作业习题解答
第一章 概 论
1.1 解：
按1mol干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故nN2=0.781mol，nO2=0.209mol，nAr=0.00934mol，nCO2=0.00033mol。质量百分数为
N2%?Ar%?0.781?28.0128.97?10.00934?39.9428.97?1?100%?75.51%，O2%?0.209?32.0028.97?10.00033?44.0128.97?1?100%?23.08%；
?100%?0.05%。
?100%?1.29%，CO2%?
1.2 解：
由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：
SO2：0.15mg/m3，NO2：0.12mg/m3，CO：4.00mg/m3。按标准状态下1m3干空气计算，其摩尔数为
1?1022.43?44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为：
SO2：
0.15?10?364?44.6434.00?10?3?0.052ppm，NO2：
0.12?10?346?44.643?0.058ppm
CO：
28?44.643?3.20ppm。
1.3 解： 1）?（g/mN）?3
1.50?10?4?154?322.4?10?1.031g/mN
3 c（mol/mN）?3
1.50?1022.4?10?4?3?6.70?10?3mol/mN。
32）每天流经管道的CCl4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg
1.4 解：
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每小时沉积量200×（500×15×60×10）×0.12?g=10.8?g
1.5 解：
由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210
COHbO2Hb?Mp?pO2?210?2.2?1019.5?10?4?2?0.2369，
COHb饱和度?CO? 1.6 解： 含氧总量为2%：
96098%COHbCOHb?O2Hb?COHb/O2Hb1?COHb/O2Hb?0.23691?0.2369?19.15%
4800?20100?960mL。不同CO百分含量对应CO的量为：
96093%?4?2%?19.59mL，7%：?7%?72.26mL
?172.0min； ?125.4min。
1）最初CO水平为0%时 t?2）最初CO水平为2%时 t?72.264.2?10?1072.26?19.594.2?10?43?103
1.7 解：
由《大气污染控制工程》P18 （1－2），最大能见度为 Lv?2.6?pdpK??2.6?1400?1.42.2?0.2?11581.8m。
第二章 燃烧与大气污染
2.1 已知重油元素分析结果如下：C：85.5% H：11.3% O：2.0% N：0.2% S：1.0%，试计算：1）燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量； 2）干烟气中SO2的浓度和CO2的最大浓度；
3）当空气的过剩量为10%时，所需的空气量及产生的烟气量。
2.2 普通煤的元素分析如下：C65.7%；灰分18.1%；S1.7%；H3.2%；水分9.0%；O2.3%。（含N量不计）
1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）； 2）假定烟尘的排放因子为80%，计算烟气中灰分的浓度（以mg/m3表示）；
3）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%。当Ca/S为1.7（摩尔比）时，计算燃煤1t需加石灰石的量。
2.3 煤的元素分析结果如下S0.6%；H3.7%；C79.5%；N0.9%；O4.7%；灰分10.6%。在空气过剩20%条件下完全燃烧。计算烟气中SO2的浓度。
2.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2S0.2%；CO25%；O20.2%；CO28.5%；H213.0%；CH40.7%；N252.4%；空气含湿量为12g/m3N，??1.2，试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。
2.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10（体积分数），颗
3
粒物30.0g/m（在测定状态下），烟道气流流量在700mmHg和443K条件下为5663.37m3/min，水气含量8%（体积）。 试计算：1）过量空气百分比；2）SO2的排放浓度（?g/m3）；3）在标准状态下（1atm和273K），干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。
2.6 煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢50%；碳75.8%；氮1.5%；硫1.6%；氧7.4%；灰8.7%，燃烧条件为空气过量20%，空气的湿度为0.0116molH2O/mol干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
2.7 运用教材图2－7和上题的计算结果，估算煤烟气的酸露点。
2.8 燃料油的重量组成为：C86%，H14%。在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为：O21.5%；CO600×10－6（体积分数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。
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第三章 大气污染气象学
3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：?1.5?10，?10?30，?30?50，?1.5?30，?1.5?50，并判断各层大气稳定度。
高度 Z/m 气温 T/K 1.5 298 10 297.8 30 297.5 50 297.3
3.3 在气压为400 hPa处，气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600 hPa处，气块温度变为多少？
3.4 试用下列实测数据计算这一层大气的幂指数m值。 高度 Z/m 风速u/m.s－1
3.5 某市郊区地面10m高处的风速为2m/s，估算50m、100m、200m、300m、400m高度处在稳定度为B、D、F时的风速，并以高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。
3.6 一个在30m高度释放的探空气球，释放时记录的温度为11.0。C，气压为1023 hPa。释
10 3.0 20 3.5 30 3.9 40 4.2 50 4.5
放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。 测定位置 气温/。C 气压/hPa
3.7 用测得的地面气温和一定高度的气温数据，按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。 测定编号 高度/m 1 458 2 21.1 763 15.6 3 15.6 580 8.9 4 25.0 2000 5.0 5 30.0 500 20.0 6 25.0 700 28.0 地面温度/。C 21.1 相应温度/。C 26.7 2 9.8 1012 3 12.0 1000 4 14.0 988 5 15.0 969 6 13.0 909 7 13.0 878 8 12.6 850 9 1.6 725 10 0.8 700
3.8 确定题3.7中所给的每种条件下的位温梯度。
3.9 假如题3.7中各种高度处的气压相应为970、925、935、820、950、930 hPa，确定地面上的位温。
3.10 在某一地区地面气温为18。C，而该月正常最高地表温度为30。C，在700m高度处测得气温为1）15。C；2）20。C。试确定两种情况下的最大混合层厚度。
第四章 大气扩散浓度估算模式
4.1 污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H，污染源到峭壁的距离为L，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？
4.2 某发电厂烟囱高度120m，内径5m，排放速度13.5m/s，烟气温度为418K。大气温度288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s。试用霍兰德、布里格斯（x<=10Hs）、国家标准GB/T13201－91中的公式计算烟气抬升高度。
4.3 某污染源排出SO2量为80g/s，有效源高为60m，烟囱出口处平均风速为6m/s。在当时的气象条件下，正下风方向500m处的?SO2的地面浓度。
4.4 在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m、y=50m处SO2的地面浓度和地面最大浓度。
4.5 某一工业锅炉烟囱高30m，直径0.6m，烟气出口速度为20m/s，烟气温度为405K，大
y?35.3m,?z?18.1m，试求正下风方向500m处
气温度为293K，烟囱出口处风速4m/s，SO2排放量为10mg/s。试计算中性大气条件下SO2的地面最大浓度和出现的位置。
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4.6 地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.4×10g/m，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为B级。
4.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m，据估计有机物的总排放量为90g/s。当时风速为3m/s，风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离400m处，风吹3到15分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午4：00。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？
4.8 某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000m×1000m，其中一个单元的SO2排放量为10g/s，当时的风速为3m/s，风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。
4.9某烧结厂烧结机的SO2的排放量为180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m，地面平均风速为3m/s，混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为200m。试计算正下风方向2km和6km处SO2的地面浓度。
4.10 某硫酸厂尾气烟囱高50m，SO2排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为3m/s，夜间云量为3/10。当烟流全部发生熏烟现象时，确定下风方向12km处SO2的地面浓度。
4.11 某污染源SO2排放量为80g/s，烟气流量为265m3/s，烟气温度为418K，大气温度为293K。这一地区的SO2本底浓度为0.05mg/m3，设?z/?y?0.5，u10?3m/s，m=0.25，试按《环
境空气质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。
4.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38。
第五章 颗粒污染物控制技术基础
5.1 根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表），试确定：1）几何平均直径和几何标准差；2）绘制频率密度分布曲线。 粉尘粒径dp/?m 0～10 10～20 20～40 >40 质量频率g/% 36.9 19.1 18.0 26.0
5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲线。