第七章物理性污染与防治第四节光热污染及其防治-热污染及其防治(课件）《环境学基础》教学同步课件

第七章物理性污染与防治光热污染及其防治 热污染及其防治 第一节 概述 一、热环境 二、热污染 第2页/共99页 环境热学 环境物理学 分支 热环境 研究 影 响 人类活动 人体健康 影 响 热环境又称环境热特性， 是提供给人类生产、生 活及生命活动的生存空 间的温度环境。 自 然 环 境 城 市 环 境 建 筑 环 境 一、热环境 第3页/共99页 表 6-1 热环境的分类 名 称 热 源 特 征 自然 热环境 主要热源是太阳 热特性取决于环境接收太阳辐射的情况； 与环境中大气同地表间的热交换有关； 受气象条件的影响 人工 热环境 房屋、火炉、机械、化学等设施 人类为防御、缓和外界环境剧烈的热特性变化而创造的更适于生存的热环境； 人类的各种生产、生活和生命活动都是在人工热环境中进行的 第4页/共99页 定义：地球大气圈外层空间垂直于太阳光线束的单位面积上单位时间内接受的太阳辐射能量的大小 数值：约为8.15J。 太阳辐射通量（或称太阳常数）： 图6-1 太阳辐射通量分配状况图 第5页/共99页 表6-2 大气中主要物质吸收辐射能量的波长范围 物质种类 吸收能量的波长范围 / μm N2, O2, NO < 0.1 短波 距地100km, 对紫外线完全吸收 O2 < 0.24 短波 距地50～100km, 对紫外线部分吸收 O3 0.2～0.36 短波 在平流层中吸收绝大部分的紫外线 0.4～0.85 长波 8.3～10.6 长波 对来自地表辐射少量吸收 H2O 0.93～2.85 长波 4.5～80 长波 6～25km附近, 对来自地表辐射吸收能力较强 CO2 4.3附近 长波 12.9～17.1 长波 对来自地表的辐射完全吸收 第6页/共99页 热环境中的人为热量来源 电动机、发动机和各种大功率的电器机械装置在运转工程中，以副作用的形式向环境中释放的热能。 放热的化学反应过程，如化工厂的化学反应炉和核反应堆中的化学反应，太阳辐射能量实际就是化学反应氢核聚变产生的。 密集人群释放的辐射能量，一个成年人对外辐射的能量相当于146W的发热器所散发的能量。 ①设备散热 ②化学放热 ③人群辐射 第7页/共99页 二、热污染 工农业生产和人类生活中排放出的废热造成的环境热化，损害环境质量，影响人类生产、生活的一种增温效应。 （一）热污染的类型 （二）热污染的成因 第8页/共99页 （一）热污染的类型 水体 热污染 污染源 备 注 热电厂、核电站、钢铁厂 的循环冷却系统排放热水； 石油、化工、铸造、造纸 等工业排放含大量废热的 废水。 燃煤火电站热能利用率仅40%， 轻水堆核电站仅为31%～33%， 核电站冷却水耗量较火电站多 50%以上。 废热随冷却水或工业废水排入 地表水体，导致水温急剧升 高，对水生生物造成危害。 类型 大气 热污染 城市和工业大规模燃烧过程 产生废热，高温产品、炉渣 和化学反应产生的废热等。 目前关于大气热污染的研究 主要集中在城市热岛效应和 温室效应。 温室气体的排放抑制了废热 向地球大气层外扩散，更 加剧了大气的升温过程。 第9页/共99页 各行业冷却水排放量对照 图6-2 各行业冷却水排放量对照 第10页/共99页 （二）热污染的成因 环境热污染主要由人类活动造成，主要成因 向环境释放热量 改变地表形态 根据热力学原理，转化成有用功的能量最终也会转化成热，而传入大气。 能源未能有效利用，余热排入环境后直接引起环境温度升高； 改变大气层组成和结构 第11页/共99页 （二）热污染的成因 改变大气层组成和结构 CO2含量剧增 CO2是温室效应的主要贡献者。 颗粒物大量增加 对流层水蒸气增多 平流层臭氧减少 反射太阳辐射，吸收地表长波辐射 对环境温度的影响与颗粒物粒度、成分、 停留高度、云层和地表反射率等因素相关 白天吸收地面辐射，抑制热量向太空扩散； 夜晚向外辐射能量，使环境温度升高。 氟氯烃（CFCs）和含溴卤化烃哈龙（Halon） 是造成臭氧层破坏的主要原因。 第12页/共99页 （二）热污染的成因 改变地表形态 地表蒸发强度增强，反射率提高 降低植物吸收CO