大气污染控制工程概论.pptx

大气污染控制工程绪论; ;Ⅰ. 大气的构成;大气是指包围地球的空气总体，大气总质量约为5.32×105t，约占地球总质量的百分之一。 按照大气的垂直温度分布可以将将大气层区分为对流层，平流层，中间层和热层。 ;由于地球重力而被吸引在地表的气体层，高度越高，大气越少。 空气比水的弹性较弱，约在0~50℃的温度范围内遵循普通理想气体的法则。 空气的绝对湿度指空气的绝对水蒸气的量，即单位体积中含有的水蒸气的量，水蒸气的量一定的情况下，即使大气的温度变化，绝对湿度也不会变化。 大气圈包围在地球表面，主要有氮气和氧气构成。;对流层在纬度45°的情况下，平均高度为11~12Km，越向两极平均高度越低（赤道：16~17Km，中纬度：10~12Km，两极：6~8Km）。 云，雨等气象现象均在对流层种发生。 气象要素的水平分布随着纬度、海陆分布等地域变化而表现得有所差异，但竖直方向上的变化显著。 对流层下部1~2Km是大气边界层（行星边界层：Planetary boundary layer），由于大气边界层的上层不直接受到地表面影响被称为自由大气，即大气层的自由大气作为行星边界层的上层而不直接受到地表面的影响。 在行星边界层内由于受到地表面摩擦力的影响，距离地面越高风速更大且风力更强。 大气边界层受到地表面摩擦力的影响而气象要素发生日变化（Diurnal variation）的层。;对流层的高度冬季低、夏季高，低纬度比高纬度地区高。 在对流层里，随着高度的增加由于绝热膨胀（Adiabatic expansion）每升高1km约降低6.5℃，由于气温减率（Temperature Lapse Rate）而发生空气的竖直混合现象，即由于气层不安定而容易发生对流现象。 在大气层中虽然对流层最薄，但是大气质量的80%存在于对流层中。 在对流层的上部，被迁移到其他层的领域是对流层界面，在这个地区不随着高度变化而发生温度降低。 在对流层中随着高度升高而温度下降，但有时也会由于温度升高而发生逆温层（Inversion layer，大气逆转）的现象，逆温层能阻碍空气作上升运动，从而加剧空气污染。;对流层内干燥大气的成分及构成如下： -浓度非常固定的成分氧气（O2）、氮气(N2)、氩(Ar）等。 -地表附近，标准状态下干燥空气构成成分的体积浓度为N2>O2>Ar>CO2。 -NO2，NH3，CH4的浓度不容易发生变化。 -臭氧（O3）的平均浓度为0.04ppm（0.086mg/m3），但因不同地区的去染程度而日变化非常大。 -氩(Ar）属于浓度相对稳定的物质，平均浓度为0.934%。 -浓度不容易发生变化的物质的浓度大小顺序为氖（Ne）>氦（He）>氪（Kr）>氙（Xe）。;平流层的高度约11~50Km。在平流层中，由于臭氧吸收了太阳光线中的紫外线，所以大气的温度随着高度的增加而升高。平流层底部的大气密度较大，因此表现为较为稳定的状态，即不会发生大气对流的现象，能够抑制大气的上升和下降等竖直方向上的运动。 火山喷发产生的微细粉尘流入平流层内能够残留数千年，从而对气候产生影响。 紫外线辐射能通过平流层之后会缓慢地减弱，在平流层底部表现为最低温度。平流层界面(平流层顶）的温度比地表略低，平流层界面以上的中间层内大气的温度再次随着高度增加而降低。;臭氧层的高度分布约在地上20~25Km内，臭氧的最高浓度平均约10ppm(10,000ppb)。 臭氧的生成及分解反应维持自认状态下平流层内一定程度的臭氧量的平衡，比其他大气层产生高浓度的臭氧层。 地球上存在的平均臭氧量约为300Dobson左右，地理条件或者季节的变化，臭氧量的平均值增减50%（赤道200Dobson，两极400Dobson）。 290?以下（约0.3μm以下）的短波UV-C依赖于大气中的氧气和臭氧分子等气体成分能够吸收大部分的臭氧，因此几乎不会到达地表面。即臭氧主要吸收紫外线波长（200~290?）的太阳光，从而起到了保护对流层内生命体的作用。 在臭氧层中，臭氧的生成和分解持续发生，并维持着臭氧的浓度。 平流层内的臭氧层吸收大部分的紫外线后，到达对流层内的太阳光的波长在280?以上。即0.3μm以下的短波长被平流层内的臭氧层吸收了。 1Dobson表示将地球大气中臭氧的总量换算为在标准状态下（0℃，1atm）的厚度时为0.01㎜（10μm），即指有10μm厚度的臭氧铺在地表，每平方米约有2.69×1020个臭氧原子。;中间层的高度约50~90Km。在中间层内大气的温度随着高度增加而下降，分布着地球大气层中温度最低的区域，在中间层顶部达到约-90℃。 大气的状态不稳定而发生缓慢的对流现象，但由于在中间层内几乎不含有水蒸气而不会发生气象现象。 中间层