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環境質量基本模型ppt課件(已修改)

2026-05-11 05:43 本頁面

　

【正文】污染物在環境介質中主要運動形式 (三種 ) 污染物在環境介質中的擴散作用 (三種 ) 環境質量基本模型 — 零維模型的推導不同的排污條件下，污染物濃度的求解本章主要掌握內容： 1. 基本概念 (1) 環境介質：能幫助傳遞物質和能量的物質，傳遞過程中物質與能量有可能有耗散。 (2) 運動：事物狀態的變化，如位置、速度、密度、形態、質量、溫度、帶電量及組成成分的變化。 (3) 污染物：對環境生態系統 (特別是人體健康 )有不良影響的物質和能量，即過量的有害物質，污染物的質量相對于介質質量是微量的。一 . 污染物在環境介質中的運動 ? 推流遷移運動 ? 分散運動 ? 污染物的衰減和轉化 2. 污染物在介質中各種運動重要 (1) 推流遷移運動：污染物遷移量 (質量通量 )： (物質的質量 /單位時間 *單位面積，單位如 g/m2s） y S L ux Q Δt x z uy 這段河道中的總水量 m3 圖推流遷移運動示意圖 X軸方向通量： fx=uxc Y軸方向通量： fy=uyc Z軸方向通量： fz=uzc 質量 uc c t L t S QC = D = D (2) 分散運動：物質濃度總從高處向低處擴散。污染物質在環境介質中的擴散作用包括分子擴散，湍流擴散和彌散三種。 a. 分子擴散：由分子隨機運動引起的質點分散現象，其速度與“熱”有關。分子擴散符合 Fick第一定律 (質量通量 )，分子擴散的質量通量與擴散物質的濃度梯度成正比。濃度梯度：在某個方向上的濃度變化率 x y z I1X I1Z I1Y * * Δx Δc= c2 c1 x c1 c2 分子擴散和濃度梯度示意圖因此，根據 Fick定律寫出： 1x m mCcI E Exx?D= ? ? ??DX上某點濃度梯度濃度梯度的負方向分子擴散系數 1zmCIEz?=??1ymCIEy?=??式中： I— 三個方向 x,y,z上的污染物擴散通量；單位：物質的質量 /(單位時間 *單位面積 ) Em— 分子擴散系數，各個方向同性且相同。 b. 湍流擴散：由于流體的湍流運動造成污染團內部質點的各種狀態的瞬時值相對于其時間平均值的隨機脈動而導致的分散現象。 * * 1C 2C12 ccc ?=DxD 湍流擴散和濃度梯度示意圖 2xxCIEx?=??2yyCIEy?=??2zzCIEz?=??根據 Fick第一定律： Ex, Ey, Ez為 x, y, z 三個方向的湍流擴散系數，一般 x, y 方向的擴散系數大于 z方向的擴散系數；為環境介質污染物的時間平均濃度。 c. 彌散擴散：由于介質宏觀運動 (流速 )分布不均勻造成流體形變引起的擴散。 c1 c2 1C2CxD 彌散擴散和濃度梯度示意圖為環境介質中污染物的時間平均濃度的空間平均值； D為 x,y,z三個方向上的彌散系數。其余符號意義同前。 C3xxCIDx?=??3yyCIDy?=??3zzCIDz?=??(3) 污染物的衰減和轉化進入環境中的污染物分為穩定和非穩定物質兩類。對于非穩定物質，由于生物或化學的作用，由一種物質變化為另一種物質，對原物質是衰減了，而對于新生物質而言則是增生了。衰減速度常數單位時間、單位體積內的物質增量（濃度變化速度）以上數學模型是一階一次常系數微分方程。描述的是某物質“濃度”變化速率，是該物質 “濃度”本身的常系數一次函數，又稱一級動力學模型。 dC kCdt =?當物質量為增生時：當物質量為衰減時： t c1 c2 * * t2 t1 2121ccdC cdt t t t?D?=D?21d C c d C0 k C ( c c )d t t d tD? ? ? = ?D12dC c dC0 k C ( c c )dt t dtD? ? ? = ? ?D綜合三種作用的圖像理解 E:無推流遷移僅有擴散 F:無推流遷移有擴散 +衰減 D:推流遷移 +衰減 C:推流遷移 +

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