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粉塵對能見度的影響

信息來源: //settleri.cn　　時間:2018-04-20 11:08:17　

粉塵對能見(jian)度的影響

當光線通過含塵介(jie)質時，由于塵粒對光的吸(xi)收、散(san)射等作用，光強會減弱(ruo)，出現能(neng)見(jian)度降(jiang)低(di)的情(qing)況。在一些污染嚴重的城(cheng)市、工業地(di)區以(yi)及一些粉塵作業場所能明(ming)顯地(di)察覺到(dao)能見度的降低。

1.能見度

能(neng)見度即正常(chang)視力的(de)人(ren)在當時天氣(qi)條件下能(neng)夠識別目標物的(de)最大水平距離(li)，以目力測定用以判定大氣透明度(du)的(de)一(yi)個氣象要素。一(yi)般來說，能見度(du)取(qu)決于光(guang)的(de)傳(chuan)播和眼睛從視場背景中區別物(wu)體的能(neng)力。

光線通過含塵介質，光強減弱。初始光強為I。(cd)的光束(shu)經過距離:r (m)后，光強衰減(jian)為I，則：

I = I₀exp( —fxx) (1-1)

式中，^為消光系數，它(ta)是波長的函數，\

在一定(ding)(ding)距離外觀察一個孤立物體時，定(ding)(ding)義(yi)物體與背景間的對(dui)比度(du)為(wei)：

11 —12

式中，A為物(wu)體的(de)光(guang)強\ cd; J₂為背景光強，cd。

肉眼能辨別的(de)最小對比度為C_1Q，相(xiang)應的能見度為S。如果物體是(shi)理(li)想(xiang)黑體，則：

C₁₀ = —exp(—"S) (1-3)

或 S = ——ln( —C₁₀)

根據觀察，通常(chang)假設對(dui)比度(du)的閾(yu)值(zhi)C_lc)為一0.02,所(suo)以，

。 1 , ? 3. 912

S =——InO. 02 = (1-4)

" /i

大氣(qi)總(zong)(zong)消(xiao)光是氣(qi)溶膠散(san)(san)射、氣(qi)體(ti)分子(zi)散(san)(san)射和特(te)定波長下某(mou)些氣(qi)體(ti)吸收的總(zong)(zong)和。表1-6列出了(le)空(kong)氣(qi)分子的(de)散射系數6。

表(biao)1-6 0^DC、0. 1MPa下空氣的端(duan)利散射系數

A/ptm	b/m~^l	A//nm	b/m-¹
0. 20	952. 4 X I。^-6	0. 55	12. 26X10^-6
0. 25	338. 2X10—⁶	0. 60	8. 604X10*⁶
0.30	152. 5X10-⁶	0, 65	6. 217X10^-6
0.35	79. 29X10^-6	0. 70	4. 605X1CT⁶
0. 40	45. 40X10^-6	0. 75	3. 484X10一⁶
0. 45	27. 89X10—⁶	0. 80	2. 684X10一⁶
0. 50	18. lOXl。-⁶

從(cong)表中可見，若(ruo)光波長為A =0. 5fxm時，空氣分(fen)子散射系數為(wei)18. 10X 10-⁶m-¹，如果不計及(ji)其(qi)他的消光因素可算出(chu)能見度約為220km。由此可(ke)知(zhi)，大(da)氣能見度(du)的(de)降(jiang)低，主要(yao)是氣溶膠的消光(guang)造成的。

含塵氣流對光強(qiang)的減弱還取決(jue)于濃度的大小。當質量濃度為0. 115g/m³時，含塵氣流是透明(ming)的，可(ke)通過90%的光線。隨著濃(nong)度(du)的增加，透明度(du)會大大減(jian)弱。

能見(jian)度可以根據下面經驗(yan)公式計算：^ AX10—³~~ (1-5)

式中，S為等效能(neng)見(jian)度，m; c為粒子質(zhi)量濃度(du)，kg/m³; A 為比例系數，kg/m²。

比例系數(shu)A的數值見表1-7。對主要由

0.1?l/^rn粒(li)(li)徑(jing)粒(li)(li)子引起的光散射，用散射系數6來(lai)代替(ti)消光系數M，則式S=3.912/" 成為S=3.912/6。上(shang)兩式(shi)和表1-7、圖1-3能直(zhi)接(jie)表明能見(jian)度(du)與氣溶膠質量濃度(du)之(zhi)間的關系。

表1-7能見(jian)度(du)與塵粒濃(nong)度(du)間的關系

質量濃度c丨(shu)(ng/m³)	散射系數6/m^_1	比例(li)系數A/(kg/m²)	能見(jian)度(du)S/km
10	0. 3X10一⁴	1. 2	120. 0
30	1.0X10-⁴	1.2	40. 0
75	2. 4X10—⁴	r i.2	16.0
100	3. 3X10—⁴	1. 2	12.0
300	10. 0X10—⁴	1.2	4. 0
1000	33. 0X10—⁴	1. 2	1. 2

2. 能見(jian)度對生(sheng)產、操(cao)作的影響

在作業場所如果(guo)不能清晰地看到周圍(wei)的事物，很容(rong)易(yi)在行(xing)動時發生失誤、造成事故。長時間地能見度降低還會使視(shi)力(li)疲勞，造成眼疾。

3. 大(da)氣(qi)的(de)吸(xi)收作用(yong)

除(chu)了由(you)予顆粒狀的(de)(de)空氣(qi)污染(ran)物造成的(de)(de)能見(jian)度下(xia)降(jiang)外，某些氣(qi)體物質，因其對輻射的(de)(de)吸收特(te)性，具(ju)有引起環境(jing)惡化的潛力(li)，在未來(lai)有可能被列為污(wu)染物。圖1-4為水蒸氣和(he)二氧化碳的吸收頻帶。0< 4?0. 75^111是可見光(guang)的波長范圍，而(er)1?lOO^m是紅外線的波長范圍。在正(zheng) 常的一晝夜周期中(zhong)，太(tai)陽輻射(she)(she)穿過(guo)透明的大氣(qi)層，被地球表面吸收，由于輻射(she)(she)出紅外線，變(bian) 熱的(de)地(di)球(qiu)表面就失去(qu)能量。當大氣(qi)中含二氧化(hua)碳和(he)水(shui)蒸氣(qi)的(de)濃(nong)度(du)低時，人射的(de)太陽能量與大地(di)輻射發(fa)出的能量(liang)大致相(xiang)等，因此，就形成地(di)球表面和低層(ceng)大氣(qi)的平(ping)衡溫度。隨著水(shui)蒸氣(qi)或(huo) 二氧化碳(tan)濃度的增加，大氣對紅外(wai)線的吸收(shou)也(ye)隨之增加，但短波輻射(she)的透射(she)率則(ze)不變(bian)。它(ta)使地球(qiu)表面和低大氣層的(de)平均(jun)溫度升(sheng)高，這是因為太陽輻射量在白(bai)夫將不變，而同時陸地輻射則將下降(jiang)。

還有人指出，隨(sui)著大氣中二氧化碳濃(nong)度的(de)增加(jia)，能促進某些植物的(de)生長。因為(wei)，植物從其生活圈的(de)大氣中吸收(shou)二氧(yang)化碳，所以，植物(wu)的(de)增(zeng)殖(zhi)能相應增(zeng)加(jia)對二氧(yang)化碳的(de)吸收(shou)，這(zhe)就會(hui) 在環境中建立起一(yi)種二氧(yang)化碳含量的新(xin)的靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)。因(yin)此，新(xin)的二氧(yang)化碳濃(nong)度(du)將不至于(yu)和目前的水平發生很大差(cha)別。

影響地球平均(jun)溫度(du)的(de)另(ling)一個因素是大(da)氣中顆粒(li)物(wu)所引(yin)(yin)起(qi)(qi)的(de)對太(tai)陽(yang)的(de)輻射(she)(she)吸收和反(fan)射(she)(she)。某些研(yan)究(jiu)結果認為(wei)，大(da)氣低(di)層的(de)平均(jun)溫度(du)在下(xia)降，其原因是到(dao)達地表的(de)太(tai)陽(yang)能受到(dao)顆粒(li)物(wu)的(de)吸收而減少(shao)。這也可以(yi)證明，空氣污(wu)染(ran)的(de)加(jia)劇(ju)不但(dan)不會引(yin)(yin)起(qi)(qi)大(da)氣溫度(du)的(de)上升，相反(fan)，它(ta)會引(yin)(yin)起(qi)(qi) 溫度(du)下(xia)降，甚至會加(jia)劇(ju)冰河時代。

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