郝吉明第三大氣污染控制工程完整答案整理全

1、大氣污染控制工程課后答案（第二版）主編：郝吉明 馬廣大 王書肖目錄第一章概論第二章燃燒與大氣污染第三章大氣污染氣象學(xué)第四章大氣擴散濃度估算模式第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)第六章除塵裝置第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)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?lián)]發(fā)性有機物污染控制第十一章城市機動車污染控制第一章概論1.1干結(jié)空氣中N2、02、Ar和CO氣體所占的質(zhì)量百分數(shù)是多少？解：按1mol干空氣計算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol , n°2=0.209mol，nA=0.00934mol，nc°=0.00033mol。質(zhì)量百分數(shù)為 矚慫

2、潤厲釤瘞睞櫪廡賴。N2%0.781 28.0128.97 1100% =75.51%02 % = 0.209 32.00 100% = 23.08%28.97 1Ar%0.00934 39.9428.97 1100% =1.29%CO2%0.00033 44.0128.97 1100% =0.05%1.2根據(jù)我國的環(huán)境空氣質(zhì)量標準的二級標準，求出SO、no、co三種污染物日平均濃度限值的體積分數(shù)。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。解：由我國環(huán)境空氣質(zhì)量標準二級標準查得三種污染物日平均濃度限值如下：SO2： 0.15mg/m3，NO2： 0.12mg/m3，CO: 4.00mg/m3。按標準狀態(tài)下1ni干空

3、氣計算，其摩爾數(shù)為1 10322.4=44.643mol。故三種污染物體積百分數(shù)分別為:殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。SQ:0.15 1064 44.643=0.052 ppmNQ:0.12 10”46 44.643=0.058 ppmCQ4.00 10”28 44.643二 3.20ppm1.3 cci4氣體與空氣混合成體積分數(shù)為1.50 X 104的混合氣體，在管道中流動的流量為10m ,/s，試確定:1) CCl4在混合氣體中的質(zhì)量濃度P (g/m3N)和摩爾濃度c (mol/m3N); 2 )每天流經(jīng)管道的CCL質(zhì)量是多少千克？釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。解: 1）（g/m3N）50 10 J541

4、.031g/mN22.4x103（mol/m n）1.50 10*22.4 1033=6.70 10 mol /mN。2)每天流經(jīng)管道的 CCl4質(zhì)量為 1.031 X 10X 3600X 24X 103kg=891kg1.4成人每次吸入的空氣量平均為500cm3，假若每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為 200二g/m3，試計算每小時沉積于肺泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。解：每小時沉積量 200X( 500X 15X 60X 106)X 0.12 乂 =10.8 乂1.5設(shè)人體肺中的氣體含 CQ為2.2 X 10 4,平均含氧量為19.5

5、%。如果這種濃度保持不變，求CQHI濃度最終將達到飽和水平的百分率。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。解：由大氣污染控制工程 P14 ( 1 - 1)，取M=210二 0.2369，COHb10 4°；Q2HbpO219.5 10CQHb飽和度?CQCOHb _ CQHb/Q2HbCQHb Q2Hb -1 CQHb/Q2Hb0.23691 0.2369= 19.15%1.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動的人的呼吸量為4.2L/min，受污染空氣中所含 CO的濃度為104。如果血液中CO水平最初為：1) 0% 2) 2%計算血液達到 7%勺CO飽 和度需

6、要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的CO全被血液吸收。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。4800 工 20解：含氧總量為960mL。不同co百分含量對應(yīng)co的量為：100960 cc/ lc .9602% x2%=19.59mL , 7% x7%=72.26mL98%93%1) 最初 co水平為 0%寸 t =3 =172.0min ；4.2 疋 10 漢 1072 26 19 592) 最初co水平為2%寸t4=125.4min4.2x10 x101.7粉塵密度1400kg/m3，平均粒徑1.4 Jm，在大氣中的濃度為 0.2mg/m3,對光的折射率為 2.2，計算大氣的最大能見度。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。解：由大

7、氣污染控制工程 P18 ( 1 - 2),最大能見度為Lv2.6佔K-2.6 1400 1.42.2 0.2=11581.8m。第二章燃燒與大氣污染2.1已知重油元素分析結(jié)果如下：C: 85.5% H : 11.3% O : 2.0% N : 0.2% S : 1.0%，試計算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。解:2 ）干煙氣中SQ的濃度和CO的最大濃度;3 ）當空氣的過剩量為10%寸，1kg燃油含：重量（g）855摩爾數(shù)（71.2510所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。g) 需氧數(shù)(g)71.25113- 2.50.312555.250.312527.625N

8、元素忽略。1）理論需氧量 設(shè)干空氣 Q:71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kgN2 體積比為 1 : 3.78，則理論空氣量99.1875 X 4.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 XHO22.51.25022.4/1000=10.62m I/kg重油?；[叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。煙氣組成為 CQ71.25mol , HO55.25+1.25=56.50mol , SQ0.1325mol , M3.78 X 99.1875=374.93mol。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/k

9、g 重油。即 502.99 X 22.4/1000=11.27 m ：/kg 重油 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2)干煙氣量為 502.99 - 56.50=446.49mol/kg 重油SO百分比濃度為0.3125100% =0.07%446.49'71 25空氣燃燒時CQ存在最大濃度100% =15.96%。446.493）過?？諝鉃?0%寸，所需空氣量為1.1 X 10.62=11.68m3Mkg重油， 產(chǎn)生煙氣量為 11.267+0.1 X 10.62=12.33 m 3N/kg 重油。2.2 普通煤的元素分析如下：C65.7%;灰分18.1%; S1.7%; H3.2%;水分9.0

10、%; Q2.3% （含N量不計）鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1）計算燃煤1kg所需要的理論空氣量和 SQ在煙氣中的濃度（以體積分數(shù)計） 2） 假定煙塵的排放因子為 80%計算煙氣中灰分的濃度（以 mg/m5表示）;3） 假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%當Ca/S為1.7 （摩爾比）時，計算燃煤 1tC65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010Q2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol水分9.01.644g/mol故煤的組成為CH.584 S.010 C0.013 ，mol/100g 煤 mol/mol% （質(zhì)量）燃料的摩爾質(zhì)量（包

11、括灰分和水分）為需加石灰石的量。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。 解：相對于碳元素作如下計算：碳碳衛(wèi)018.26g /molC。燃燒方程式為5.475CH 0.584S0.010Q0.013 + n(Q2 +3.78N2)t CQ0.292H20.010SQ2 +3.78nN2n=1+0.584/4+0.010 - 0.013/2=1.14951)理論空氣量 1.1495(13.78) io。 22.4 10 m3/kg =6.74m3/kg ；18.26SQ在濕煙氣中的濃度為100% =0.174%0.0101.64410.2920.0103.78 1.1495182)產(chǎn)生灰分的量為 18 1 X1

12、000 x80% =144.8g/kg100煙氣量(1+0.292+0.010+3.78 X 1.1495+1.644/18 ) X 1000/18.26 X 22.4 X 10- 3=6.826m3/kg 贓熱俁閫歲匱 閶鄴鎵騷。144 83灰分濃度為10mg/m=2.12 X 104mg/ni6.8261000 1.7% H403)需石灰石 一3200103.21kg/t 煤35%2.3 煤的元素分析結(jié)果如下 S0.6%; H3.7%; C79.5%; N0.9%; 04.7%灰分10.6%。在空氣過剩 20%條件下完全燃燒。計算煙氣中SQ的濃度。壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。解:按燃燒1kg煤計

13、算重量(g)摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875HQ52.8752.940設(shè)干空氣中N2: O2體積比為3.78 : 1 ,所需理論空氣量為 4.78 X( 66.25+7.78+0.1875 ) =354.76mol/kg 煤。理論煙氣量 CO2 66.25mol , SO2 0.1875mol , H2O 15.5625+2.94=18.50mol 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。3 78 疋 354 76 N 2 3.78 354.76 =280.54mol4.78總計 66.25+'8.50+0.18

14、75+280.54=365.48mol/kg 煤Q A oyc實際煙氣量 365.48+0.2 X 354.76=436.43mol/kg 煤，SQ濃度為，100% = 0.043%。436.432.4 某鍋爐燃用煤氣的成分如下：HS0.2%; CQ5% Q0.2%; CQ28.5% H13.0%; CH0.7%; N252.4%;空氣含濕量為12g/m3N,=1.2，試求實際需要的空氣量和燃燒時產(chǎn)生的實際煙氣量。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。解：取1mol煤氣計算HS 0.002mol耗氧量0.003molCQ 2 0.05mol0CQ 0.285mol0.143molH 2()mol0.063mo

15、lCH 40.007mol0.014mol共需 O 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol 。設(shè)干空氣中 N: 02體積比為 3.78 : 1，則理論干空氣量 為 0.223 X（ 3.78+1 ） =1.066mol。取=1.2，則實際干空氣 1.2 X 1.066mol=1.279mol。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤 韋轔糴?？諝夂瑵窳繛?2g/m3N，即含H00.67mol/ m 3n，14.94L/ m 3n。故HQ體積分數(shù)為1.493%。故實際空氣量為1.298mol。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。1 -1.493%煙氣量 SQ : 0.002mol , CQ: 0.285+0.

16、007+0.05=0.342mol, N : 0.223 X 3.78+0.524=1.367mol,H200.002+0.126+0.014+1.298 X 1.493%+0.004=0.201mol 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。故實際煙氣量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 X 1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CQ11%（體積），Q8% CQ2% SQ120X 106 （體積分數(shù)），顆粒物30.0g/m3 （在測定狀態(tài)下），煙道氣流流量在 700mmH和 443K條件下為5663.37m3/min，水氣含量8% （體積）。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。試計算：1

17、）過量空氣百分比；2） SQ的排放濃度（kg/m3 ）； 3）在標準狀態(tài)下（1atm和273K），干煙道體積；4 ）在標準狀態(tài)下顆粒物的濃度。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。解：1） N2%=1- 11%- 8%- 2%- 0.012%=78.99%由大氣污染控制工程 P46 （ 2- 11）空氣過剩100% =50.5%0.264 78.99 -（8 -0.5 2）2）在測定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為PMT1101325 22.4 443273 700 133.322=39.46L/mol取1m3煙氣進行計算，則sq1 20 x 10- 6m，排放濃度為120 10“39.46 10”3(1-8%) 6

18、4 =0.179g/m3。22.433）5663.37（1 -8%） =2957mN / min。39.464）30.0 3946 =52.85g/mN。22.42.6煤炭的元素分析按重量百分比表示，結(jié)果如下：氫5.0%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%; 灰8.7%，燃燒條件為空氣過量 20%空氣的濕度為0.0116molH2Q/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計算煙氣的組成。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。解:按1kg煤進行計算重量（g）摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C75863.1763.17H40.7520.37510.19S160.50.5H2Q83.254.6250需氧 6

19、3.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中N2: C2體積比為3.78 : 1,則干空氣量為 73.86 X 4.78 X 1.2=423.66mol，堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。含水 423.66 X 0.0116=4.91mol。煙氣中：CQ 63.17mol ; SQ 0.5mol ; HQ 4.91+4.625+20.375=29.91mol;識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。N: 73.86 X 3.78=279.19mol ;過剩干空氣 0.2 X 73.86 X 4.78=70.61mol。凍鈹鋨勞臘錯癇婦脛糴。實際煙氣量為 63.17+0.5+29.91+279.19+70.6 仁

20、443.38mol其中 CO 63.17 100% =14.25% ； SCO 0.5100% =0.11% ；443.38 '443.38'29.91279.19 0.79 70.61,H2O100% =6.74% ； N2100% = 75.55%443.38 443.38O 70.61 漢0.209 100% =3.33%。443.382.7運用教材圖2-7和上題的計算結(jié)果，估算煤煙氣的酸露點。解：SO含量為0.11%，估計約1/60的SO轉(zhuǎn)化為SQ，則SO含量1_5- 50 11% 工 =1 83x10 ，即 PH2SO4=1.83 X 10-5, lg P H2SO4

21、=-4.737。60查圖2-7得煤煙氣酸露點約為134攝氏度。2.8燃料油的重量組成為：C86% H14%在干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果(基于干煙氣)為：Q1.5%; C0600x 10-6 (體積分數(shù))。試計算燃燒過程的空氣過剩系數(shù)。解：以1kg油燃燒計算，恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。C 860g 71.67mol;H 140g 70mol ，耗氧 35mol。設(shè)生成CO x mol，耗氧0.5x mol ，則生成CO ( 71.67 x) mol，耗氧(71.67 x) mol。鯊腎鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫。煙氣中總氧量1,則含c 量1.5%x60010啟1 5%x6 0.5X (71.67 -X) 35

22、 =106.67 24.5X，干空氣中 N: Q體積比為 3.78 :600 10N2 3.78 X( 106.67+24.5X )根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。1.5%X600 10"71.67 3.78(106.6724.5x)二x600 10解得 x=0.306故CQ%71.67 -0.306 100% =13.99% ； 0.306600 10F6 100% -62%600 10 '由大氣污染控制工程P46 ( 2- 11)空氣過剩系數(shù)=11.5-0.5 0.06= 1.070.264 84.62 -(1.5 -0.5 0.06)第三章大氣污染氣象

23、學(xué)3.1 一登山運動員在山腳處測得氣壓為1000 hPa，登山到達某高度后又測得氣壓為500 hPa，試問登山運動員從山腳向上爬了多少米？閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述：將空氣視為理想氣體，即有r、， m “ 一m PMPV RT 可與為（2）MV RTdP將（2）式帶入（1），并整理，得到以下方程：網(wǎng)dZP RT假定在一定范圍內(nèi)溫度 T的變化很小，可以忽略。對上式進行積分得:In P = _-gMz C 即 InRTp(Z Zi )(3)假設(shè)山腳下的氣溫為10。C，帶入（3）式得:,5009.8 0.029lnZ10008.314 283得.

24、：Z = 5.7 km即登山運動員從山腳向上爬了約；5.7km。3.2在鐵塔上觀測的氣溫資料如下表所示，試計算各層大氣的氣溫直減率:1.5,0，10,0，303，高度Z/m1.5103050氣溫T/K298297.8297.5297.3篦.5 3，丫任。，并判斷各層大氣穩(wěn)定度。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩。解： 540 = 一 = 2.35K /100m > ?d，不穩(wěn)定Az 10 -1.5Y -10 ；0Y 一30 -50Y -1.5 ；0 一1.5,0二-29729Z=1.5K/100m d，不穩(wěn)定30 -10297.3 -297.5卄芻宀1.0K /100m d，不穩(wěn)疋 50 -30297

25、.5 一298 _,l、, ,cc 燈 十千呂宀1.75K/100m d，不穩(wěn)疋 30-1.5=-297.3298 =1.44K/100m d，不穩(wěn)定。50-1.53.3在氣壓為400 hPa處，氣塊溫度為230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為 600 hPa處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌?釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。3.4試用下列實測數(shù)據(jù)計算這一層大氣的冪指數(shù)m值。高度Z/m1020304050風(fēng)速 u/m.s3.03.53.94.24.50.288沁霧）叫258做Zu7解：由大氣污染控制工程P80（3-23）, U = u）m，取對數(shù)得lg= = mlg（）Ziu1Zi設(shè)g丄二y , lg（ 7 ） = X，由

26、實測數(shù)據(jù)得UiZiX0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進行直線擬合，取截距為 0，直線方程為：y=0.2442x故 m= 0.2442。3.5某市郊區(qū)地面10m高處的風(fēng)速為2m/s，估算50m 100m 200m 300m 400m高度處在穩(wěn)定度為 B、DF時的風(fēng)速，并以高度為縱坐標，風(fēng)速為橫坐標作岀風(fēng)速廓線圖。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。=2 (型嚴=2.35m/s10Z0.07 小f 2、0.07解:5 =u0( _)2 ()2.24m/s， u2 =u0( _)Zo10ZoU3噸）7 聲）。.07=2.47m/s，G 兀(N)

27、0.07Z0=2 (型)0.07 = 2.54 m/s10U5兀自0.07=2 (警)0.07乙10Z。=2.59m/ s。穩(wěn)定度D， m=0.15U：応（»15Z0=2(50)0.1510=2.55m/ s，U；疋）0.JZ02 (空)0.15 = 2.82m/s10U3/ Z3、0.15二 U°(-)Z0=2 (200)0.15 = 3.13m/s， u4 = uZ4)0.1510Z0=2 (300)0.1 3.33m/s10U5/ Z5、0.15二 Uo(f-)Z0=2 (迴)。15 = 3.48m/s。10穩(wěn)定度F，m=0.25U：応(fr25Z050 0 25 Z

28、2 0 25譏(押2.99，U2"R.-2 (型)025 = 3.56m/s10風(fēng)速廓線圖略。3.6 一個在30m高度釋放的探空氣球，釋放時記錄的溫度為11.0。C,氣壓為1023 hPa。釋放后陸續(xù)發(fā)回相應(yīng)的氣溫和氣壓記錄如下表所給。1）估算每一組數(shù)據(jù)發(fā)岀的高度；2 ）以高度為縱坐標，以氣溫為橫坐標，作岀氣溫廓線圖；3）判斷各層大氣的穩(wěn)定情況。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。測定位置2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700解：1)根據(jù)Air Pollution Con

29、trol Engineering可得高度與壓強的關(guān)系為dPP -gM dz嘰覲詿RT縲鐋囁偽純鉿錈。將 g=9.81m/s 2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)dP代入上式得dz = 29.21TP。當 t=11.0。C,氣壓為 1023 hPa ;當 t=9.8。C,氣壓為 1012 hPa ,故 P= (1023+1012) /2=1018Pa, T= (11.0+9.8 ) /2=10.4。C=283.4K, dP=1012-1023= 11Pa。熒紿譏鉦鏌觶 鷹緇機庫。U3Z3、0.25二 u°(z-)Z0=2 (200)0.25 . 4.23m/s , 8

30、=訂(勺)0.2510Z0=2 (竺嚴=4.68m/s10U5Z5 0.25+(-)Z0=2 (400)02510=5.03m/s-11因此 dz=_2921283.4m=89m , z=119mt1018同理可計算其他測定位置高度，結(jié)果列表如下：2)圖略3)1 211-9.8-89= 1.35K/100m，不穩(wěn)定;2A-59.8-12-9912 -1414 -15*4-5-163'：T5-615 -13-6-536-2.22K/100m ： 0，逆溫;=-1.98K/100m ： 0，逆溫;-0.61K /100m ： 0，逆溫;= 0.37K/100m :d，穩(wěn)定;測定位置2345

31、678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m119218319482101813071578287731583.7用測得的地面氣溫和一定高度的氣溫數(shù)據(jù)，按平均溫度梯度對大氣穩(wěn)定度進行分類。測定編號123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.715.68.95.020.028.090-：T6 713 -13厶Z6 J-2

32、90 一T7 £13 -12.6-Z7 _8-271匚 T8 _9LZ8 _9-1299匚T9o1.6 - 0.8= 0.15K/100m ： d，穩(wěn)定;'-Z9 J08 _96 27 _8=0.85K/100m ： d，穩(wěn)定;-281心8"00論d，穩(wěn)定。解：Gi= =1.22K /100m 0，故 - -Gi < 0，逆溫;竝 458G2G3G6763T3-580-訂4_ Z42000t520.0 -30.0込-500汀628.0 -25.0-700T2G4G5=-0.72K /100m，故 2 二-G 0.72K /100m ： d，穩(wěn)定;-1.16K/

33、100m，故 3 二-G3 =1.16K/100m d，不穩(wěn)定;-1K/100m，故 4 工G4 =1K/100md，不穩(wěn)定;-2K/100m，故 5 一 -G5 =2K/100m d，不穩(wěn)定;=0.43K /100m0，故 6 = -G6 : 0 逆溫。3.8解:確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯度。以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算：假設(shè)地面大氣壓強為1013hPa，則由習(xí)題 3.1推導(dǎo)得到的公式In旦=_gM（z2 - z1 ），代入已知數(shù)據(jù)（溫度P RTT取兩高度處的平均值）即鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。P29 8 漢 0 029|n = 458，由此解得 P2=961hPa。10138.314

34、297由大氣污染控制工程P72（ 3 15 ）可分別計算地面處位溫和給定高度處位溫：1000 0 288 1000 0 288-面 地面（忒）294."）2，1000 0 288 1000 0 288哥=（）0.288 = 299.7（）0.288 = 303.16K ,P1961293 _303故位溫梯度=2.18K /100m0458同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表如下:測定編號123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.715.68.95.020.028.0位溫梯度/K/1

35、00m2.220.27-0.17-0.02-1.021.423.9假如題3.7中各種高度處的氣壓相應(yīng)為970、925、935、820、950、930 hPa，確定地面上的位溫。紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。解:以第一組數(shù)據(jù)為例進行計算，由習(xí)題3.1推導(dǎo)得到的公式In旦=_刪（Z2 - Z1），設(shè)地面壓強為P RTP1，代入數(shù)據(jù)得到：ln 970 =9.8 X O.029辺458，解得P=1023hPa。因此穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。P8.314 297斑面二 T地面（譽）0.288 = 2941（般）0.288 = 292.2KP地面1023同理可計算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表如下:測定編號1234

36、56地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度/。C26.715.68.95.020.028.0地面壓強/hPa102310121002104010061007地面位溫/。C292.2293.1288.4294.7302.5297.4第四章 大氣擴散濃度估算模式4.1污染源的東側(cè)為峭壁，其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H,污染源到峭壁的距離為 L,峭壁對煙流擴散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時高架連續(xù)點源的擴散模式。當吹北風(fēng)時，這一模式又變成何種形式？濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。解：吹南風(fēng)時以風(fēng)向為x軸，y軸指向峭壁，原點為點源

37、在地面上的投影。若不存在峭壁，則有P'(x, y,乙H)=Q2expc著)exp-2 2霽exp"現(xiàn)存在峭壁，可考慮t為實源與虛源在所關(guān)心點貢獻之和。實源2 二 Uy 二-exp(z推)exp-屮exp-屮2- y2- z2- z虛源2exp2- u；廿 z(2L-y)22二2e如穿exp卜護因此Qexp(2 u；y2 2導(dǎo)expW +exp2 - u；y；z(2L-y)22二 yexp-2J®-22yexp(十)+ exp2 二2；y2I exp(z H)2匚；2-exp2(z H)刮北風(fēng)時，坐標系建立不變，則結(jié)果仍為上式。4.2某發(fā)電廠煙囪高度120m內(nèi)徑5m排

38、放速度13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K，大氣為中 性層結(jié)，源高處的平均風(fēng)速為 4m/s。試用霍蘭德、布里格斯（xv=1OHs）、國家標準GB/T13201 91中的公 式計算煙氣抬升高度。銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。解：霍蘭德公式H =巫(1.5 2.7Ts _Ta D)13.5 5(1.5 2.7 418 一288 5) = 96.16m。布里格斯公式2.79.6 10X-32.7418-2889.6 10"41813.5 52 =29521kW21000kW且xvhOHs。此時H =0.362QH/3x2/3iZ =0.362 295211/3 4x2/3 = 2.

39、80x2/3。按國家標準 GB/T132O1 - 91中公式計算，因 Q>=21OOkV, Ts- Ta>=13OK>35KHnoQHyU 丄=1.303 295211/3 12O2/3 4244.93m(發(fā)電廠位于城市近郊，取 n=1.3O3 , m=1/3 , n2=2/3 )4.3某污染源排出SQ量為8Og/s，有效源高為60m,煙囪出口處平均風(fēng)速為 6m/s。在當時的氣象條件下,正下風(fēng)方向5OOm處的y =35.3m,CTz =18.1m，試求正下風(fēng)方向5OOm處SQ的地面濃度。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。解：由大氣污染控制工程 P88( 4-9 )得802 2= FexP

40、(± 6 35.3 18.嚴(一需)"0273mg/m34.4解：陰天穩(wěn)定度等級為D級，利用大氣污染控制工程P95表4 4查得x=5OOm時二y = 35.3m,二=18.1m。將數(shù)據(jù)代入式4- 8得賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。：(5OO,5O,O,6O)二80二 6 35.3 18.1exp(5O22 35.32)exp(6O22 18.123)=O.O1Omg /m4.4在題4.3所給的條件下，當時的天氣是陰天，試計算下風(fēng)向x=5OOm y=5Om處SQ的地面濃度和地面最 大濃度。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。解：陰天穩(wěn)定度等級為 d級，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=500

41、m時d y = 35.3m® z = 18.1m。將數(shù)據(jù)代入式4 - 8得：(5OO,5O,O,6O)二80 :6 35.3 18.1exp(5O22 35.32)exp(6O22 18.123)=O.O1Omg/m4.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高 30m,直徑O.6m,煙氣出口速度為2Om/s，煙氣溫度為4O5K，大氣溫度為293K， 煙囪出口處風(fēng)速4m/s , SQ排放量為1Omg/s。試計算中性大氣條件下 SQ的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。解：由霍蘭德公式求得H = VsD(1.5 2.7TsTaD 20 0.6 (1.5 2.7 405 一 293 O.6) =

42、5.84m，煙囪有 uTs44O5效高度為 H =Hs ：H =305.84=35.84m。由大氣污染控制工程 P89 ( 4- 10)、(4 - 11)ma呂二時，二 z嚴84 = 25.34m。 兀 uH2ebyV2 乜 2取穩(wěn)定度為D級，由表4 4查得與之相應(yīng)的x=745.6m此時二y =50.1m。代入上式'max2 1025.3474 35.842e 50.13=0.231g/m4.6地面源正下風(fēng)方向一點上，測得 3分鐘平均濃度為3.4 X 103g/m3,試估計該點兩小時的平均濃度是多 少？假設(shè)大氣穩(wěn)定度為 B級。倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驚。解：由大氣污染控制工程P98 ( 4

43、31)2r胡r.0G(當 1h 2 : 100h , q=0.3 )P =二 U；y2；zexp(叮2厲z13.023.4 103.02= 1.12 10g/m34.7 一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長線源，其長為150m據(jù)估計有機物的總排放量為90g/s。當時風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線源。試確定線源中心的下風(fēng)距離400m處，風(fēng)吹3到15分鐘時有機物的濃度。假設(shè)當時是晴朗的秋天下午 4 : 00。試問正對該線源的一個端點的下風(fēng)濃度是多少？綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。解：有限長線源(x,0,0,H)二"L exp(-失)：吋 2兀 uj2 P12Ql1P2exp( )dP。首先判斷大氣穩(wěn)

44、定度，確定擴散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4: 00,太陽高度角3035。左右，屬于弱太陽輻射；查表4-3，當風(fēng)速等于3m/s時，穩(wěn)定度等級為C，則400m處二y = 43.3m,二z= 26.5m。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。其次判斷3分鐘時污染物是否到達受體點。因為測量時間小于0.5h，所以不必考慮采樣時間對擴散參數(shù)的影響。3分鐘時，污染物到達的距離 x = ut = 3 3 60 = 540m，400m，說明已經(jīng)到達受體點。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。2Qlp21P2 ”P12exp(p)dPH 2有限長線源 P(x,0,0, H ) = exp(-2)寸 2U2J距離線源下風(fēng)向 4m 處，P1

45、= 75/43.3=1.732P2=75/43.3=1.732Ql = 90 g/(m s)150= 0.6g/(m s)。代入上式得 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。(400,0,0,0)二2 0.61.7321X '2二 3 26.54 .732P23exp(- )dp=5.52mg/m。 2 2端點下風(fēng)向 P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得： (400,0,0,0)二2 0.62 二 3 26.53.4610 2, exp(P223)dp 二 3.0mg/m4.8某市在環(huán)境質(zhì)量評價中，劃分面源單元為1000mX 1000m,其中一個單元的SQ排放量為10g/s，當時的風(fēng)

46、速為3m/s，風(fēng)向為南風(fēng)。平均有效源高為15m試用虛擬點源的面源擴散模式計算這一單元北面的鄰近單元中心處SQ的地面濃度。櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。1000 15解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級，二232.56mcz06.98m。4.3 2.15當 x=1.0km , cr y = 99.1m,crz =61.4m。由大氣污染控制工程P106 (4 49)：(x,y,0,H)exp( yH 兀 u(<!y +byo)(<!z +zo)2 (byy0)z0 )10152二兀 x3x (99.1 +232.56)(61.4+6.98)(61.4 + 6.98)2 " 4.57 江 10 g/

47、m4.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機的SQ的排放量為 均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為 SQ的地面濃度。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m地面平3.5m/s。煙囪有效高度為 200m 試計算正下風(fēng)方向 2km和6km處-H 360 -200“ 74.42m = _2.152.15當x=2km時，xd<x<2xd，按x= x d和x=2xd時濃度值內(nèi)插計算。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為c級。二 DXd =1226.5mx= x d時，二 y =118.26m, ；z=74.42m，代入大氣污染控制工程P88 (4 9)得x= 2xd expCr)二u甘z

48、2二180exp(二 3.5 118.26 74.422 74.422200 2) =0.050mg/m3D時,二 y = 221.41m, ；z =139.10m，代入 P101 ( 436)得2f expL-yW 180=0.257mg/m3 ；£2 兀 uDby2y72 兀 通過內(nèi)插求解0.257 0.050 =0.05 1226.53(2000 -1226.5) =0.181mg/m當 x=6km>2xD 時,18030.120mg / m2二 3.5 360 474計算結(jié)果表明，在4.10某硫酸廠尾氣煙囪高 50m SO排放量為100g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為 煙流

49、全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時，確定下風(fēng)方向12km處SQ的地面濃度。Xd<=X<=2Xd范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。3m/s，夜間云量為 3/10。當峴揚爛滾澗輻灄興渙藺。由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級。查表4 4得x=12km處，二y= 4277m,；z = 87.4m。50 = 433.25m，hf = H 2；z8=50 2 87.4 = 224.8m1(12000,0,0,50)=J2兀 uhf<f100:1.365 10g/m3。,2二 3 224.8 433.254.11某污染源SQ排放量為80g/s，煙氣流量為265nVs，煙氣溫度為418K，大氣溫度為293K。這一地

50、區(qū)的SQ本底濃度為0.05mg/m3，設(shè)二z/；y =0.5，u10 =3m/S，m=0.25,試按環(huán)境空氣質(zhì)量標準解：按大氣污染控制工程 P91( 4 - 23)418Qh =0.35PaQv 巴 =0.35 1013 265 418 -293 二 2.810 104kW . 2100kWTs_ zh0 25= 1.687H0由 P80 (3-23)0云心3(詬)0.25按城市及近郊區(qū)條件，參考表4 2,取n=1.303，棟瀧。m=1/3 , m=2/3，代入 P91 (4 - 22)得則鯤愜韋瘓賈暉園H = n0QH1 H ：2 U = 1.303 28100 1/41.687Hs2/3H

51、s = 23.48H；/12環(huán)境空氣質(zhì)量標準的二級標準限值為0.06mg/m3 (年均)，代入P109 (4-62)Hs -2Q廣z.汨.二eu( " 0 - 5 ):- y2 80 10 0.50-25 _ AH.3.1422.718 1.687(Hs .：H) (0.06 -0.05) 10解得 Hs ：H =Hs 23.48H?12 _ 357.4m170m。于是Hs>=162m實際煙囪高度可取為煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即比>=1.5 X 1.687 X 1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應(yīng)在 2030m/s。取uv=20m/s，則有脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。4Quv： : 204