生物气溶胶物理特性与污染范围估计学位论文.doc

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1、第五章生物气溶胶的物理特性及污染范围估计目录1、气溶胶的基本概念与数学描述1.1、气溶胶的概念1.2、气溶胶的数学描述2、气溶胶物理特性简述2.1、单个气溶胶粒子的力学问题2.2、气溶胶粒子群的动力学问题3、气溶胶粒子在大气中的扩散3.1、扩散与气象条件的关系3.2、污染物浓度估算方法3.3、扩散参数估计3.4、高斯模式的几点改进3.5、微生物气溶胶的扩散4、沉积对污染物浓度的影响4.1、干沉积过程的影响4.2、降水清洗过程的影响5、其它大气扩散模式简介5.1、高斯模式及其变形模式5.2、统计模式5.3、大气扩散相似模式5.4、K模式Table

2、ofContents1.Basicconceptandmathematicaldescriptionofaerosol1.1Conceptofaerosol1.2Mathematicaldescriptionofaerosol2.Physicalcharactersofaerosol2.1Dynamicalcharactersofsingleparticle2.2Dynamicalcharactersofaerosol3.Diffusionofaerosol3.1Relationshipbetweenmeteorologicconditions

3、anddiffusion3.2Estimationmethodsofpollutantconcentration3.3Estimationofparameters3.4DevelopmentsofGaussModel3.5Diffusionofbioaerosol4Effectsofpollutantconcentrationdistributionbydeposition4.1Effectsofdry-deposition4.2Effectsofwet-deposition5Simplifiedcharacterofsomediffusion

4、models5.1GaussmodelandsomemodelsderivingfromGaussmodel5.2StatisticalModel5.3SimilartheoreticsModel5.4KModel第五章生物气溶胶的物理特性及污染范围估计撰写：孙振海生物气溶胶具有一般气溶胶的物理特性，但其污染过程极为复杂，大致经历生物气溶胶衰亡、水平输送、扩散稀释、干、湿沉积和再扬起等五个过程，有空气污染和表面污染两种污染形式，其污染过程与生物气溶胶的物理学及生物学特性、排放源的性质以及气象条件、地表特征、地形、植被等环境因子密切相关。虽然生物

5、气溶胶造成的污染过程很复杂，但其在大气中的扩散、沉积与输送规律和一般气溶胶粒子的扩散、沉积、输送规律基本相同，所不同的是生物气溶胶粒子除了考虑各种物理衰减作用外，还应该考虑存活与生物衰减过程，因此本章主要讲述一般气溶胶粒子的扩散、输送与沉积过程，同时考虑生物气溶胶本身的特点。第一节气溶胶的基本概念与数学描述1.1、气溶胶的概念：气溶胶是由连续相和离散相构成的二相分散系统，二相分散系统由于连续相与离散相的物理状态不同而以多种形式存在于自然界（见表5-1）。表5-1二相分散系统的类型连续相离散相气态液态固态气态混合气体气溶液气溶胶液态泡沫乳液溶液或

6、悬液固态海绵状物凝胶体合金十九世纪，首先对溶液和悬液以及乳液进行了详细的研究，这些研究的成果形成了近代胶体化学的基础。类比于悬液的情况，本世纪初开始进行气溶胶的研究。以空气为介质的气溶胶粒子大小范围在0.001~100μm之间，自然界大气气溶胶粒子大部分在0.01~10μm范围内，大于100μm的粒子在空气中只能停留很短时间而很快从气溶胶中分离出来。粒子呈悬浮状态的时间即气溶胶的稳定时间（或称寿命时间），因粒子大小不同而异，最短数秒，最长可达数年。小于1.0μm的粒子称作亚微米粒子，大于1.0μm而小于10μm的粒子称作微米粒子，微生物气溶胶粒

7、子通常属于微米粒子范围。需要特别在气溶胶（Aerosol）与蒸汽(Vapor)之间作出明显的定义区分：气溶胶中存在具有明显边界的粒子，穿过这些粒子边界，可以发生热量、动量、质量的传递，它是二相系统；蒸汽则是以分子为单位形成的单相系统，具有单一的气体相。由于蒸汽可通过凝结变成液滴，从而由单相系统转化为二相系统，同时气溶胶中的液滴可以通过蒸发（液→气），或者固体粒子通过升华（固→气）而转化为蒸汽，说明气溶胶是不稳定的，气溶胶的不稳定性决定了其研究的难度。1.2、气溶胶的数学描述：气溶胶粒子的几何特性，是决定其物理特性的重要因素，在单个气溶胶粒子的情

8、况下，对于液态粒子，由于液体的表面张力作用，液滴基本呈球形，可用其半径或直径来表示其尺度；但大多数固体粒子具有不规则的形状，此时，其尺度的表征比较困难