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1、大气环境影响评价5/1/20221基础知识n n大气成分n n大气层的垂直分布n n主要气象要素n n大气边界层温度场n n大气边界层风场2大气成分n n地球周围聚集的一层很厚的大气分子大气圈n n大气圈上边界20003000kmn n80%以上的大气质量在55km以下n n与人类关系最直接的，对大气污染影响最大的是低层大气n n低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成3大气成分n n干洁空气：除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体，主要成分N2、O2、Ar、CO2等n n干洁空气成分中，N2、O2两种成分占99%n nCO2、O3所占比例很小，但对大气
2、温度和人类生活都有较大影响4大气成分n nCO2主要来源于燃料的燃烧、动植物的呼吸及有机物的腐败。n n它对太阳短波辐射吸收能力很弱，而对长波辐射吸收能力很强，同时还能发射长波辐射。这对地面和大气保持一定的温度，起着重要的作用。n n由于人类活动的影响，大气中CO2浓度增高，导致“温室效应”。5大气成分n n大气中的O3含量很小，而且随高度分布不均匀。n nO3能吸收波长短于m的紫外线部分，使平流层温度增加，影响大气的温度分布，同时还保护地面上的生物免受过量紫外线照射的危害。6大气成分n n水汽大气中的水蒸气来源于地面水分的蒸发，并借助大气中的水蒸气来源于地面水分的蒸发，并借助空气的垂直运动向
3、上输送，其含量随时间、地点空气的垂直运动向上输送，其含量随时间、地点和气象条件的不同有较大的变化，变化范围在和气象条件的不同有较大的变化，变化范围在04%04%。大气中的水分导致了云、雾、雨、雪、雹等复杂大气中的水分导致了云、雾、雨、雪、雹等复杂的天气现象。的天气现象。水汽能强烈吸收地面辐射，同时向周围空气和地水汽能强烈吸收地面辐射，同时向周围空气和地面发射长波辐射，水的相变化中又能吸收和放出面发射长波辐射，水的相变化中又能吸收和放出热量，对气温和地面温度都有一定的影响。热量，对气温和地面温度都有一定的影响。n n干洁空气和水蒸气的混合气体称为湿空气。7大气成分n n悬浮颗粒大气中的悬浮颗粒包
4、括固体杂质和液体杂质。大气中的悬浮颗粒包括固体杂质和液体杂质。固体杂质主要有燃烧烟尘、海水飞溅扬入大固体杂质主要有燃烧烟尘、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、风吹起的扬尘以及细气后而被蒸发的盐粒、风吹起的扬尘以及细菌、微生物、植物种子、花粉等，多集中于菌、微生物、植物种子、花粉等，多集中于大气的低层；大气的低层；液体杂质，如水滴等。液体杂质，如水滴等。8大气成分n n大气污染物质各种自然活动（如火山活动、森林火灾、有各种自然活动（如火山活动、森林火灾、有机体腐败、雷电等），以及人类活动（生产、机体腐败、雷电等），以及人类活动（生产、生活活动等）排入大气的污染物，如生活活动等）排入大气的污染物，
5、如SOSO2 2、NONOX X、H H2 2S S、NHNH3 3等。等。天然情况下，一般可达到动态平衡。天然情况下，一般可达到动态平衡。人类活动影响下，如排放的大气污染物超过人类活动影响下，如排放的大气污染物超过大气的自净能力，其在大气中的浓度和滞留大气的自净能力，其在大气中的浓度和滞留时间足以影响人体健康和动植物正常生长时，时间足以影响人体健康和动植物正常生长时，就造成了大气污染。就造成了大气污染。9大气层的垂直分布n n对流层：08-15km，温度梯度n n平流层：8-1555km；3050km逆温层n n中间层：5585kmn n暖层：85800kmn n散逸层：超过800km101
6、1气象要素对大气状态和物理现象给予定性或定量描述的物理量n n气温：离地面高处的百叶箱中观测到的空气温度。n n气压：大气作用在单位面积上的作用力。n n湿度：相对湿度、露点。1213气象要素n n风：风向、风速等。空气质点的水平运动风空气质点的垂直方向运动对流10m高处一定时间内的平均值正点前10min的平均风速、风向14151617气象要素n n云：云高、云量等（用于确定大气稳定度）。云：云高、云量等（用于确定大气稳定度）。n n能见度：反映大气的混浊程度。能见度：反映大气的混浊程度。n n降水量、蒸发量降水量、蒸发量n n日照时数日照时数n n太阳辐射太阳辐射n n地面辐射地面辐射n n
7、大气辐射等大气辐射等各种气象要素可以通过观测得到18大气边界层n n大气边界层（行星边界层）：受下垫面影响的大气边界层（行星边界层）：受下垫面影响的低层大气，厚度低层大气，厚度12km12kmn n近地层（摩擦边界层）：下垫面以上近地层（摩擦边界层）：下垫面以上100m100m左右左右的一层大气的一层大气n n过渡层：近地层过渡层：近地层大气边界层顶的一层，大部大气边界层顶的一层，大部分大气扩散发生在此层分大气扩散发生在此层 了解大气边界层中的温度场、风场及湍流特征，对了解大气边界层中的温度场、风场及湍流特征，对于研究大气扩散问题、进行大气环境影响评价具有于研究大气扩散问题、进行大气环境影响评
8、价具有重要意义。重要意义。19大气边界层的温度场n n干绝热温度递减率：d=n n温度层结正常：气温随高度增加而降低，温度梯度大正常：气温随高度增加而降低，温度梯度大于于 d d，有利于污染物质扩散；，有利于污染物质扩散；中性：气温随高度增加而降低，温度梯度等中性：气温随高度增加而降低，温度梯度等于于 d d；等温：气温不随高度而变化；等温：气温不随高度而变化；逆温：气温随高度增加而升高。逆温：气温随高度增加而升高。2021逆温n n具有逆温的大气层是强稳定的大气层。n n空气污染事故大多发生在有逆温层和静风条件下。n n按高度，可分为接地逆温和不接地逆温。n n按生成过程，可分为辐射逆温、下
9、沉逆温、湍流逆温、峰面逆温、平流逆温。22逆温n n辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温；n n下沉逆温：又称为压缩逆温，由气团下沉，顶部绝热增温比低部多形成；n n湍流逆温：由低层空气的湍流混合而形成的逆温；23逆温n n锋面逆温：多在对流层中，暖气流受地球旋转锋面逆温：多在对流层中，暖气流受地球旋转作用力而与相邻的低温气流相遇时，形成一冷作用力而与相邻的低温气流相遇时，形成一冷暖气流交界面，当暖气流在冷空气之上时且温暖气流交界面，当暖气流在冷空气之上时且温差较大时，即出现锋面逆温；差较大时，即出现锋面逆温；n n平流逆温：暖空气平流到冷地面，下层空气受平流逆温：暖空气平流到冷地面，下
10、层空气受地面影响大、降温多，上层空气降温少而形成地面影响大、降温多，上层空气降温少而形成的逆温。的逆温。 很多情况下，大气中出现的逆温是几种原因共同形很多情况下，大气中出现的逆温是几种原因共同形成成24大气边界层风场n n风的形成：水平运动风的形成：水平运动 水平气压梯度力水平气压梯度力 地球自转偏向力地球自转偏向力 惯性离心力惯性离心力 摩擦力摩擦力n n在大气边界层内，风速随高度增加而增大在大气边界层内，风速随高度增加而增大n n一般气象站观测到的是地面一般气象站观测到的是地面10m10m处的风速，需处的风速，需要知道烟囱出口及烟囱有效高度处的平均风速要知道烟囱出口及烟囱有效高度处的平均风
11、速25大气边界层风场n n风速廓线：风速随高度变化的曲线适合高度小于300m。不同稳定度下的p值稳定度稳定度A AB BC CD DE-FE-F城市城市0.100.100.150.150.200.200.250.250.300.30乡村乡村0.070.070.070.070.100.100.150.150.250.2526大气边界层风场n n地方性风场地方性风场 山谷风：发生在山区的山风与谷风的总称，是以山谷风：发生在山区的山风与谷风的总称，是以2424小时为周期的局地环流，由山坡和谷地受热不均匀小时为周期的局地环流，由山坡和谷地受热不均匀产生；产生； 海陆风：海风与陆风的总称，发生在海陆交界
12、地带，海陆风：海风与陆风的总称，发生在海陆交界地带，是以是以2424小时为周期的局地环流；小时为周期的局地环流； 城市热岛风：由城乡温度差引起的局地风。城市热岛风：由城乡温度差引起的局地风。 要引起注意，增加了大气环境影响评价的难度要引起注意，增加了大气环境影响评价的难度27第二节大气环境现状调查与评价5/1/202228一大气污染源调查与评价（一）大气污染源（一）大气污染源n n一个能够释放污染物到大气中的装置和活动（指排放大一个能够释放污染物到大气中的装置和活动（指排放大气污染物的设施或者排放大气污染物的建筑构造气污染物的设施或者排放大气污染物的建筑构造) )，称为，称为大气污染源（排放源
13、）。大气污染源（排放源）。n n凡不通过排气筒或通过凡不通过排气筒或通过15m15m高度以下排气筒的排放，均属高度以下排气筒的排放，均属无组织排放无组织排放。 污染物排放量估算污染物排放量估算 物料平衡法物料平衡法 排放系数法排放系数法29n n源强源强 污染源的排放能力污染源的排放能力n n连续源强以单位时间排放的物质量或者体连续源强以单位时间排放的物质量或者体积表示。积表示。t/at/a，kg/hkg/h，g/sg/sg/(ms)g/(ms)g/(mg/(m2 2 s)s)mm3 3/s/sn n瞬时源强以一次施放的污染物的总量表示瞬时源强以一次施放的污染物的总量表示的的(kg(kg、g
14、g等等) )n n大气污染源的分类大气污染源的分类大气污染源的分类大气污染源的分类30二污染因子筛选与调查对象筛选原则筛选原则n n首先选择等标排放量大的污染物首先选择等标排放量大的污染物首先选择等标排放量大的污染物首先选择等标排放量大的污染物n n选择特征污染物选择特征污染物选择特征污染物选择特征污染物n n已造成严重污染的物质已造成严重污染的物质已造成严重污染的物质已造成严重污染的物质调查对象调查对象n n工业污染源工业污染源工业污染源工业污染源n n民用污染源民用污染源民用污染源民用污染源一般可直接取近期的一般可直接取近期的“工业工业污染源调查资污染源调查资 料料”。对于重。对于重点污染
15、源，必要时应进行核点污染源，必要时应进行核实。实。民用污染源调查，主要污染民用污染源调查，主要污染因子可限二氧化硫、颗粒物因子可限二氧化硫、颗粒物二项二项31等标污染负荷等标污染负荷n n污染物的等标污染负荷污染物的等标污染负荷n n污染源污染源j j有有n n种污染物参与评价，则污染源种污染物参与评价，则污染源j j的等标污染的等标污染负荷负荷P Pi i为各污染物等标污染负荷为各污染物等标污染负荷P Pijij之和；之和；n n评价区有评价区有m m个污染源含第个污染源含第i i种污染物，则该污染物在评种污染物，则该污染物在评价区内的等标污染负荷价区内的等标污染负荷P Pi i为各污染源等
16、标污染负荷为各污染源等标污染负荷P Pijij之和；之和；32污染源评价n n区域的等标污染负荷P为该区域内所有污染源的等标污染负荷Pi之和；n n污染物i占工厂的等标污染负荷比Kij=Pij/Pjn n评价区污染物i的等标污染负荷比Ki=Pi/Pn n污染源j占区域的等标污染负荷比Kj=Pj/P33污染源评价n n主要污染物的确定将污染物等标污染负荷进行排列，从小到大将污染物等标污染负荷进行排列，从小到大计算累计百分比，确定主要污染物。计算累计百分比，确定主要污染物。n n主要污染源的确定将污染源等标污染负荷进行排列，计算累计将污染源等标污染负荷进行排列，计算累计百分比，确定主要污染源。百分比，确定主要污染源。34实例厂名厂名SOSO2 2(t/a)(t/a)NONOx x(t/a)(t/a)TSP(t/a)TSP(t/a)电厂电厂10490.510490.52600.22600.27236.57236.5冶炼厂冶炼厂586.3586.3186.2186.2653.2653.2水泥厂水泥厂325.2325.2208.6208.69065.59065.5造纸厂造纸厂545.6545.6
