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目 录 1

第一章 空气污染问题的基础 1

1.1 空气污染系统 1

1.2 空气污染物 3

1.3 空气污染的大气研究方面 6

1.4 空气污染的影响 8

1.4.1 空气污染对大气性质的影响 8

1.4.3 空气污染对植物的影响 11

1.4.2 空气污染对原材料的影响 11

1.4.4 空气污染对人类健康的影响 12

1.5 空气质量标准与排放标准的比较 18

1.6 排放水平与空气质量模式 21

1.6.1 模式的类型 22

1.6.2 模式的时间分辨率 24

1.6.3 模式的空间分辨率 25

1.6.4 与环境空气质量标准有关的模式要求 25

1.7 减轻空气污染的系统分析 26

1.8 总结 32

第二章 空气污染物的起源与变化结果 33

2.1 含硫化合物 34

2.1.1 含硫化合物的起源和变化结果 34

2.1.2 城市硫化合物的浓度 39

2.2 一氧化碳 43

2.2.1 一氧化碳的起源和变化结果 43

2.2.2 城市一氧化碳的浓度 47

2.3 含氮化合物 47

2.3.1 含氮化合物的起源和变化结果 47

2.4.1 碳氢化合物的起源和变化结果 49

2.4 碳氢化合物 49

2.3.2 城市氮氧化合物的浓度 49

2.4.2 城市碳氢化合物浓度 53

2.5 颗粒物质 53

2.5.1 颗粒物质的起源 54

2.5.2 城市和本底颗粒物 58

2.6 总结 62

第三章 空气污染气象学 63

3.1 大气能量平衡 63

3.1.1 辐射 63

3.1.2 地球和大气的能量平衡 68

3.2 低层大气的温度 71

3.2.1 低层大气的温度和压力关系 71

3.2.2 上升（或下降）气块的温度变化 74

3.2.3 大气稳定度 75

3.3 风 79

3.4 空气污染和全球气候变迁 85

第四章 空气污染化学 89

4.1 大气的光化学反应 89

4.2.1 NO2,NO,O3的基本光化学链 93

4.2 城区大气中氮氧化物的反应 93

4.2.2 在NOx,H2O,CO和空气体系中的附加反应 98

4.3 城区大气中碳氢化合物的反应 100

4.3.1 污染空气中烃的氧化机制 101

4.3.2 大气中含氧碳氢化合物的氧化机制 106

4.3.3 自由基反应 107

4.4 光化学烟雾 109

4.4.1 关于光化学烟雾的定性动力学机制 112

4.4.2 光化学烟雾的消除 118

4.5.1 SO2的催化氧化 120

4.5 城市大气中硫氧化物的反应 120

4.5.2 SO2的光化学氧化 122

4.6 城市大气中的气溶胶过程 125

4.6.1 气溶胶源总览 125

4.6.2 影响气溶胶的动力学过程 128

4.7 气态空气污染物的测定方法 133

4.7.1 准确度和一级标准 133

4.7.2 精密度 134

4.7.3 采样程序 134

4.7.4 适于测定空气污染物的分析技术 135

第五章 微气象学 138

5.1 大气流体力学的基本方程 138

5.2 湍流 143

5.3 平均量的方程 144

5.4 湍流输送的混合长度模式 146

5.5 大气中风随高度的变化 149

5.5.1 绝热条件下近地面层中的平均风速 149

5.5.2 温度对近地面层的影响 151

5.5.3 在非绝热近地面层中风的廓线 157

5.5.4 行星边界层中的风速变化 160

5.6 空气污染研究中重要的气象观测 162

第六章 大气扩散 163

6.1 湍流扩散的一般描述 163

6.1.1 欧拉方法 163

6.1.2 拉格朗日方法 165

6.1.3 欧拉方法和拉格朗日方法的比较 167

6.2 湍流中各种成分的平均浓度的方程 168

6.2.1 欧拉方法 168

6.2.2 （6.14）式成立的条件（Lamb,1973） 169

6.2.3 拉格朗日方法 171

6.2.4 从基本的拉格朗日方程（6.10）推导〈c(x,t)〉微分方程 177

6.2.5 平均浓度微分方程欧拉观点和拉格朗日观点的比较 182

6.3 大气扩散方程的解 188

6.4 湍流扩散的统计理论 193

6.4.1 大气扩散的定性特点 193

6.4.2 相对于固定轴的单一质点的运动 196

6.4.3 两个质点的相对扩散 201

6.5 大气近地面层中扩散的相似理论 204

6.5.2 非绝热近地面层（Gifford,1962） 206

6.5.1 中性近地面层（Cermak,1963;Batchelor,1964） 206

6.6 大气扩散理论小结 207

6.7 排放标准－空气质量模式 216

6.7.1 惰性和线性反应污染物 217

6.7.2 活性污染物 220

6.7.3 模式的证实 221

第七章 燃烧过程和气体、颗粒污染物的形成 223

7.1 内燃机 223

7.1.1 内燃机的运行 223

7.1.3 蒸发排放 225

7.1.2 曲轴箱排放 225

7.1.4 废烃类的排放 226

7.1.5 尾气颗粒排放 234

7.2 燃烧过程中氮的氧化物的形成 235

7.2.1 由N2-O2混合物生成NO 236

7.2.2 内燃机中一氧化氮的生成 237

7.2.3 固定燃烧源中一氧化氮的生成 244

7.3 来自固定源的颗粒排放 246

7.4 硫的氧化物的固定源 248

第八章 空气污染控制原理 250

8.1 内燃机 251

8.1.1 美国的汽车排放标准 251

8.1.2 曲轴箱排放控制 253

8.1.3 蒸发排放控制 254

8.1.4 尾气的排放控制 254

8.1.5 能够符合1976年排放标准的一些系统 264

8.2 从废气流中除去气体污染物 265

8.2.1 用液体吸收气体 266

8.2.2 气体在固体上的吸附 274

8.2.3 从气体中去除SO2 279

8.2.4 从气体中去除NOx 280

8.3 来自固定源的气体污染物的附加控制技术 282

8.3.1 二氧化硫排放 282

8.3.2 氮的氧化物的排放 283

8.4 颗粒排放控制技术的原理 285

8.4.1 一个球体在通过一流体作稳定运动时所受的阻力 286

8.4.2 旋转流体中的颗粒运动 287

8.4.3 空气动力作用俘获颗粒 290

8.4.4 静电除尘 293

8.5.1 沉降室 297

8.5 控制颗粒排放的设备 297

8.5.2 旋风分离器 298

8.5.3 湿式除尘器 299

8.5.4 织物过滤器 302

8.5.5 静电除尘器 304

8.5.6 颗粒控制装置总效率的计算 304

8.5.7 颗粒排放控制技术概述 305

附录A 湍流的统计描述 306

A.1 定义 306

A.2 傅里叶变换 308

A.3 能谱 311

附录B 烟流抬升 314

B.1 静稳大气中的浮升烟流 315

B.1.1 因次分析（Batchelor,1954） 315

B.1.2 Morton,Taylor和Turner的方案（1956） 318

B.2 静稳大气中的受迫烟流 322

B.3 有风大气中的烟流抬升 322

B.4 烟流抬升公式和观测结果的比较 325

参考文献 329