一、基本概念
基本概念主要由十一个方面组成,其中主要包括环境保护对象、大气基本污染物、大气污染物分类、空气质量模型、推荐模型、非正常排放、短期浓度、长期浓度以及大气环境防护距离。
其中,我们着重要了解一下以下几个内容:1、大气污染源的分类;2、大气污染物分类;3、空气质量模型
1、大气污染源的分类
按预测模式的模拟形式分为点源、线源、面源、体源四种类别。
点源:通过某种装置集中排放的固定点状源,如烟囱、集气筒等;
线源:污染物呈线状排放或者由移动源构成线状排放的源,如城市道路的机动车排放源等;
面源:在一定区域范围内,以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源,如工艺过程中的无组织排放、储存堆、渣场等排放源;
体源:由源本身或附近建筑物的空气动力学作用使污染物呈一定体积向大气排放的源,如焦炉炉体、屋顶天窗等。
2、大气污染物分类
大气污染源排放的污染物按存在形态分为颗粒态污染物和气态污染物。按生成机理分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物:由人类或自然活动直接产生,由污染源直接排入环境的污染物。
二次污染物:排入环境中的一次污染物在物理、化学因素的作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应所形成的新污染物。
3、空气质量模型
指采用数值方法模拟大气中污染物的物理扩散和化学反应的数学模型,包括高斯扩散模型和区域光化学网格模型。
高斯扩散模型:也叫高斯烟团或烟流模型,简称高斯模型。采用非网格、简化的输送扩散算法,没有复杂化学机理,一般用于模拟一次污染物的输送与扩散,或通过简单的化学反应机理模拟二次污染物。
区域光化学网格模型:简称网格模型。采用包含复杂大气物理(平流、扩散、边界层、云、降水、干沉降等)和大气化学(气、液、气溶胶、非均相)算法以及网格化的输送化学转化模型,一般用于模拟城市和区域尺度的大气污染物输送与化学转化。
二、大气污染及其影响因素
大气污染主要由人的活动造成,大气污染物按其存在形态分为颗粒污染物和气态污染物,其中,粒径小于15µm的颗粒物污染物亦可划为气态污染物。
1、大气污染物的排放形式与条件
大气中有害物质的浓度越高,污染就越重,危害也就越大。根据污染源排放的时间特征,可划分为连续排放或间断排放,其中,连续排放又可划分稳定排放与不稳定排放;根据污染源排放的高度特征,可划分为有组织排放与无组织排放。(无组织排放是大气污染物不经过排气筒或者排气筒高度小于15m的无规则排放。)
按照排气筒附近的地形特征,可划分为简单地形和复杂地形。
简单地形:距污染源中心点5km内的地形高度(不含建筑物)低于排气筒高度。见图4-1
在此范围内地形高度不超过排气筒基底高度时,可认为地形高度为0m。
复杂地形:距污染源中心点5km内的地形高度(不含建筑物)等于或超过排气筒高度。
2、影响大气污染的主要因素
影响大气污染的主要因素有污染物的排放情况、大气的自净过程、污染物在大气中的转化情况以及气象条件等。
三、大气湍流扩散的基本理论
大气的极端无规则运动称为大气湍流,可以把大气湍流看成是由无数多个大小不同的湍涡(涡旋)构成的。每一个湍涡都有自己的运动速度和方向,一个大湍涡包含许多较小的湍涡,较小湍涡又包含很多更小的湍涡。
按照湍流形成的原因可分两种湍流。
热力湍流:由铅直方向气温分布的不均匀性产生的湍流,它的强度主要取决于大气稳定度;
机械湍流:由铅直方向风速分布的不均匀性及地面粗糙度产生的湍流,它的强度主要取决于风速梯度和地面粗糙度。
实际湍流是上述两种湍流的迭加。
湍流有极强的扩散能力,它比分子扩散快105-106倍。大气中污染物能被扩散,主要是湍流的贡献。与烟团尺度相仿的湍流,对烟团扩散能力最强,比烟团尺度大好多倍的大湍涡,对烟团起搬运作用,使烟流摆动,扩散作用不大;比烟团尺度小好多倍的小湍涡,对烟团的扩散能力较小。

