答: 一、气象因子影响 影响污染物扩散的气象因子主要是大气稳定度和风。 1.大气稳定度 大气稳定度随着气温层结的分布而变化,是直接影响大气污染物扩散的极重要因素。大气越不稳定,污染物的扩散速率就越快;反之,则越慢。当近地面的大气处于不稳定状态时,由于上部气温低而密度大,下部气温高而密度小,两者之间形成的密度差导致空气在竖直方向产生强烈的对流,使得烟流迅速扩散。大气处于逆温层结的稳定状态时,将抑制空气的上下扩散,使得排向大气的各种污染物质因此而在局部地区大量聚积。当污染物的浓度增大到一定程度并在局部地区停留足够长的时间,就可能造成大气污染。 烟流在不同气温层结及稳定度状态的大气中运动,具有不同的扩散型态。图516为烟流在五种不同条件下,形成的典型烟云。 (1)波浪型。这种烟型发生在不稳定大气中,即g>0,g>gd。大气湍流强烈,烟流呈上下左右剧烈翻卷的波浪状向下风向输送,多出现在阳光较强的晴朗白天。污染物随着大气运动向各个方向迅速扩散,地面落地浓度较高,最大浓度点距排放源较近,大气污染物浓度随着远离排放源而迅速降低,对排放源附近的居民有害。 (2)锥型。大气处于中性或弱稳定状态,即g>0,g<gd。烟流扩散能力弱于波浪型,离开排放源一定距离后,烟流沿基本保持水平的轴线呈圆锥形扩散,多出现阴天多云的白天和强风的夜间。大气污染物输送距离较远,落地浓度也比波浪型低。 (3)带型。这种烟型出现在逆温层结的稳定大气中,即g<0,g<gd。大气几乎无湍流发生,烟流在竖直方向上扩散速度很小,其厚度在漂移方向上基本不变,像一条长直的带子,而呈扇形在水平方向缓慢扩散,也称为扇型,多出现于弱风晴朗的夜晚和早晨。由于逆温层的存在,污染物不易扩散稀释,但输送较远。若排放源较低,污染物在近地面处的浓度较高,遇到高大障碍物阻挡时,会在该区域聚积以致造成污染。如果排放源很高时,近距离的地面上不易形成污染。 (4)爬升型。爬升型为大气某一高度的上部处于不稳定状态,即g>0,g>gd,而下部为稳定状态,即g<0,g<gd时出现的烟流扩散型态。如果排放源位于这一高度,则烟流呈下侧边界清晰平直,向上方湍流扩散形成一屋脊状,故又称为屋脊型。这种烟云多出现于地面附近有辐射逆温日落前后,而高空受冷空气影响仍保持递减层结。由于污染物只向上方扩散而不向下扩散,因而地面污染物的浓度小。 (5)熏烟型。与爬升型相反,熏烟型为大气某一高度的上部处于稳定状态,即g<0,g<gd,而下部为稳定状态,即g>0,g>gd时出现的烟流运动型态。若排放源在这一高度附近,上部的逆温层好像一个盖子,使烟流的向上扩散受到抑制,而下部的湍流扩散比较强烈,也称为漫烟型烟云。这种烟云多出现在日出之后,近地层大气辐射逆温消失的短时间内,此时地面的逆温已自下而上逐渐被破坏,而一定高度之上仍保持逆温。这种烟流迅速扩散到地面,在接近排放源附近区域的污染物浓度很高,地面污染最严重。 上述典型烟云可以简单地判断大气稳定度的状态和分析大气污染的趋势。但影响烟流形成的因素很多,实际中的烟流往往更复杂。 2.风 进入大气的污染物的漂移方向主要受风向的影响,依靠风的输送作用顺风而下在下风向地区稀释。因此污染物排放源的上风向地区基本不会形成大气污染,而下风向区域的污染程度就比较严重。 风速是决定大气污染物稀释程度的重要因素之一。由高斯扩散模式的表达式可以看出,风速和大气稀释扩散能力之间存在着直接对应关系,当其它条件相同时,下风向上的任一点污染物浓度与风速成反比关系。风速愈高,扩散稀释能力愈强,则大气中污染物的浓度也就愈低,对排放源附近区域造成的污染程度就比较轻。污染物浓度与地面风速u的关系曲线如图5-17所示,该图是某城市11月份和12月份SO2浓度的观测数据。显然,随着风速的提高,SO2浓度值降低,但变化趋势有所不同。当u>(2~3)m/s时,SO2浓度值随着风速的增加迅速减小,而u<(2~3)m/s后,SO2浓度值基本不变,表明此时的风速对污染物的扩散稀释影响甚微。 二、地理环境状况的影响 影响污染物在大气中扩散的地理环境包括地形状况和地面物体。 1.地形状况 陆地和海洋,以及陆地上广阔的平地和高低起伏的山地及丘陵都可能对污染物的扩散稀释产生不同的影响。 局部地区由于地形的热力作用,会改变近地面气温的分布规律,从而形成前述的地方风,最终影响到污染物的输送与扩散。 海陆风会形成的局部区域的环流,抑制了大气污染物向远处的扩散。例如,白天,海岸附近的污染物从高空向海洋扩散出去,可能会随着海风的环流回到内地,这样去而复返的循环使该地区的污染物迟迟不能扩散,造成空气污染加重。此外,在日出和日落后,当海风与陆风交替时大气处于相对稳定甚至逆温状态,不利于污染物的扩散。还有,大陆盛行的季风与海陆风交汇,两者相遇处的污染物浓度也较高,如我国东南沿海夏季风夜间与陆风相遇。有时,大陆上气温较高的风与气温较低的海风相遇时,会形成锋面逆温。 山谷风也会形成的局部区域的封闭性环流,不利于大气污染物的扩散。当夜间出现山风时,由于冷空气下沉谷底,而高空容易滞留由山谷中部上升的暖空气,因此时常出现使污染物难以扩散稀释的逆温层。若山谷有大气污染物卷入山谷风形成的环流中,则会长时间滞留在山谷中难以扩散。 如果在山谷内或上风峡谷口建有排放大气污染物的工厂,则峡谷风不利于污染物的扩散,并且污染物随峡谷风流动,从而造成峡谷下游地区的污染。 当烟流越过横挡于烟流途径的山坡时,在其迎风面上会发生下沉现象,使附近区域污染物浓度增高而形成污染,如背靠山地的城市和乡村。烟流越过山坡后,又会在背风面产生旋转涡流,使得高空烟流污染物在漩涡作用下重新回到地面,可能使背风面地区遭到较严重点污染。 2.地面物体 城市是人口密集和工业集中的地区。由于人类的活动和工业生产中大量消耗燃料,使城市成为一大热源。此外,城市建筑物的材料多为热容量较高的砖石水泥,白天吸收较多的热量,夜间因建筑群体拥挤而不宜冷却,成为一巨大的蓄热体。因此,城市与周围郊区的气温比周围郊区气温高,年平均气温一般高于乡村1~1.5℃,冬季可高出6~8℃。由于城市气温高,热气流不断上升,乡村低层冷空气向市区侵入,从而形成封闭的城乡环流。这种现象与夏日海洋中的孤岛上空形成海风环流一样,所以称之为城市“热岛效应”。 城市热岛效应的形成与盛行风和城乡间的温差有关。夜晚城乡温差比白天大,热岛效应在无风时最为明显,从乡村吹来的风速可达2m/s。虽然热岛效应加强了大气的湍流,有助于污染物在排放源附近的扩散。但是这种热力效应构成的局部大气环流,一方面使得城市排放的大气污染物会随着乡村风流返回城市;另一方面,城市周围工业区的大气污染物也会被环流卷吸而涌向市区,这样,市区的污染物浓度反而高于工业区,并久久不宜散去。 城市内街道和建筑物的吸热和放热的不均匀性,还会在群体空间形成类似山谷风的小型环流或涡流。这些热力环流使得不同方位街道的扩散能力受到影响,尤其对汽车尾气污染物扩散的影响最为突出。如建筑物与在其之间的东西走向街道,白天屋顶吸热强而街道受热弱,屋顶上方的热空气上升,街道上空的冷空气下降,构成谷风式环流。晚上屋顶冷却速度比街面快,使得街道内的热空气上升而屋顶上空的冷空气下沉,反向形成山风式环流。由于建筑物一般为锐边形状,环流在靠近建筑物处还会生成涡流。当污染物被环流卷吸后就不利于向高空的扩散。 排放源附近的高大密集的建筑物对烟流的扩散有明显影响。地面上的建筑物除了阻碍了气流运动而使风速减小,有时还会引起局部环流,这些都不利于烟流的扩散。例如,当烟流掠过高大建筑物时,建筑物的背面会出现气流下沉现象,并在接近地面处形成返回气流,从而产生涡流。结果,建筑物背风侧的烟流很容易卷入涡流之中,使靠近建筑物背风侧的污染物浓度增大,明显高于迎风侧。如果建筑物高于排放源,这种情况将更加严重。通常,当排放源的高度超过附近建筑物高度2.5倍或5倍以上时,建筑物背面的涡流才不对烟流的扩散产生影响。 三、污染物特征的影响 实际上,大气污染物在扩散过程中,除了在湍流及平流输送的主要作用下被稀释外,对于不同性质的污染物,还存在沉降、化合分解、净化等质量转化和转移作用。虽然这些作用对中、小尺度的扩散为次要因素,但对较大粒子沉降的影响仍须考虑,而对较大区域进行环境评价时净化作用的影响不能忽略。大气及下垫面的净化作用主要有干沉积、湿沉积和放射性衰变等。 干沉积包括颗粒物的重力沉降与下垫面的清除作用。显然,粒子的直径和密度越大,其沉降速度越快,大气中的颗粒物浓度衰减也越快,但粒子的最大落地浓度靠近排放源。所以,一般在在计算颗粒污染物扩散时应考虑直径大于l0μm的颗粒物的重力沉降速度。当粒径小于l0μm的大气污染物及其尘埃扩散时,碰到下垫面的地面、水面、植物与建筑物等,会因碰撞、吸附、静电吸引或动物呼吸等作用而被逐渐从烟流中清除出来,也能降低大气中污染物浓度。但是,这种清除速度很慢,在计算短时扩散时可不考虑。 湿沉积包括大气中的水汽凝结物(云或雾)与降水(雨或雪)对污染物的净化作用。放射性衰变是指大气中含有的放射物质可能产生的衰变现象。这些大气的自净化作可能减少某种污染物的浓度,但也可能增加新的污染物。由于问题的复杂性,目前尚未掌握它们对污染物浓度变化的规律性。
职业培训
答: 影响扩散快慢的因素是什么?无论固体、液体还是气体中的扩散运动,都和温度有关系,温度越高,分子运动越激烈,扩散也就越快。
文学
答: 一、气象因子影响 影响污染物扩散的气象因子主要是大气稳定度和风。 1.大气...
答: 可溶性,溶质在溶剂中的溶解相对速度,环境温度,是否有搅拌等因素。有效成分扩散的推动力为分子...
物理学
答: 白斑首先会出现在体表的一些暴露部位,如面部、颈部,而且经常产生摩擦的部位也非常容易出现白癜...
皮肤科
答: 具体如下:①抗菌药的分子量大小:分子量越小,抗菌药越容易在琼脂中扩散,敏感菌株形成的抑菌圈...
人体常识
答: 1.定义:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相...
基金