z竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；未知量浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b；式、组成一方程组，四个方程式有四个未知数，故方程式可解。 由查表或将式级数展开可得： 02320042222adyeyadyedyeayayay 代入式：aaay2124232 ，221ya； 同理得：221zb 将、代入中，得： yzzyzyzzyyzyzyuxAuxAzdeydeuxAdzedyexAudydzeexAuQzyzyzy2

46、222222222222222222222 其中： uQxAzy2 再将、代入式得 无界状况下，下风向任意位置的污染物浓度（g/m3） 2222,22exp2zyzyzyxzyuQC 高斯烟流的形态2222( , , )exp ()222yzyzqyzc x y zu 高斯烟流的浓度分布高架连续点源扩散模式 镜像全反射-像源法 实源： 像源：( , , ,)c x y z Hz( , , ,)c x y z Hz2222()( , , ,)exp ()222yyyzqyzHc x y z Hu 实源的贡献实源的贡献2222()( , , ,)exp ()222yyyzqyzHc x y z H

47、u 实源的贡献实源的贡献2222()( , , ,)exp ()222yzyzqyzHc x y z Hu 像源的贡献像源的贡献2222()( , , ,)exp ()222yzyzqyzHc x y z Hu 像源的贡献像源的贡献222222()()( , , ,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu 实际浓度实际浓度222222()()( , , ,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu 实际浓度实际浓度高架连续点源扩散模式2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面浓度模式：取地

48、面浓度模式：取z z0 0代入上式，得代入上式，得2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面浓度模式：取地面浓度模式：取z z0 0代入上式，得代入上式，得22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面轴线浓度模式：再取地面轴线浓度模式：再取y y=0=0代入上式代入上式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面轴线浓度模式：再取地面轴线浓度模式：再取y y=0=0代入上式代入上式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu yz上式，上式，x增大，则增大，则、 增大，第一项减小，第二增大，第一项减小，第二项增大，必然

49、在某项增大，必然在某x 处有最大值处有最大值地面最大浓度模式：地面最大浓度模式：考虑地面轴线浓度模式考虑地面轴线浓度模式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu yz上式，上式，x增大，则增大，则、 增大，第一项减小，第二增大，第一项减小，第二项增大，必然在某项增大，必然在某x 处有最大值处有最大值yz上式，上式，x增大，则增大，则、 增大，第一项减小，第二增大，第一项减小，第二项增大，必然在某项增大，必然在某x 处有最大值处有最大值地面最大浓度模式：地面最大浓度模式：考虑地面轴线浓度模式考虑地面轴线浓度模式高架连续点源扩散模式 yzconstd ( ,0,0,)0dzc xHma

50、x22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得yzconstd ( ,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得2222( , , ,0)exp ()22yzyzqyzc x y zu 地面源高斯模式（令地面源高斯模式（令H H0 0）：）：相当于无界源的相当于无界源的2 2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）倍（镜像垂直于地面，源强加倍）2222( , , ,0)exp ()22y