大气污染控制技术及在工业锅炉中的应用

在城市、山区，由于下垫面热力和动力效力不同，所表现出来的局地气象特征与平原地区不同，这些局地气象特征对污染物的扩散影响很大。

（一）城市下垫面对烟气扩散的影响

城市下垫面的特点是：城市人口密集、工业集中，能耗水平高；城市的覆盖物（如建筑、水泥路面等）热容大，白天吸收太阳辐射热，夜间放热缓慢；城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳，使地面有效辐射冷却效应减弱。由于上述原因，使城市净热量收入比周围乡村多，故平均气温比周围乡村高（特别在夜间），于是形成了城市热岛现象。据统计，城乡年平均温差一般在0.4～1.5℃，有时可达6～8℃，其差值与城市的大小、性质、当地气候条件及纬度有关。

由于城市温度比乡村高，气压比乡村低，所以可以形成一股从周围农村吹向城市的特殊气流，称为“热岛环流”，即“城市风”，如图3-4所示。夜间城乡温差最大，城市风最容易出现，这种风在市区汇合就会产生上升气流，周围郊区二次空气吹向城市中心进行补充，因此，若城市周围有产生污染物的工厂，就会使污染物在夜间向市中心输送，使市中心的污染物浓度反而高于郊区工业区，造成严重污染，特别是城市上空逆温存在时，会使污染加重。

（二）地形对大气污染物扩散的影响

地形对污染物扩散的影响主要是通过气流运动和气温的影响以改变烟气的运动和扩散。当烟气运行时，碰到高的丘陵和山地，在其附近会引起高浓度的污染。烟气越过不太高的丘陵，在北风面下滑，产生涡流，出现严重污染。

在山区，地形复杂，山前山后波面受热很不均匀，加上日照时间的变化，水平气温分布不均匀，这是造成局地热力环流形成坡风和山谷风的主要原因。(www.xing528.com)

晴朗的夜晚，由于地面辐射冷却得快，山沟两侧贴近山坡的、冷而重的大气顺坡下滑，形成下坡风，又称山风。下坡风向山谷汇集，形成一股速度较大、层次较厚的气流，流向谷地或平原。具有日照的白天形成上坡风和谷风。日出日落前后是山谷风的转换期，这时山风与谷风交替出现，时而山风，时而谷风，风向不稳定，风速很小。此时，山沟中污染源排出的污染物由于风向来回摆动，产生循环积累，造成高浓度污染。此外，山谷凹地由于地形阻塞，气流不畅，容易出现长时间的小风，甚至出现静风，夜间沿坡滑下的冷空气因无法扩散而聚集在谷底，形成厚而强的逆温层。在易于出现小风并伴随逆温的凹地处，往往会造成严重的大气污染。

（三）水陆交界区对大气污染物扩散的影响

水陆交界处，由于水面和陆面的热导率和热容不同，水面温度变化比陆面小，白天陆面增温快，陆上气温比海上高，暖而轻的空气上升，于是上层空气由大陆吹向海洋，下层空气则由海洋流向陆地，形成海风，并构成完整的热力环流，夜间产生与白天相反的气流，形成陆风，一般来说，海风比陆风强度大。

海陆风是一种局地热力环流。白天陆地上的污染物随气流上升后，在上层流向海洋，下沉后可能有部分被海风带回陆地。此外，夜间被陆风吹向海洋的污染物，白天也有可能部分被带回陆地，形成重复污染。

如果盛行风和海风方向相反，温度低的海风在下，陆地上暖气流在上，则两种气流的前沿形成倾斜的逆温顶盖。靠近岸边低矮的烟流受该逆温顶盖的控制，污染物不易扩散，可形成较高浓度的污染。海风前沿携带的污染物随复合气流上升，并被盛行风再吹向海洋。吹向海洋上空的污染物再扩散到下层，有部分污染物又会被海风吹向陆地。

必须注意到：建在海边排出污染物的工厂，必须考虑海陆风的影响，因为有可能出现在夜间随陆风吹到海面上的污染物，在白天又随海风吹回来，或者进入海陆风局地环流中，使污染物不能充分的扩散稀释而造成严重的污染。