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粉塵對能見(jiàn)度的影響

信息來(lái)源: http://ukoqa.cn　　時(shí)間:2018-04-20 11:08:17　

粉塵對能見(jiàn)度的影響

當光線(xiàn)通過(guò)含塵介質(zhì)時(shí)，由于塵粒對光的吸收、散射等作用，光強會(huì )減弱，出現能見(jiàn)度降低的情況。在一些污染嚴重的城市、工業(yè)地區以及一些粉塵作業(yè)場(chǎng)所能明顯地察覺(jué)到能見(jiàn) 度的降低。

1.能見(jiàn)度

能見(jiàn)度即正常視力的人在當時(shí)天氣條件下能夠識別目標物的最大水平距離，以目力測定用以判定大氣透明度的一個(gè)氣象要素。一般來(lái)說(shuō)，能見(jiàn)度取決于光的傳播和眼睛從視場(chǎng)背景中區別物體的能力。

光線(xiàn)通過(guò)含塵介質(zhì)，光強減弱。初始光強為I。(cd)的光束經(jīng)過(guò)距離:r (m)后，光強衰減為I，則：

I = I₀exp( —fxx) (1-1)

式中，^為消光系數，它是波長(cháng)的函數，\

在一定距離外觀(guān)察一個(gè)孤立物體時(shí)，定義物體與背景間的對比度為：

11 —12

式中，A為物體的光強\ cd; J₂為背景光強，cd。

肉眼能辨別的最小對比度為C_1Q，相應的能見(jiàn)度為S。如果物體是理想黑體，則：

C₁₀ = —exp(—"S) (1-3)

或 S = ——ln( —C₁₀)

根據觀(guān)察，通常假設對比度的閾值C_lc)為一0.02,所以，

。 1 , ? 3. 912

S =——InO. 02 = (1-4)

" /i

大氣總消光是氣溶膠散射、氣體分子散射和特定波長(cháng)下某些氣體吸收的總和。表1-6列出了空氣分子的散射系數6。

表1-6 0^DC、0. 1MPa下空氣的端利散射系數

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

從表中可見(jiàn)，若光波長(cháng)為A =0. 5fxm時(shí)，空氣分子散射系數為18. 10X 10-⁶m-¹，如果不計及其他的消光因素可算出能見(jiàn)度約為220km。由此可知，大氣能見(jiàn)度的降低，主要是氣溶膠的消光造成的。

含塵氣流對光強的減弱還取決于濃度的大小。當質(zhì)量濃度為0. 115g/m³時(shí)，含塵氣流是透明的，可通過(guò)90%的光線(xiàn)。隨著(zhù)濃度的增加，透明度會(huì )大大減弱。

能見(jiàn)度可以根據下面經(jīng)驗公式計算：^ AX10—³~~ (1-5)

式中，S為等效能見(jiàn)度，m; c為粒子質(zhì)量濃度，kg/m³; A 為比例系 數，kg/m²。

比例系數A的數值見(jiàn)表1-7。對主要由

0.1?l/^rn粒徑粒子引起的光散射，用散射系數6來(lái)代替消光系數M，則式S=3.912/" 成為S=3.912/6。上兩式和表1-7、圖1-3能直接表明能見(jiàn)度與氣溶膠質(zhì)量濃度之間的關(guān)系。

表1-7能見(jiàn)度與塵粒濃度間的關(guān)系

質(zhì)量濃度c丨(ng/m³)	散射系數6/m^_1	比例系數A/(kg/m²)	能見(jiàn)度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(jiàn)度對生產(chǎn)、操作的影響

在作業(yè)場(chǎng)所如果不能清晰地看到周?chē)氖挛?，很容易在行?dòng)時(shí)發(fā)生失誤、造成事故。長(cháng) 時(shí)間地能見(jiàn)度降低還會(huì )使視力疲勞，造成眼疾。

3. 大氣的吸收作用

除了由予顆粒狀的空氣污染物造成的能見(jiàn)度下降外，某些氣體物質(zhì)，因其對輻射的吸收特性，具有引起環(huán)境惡化的潛力，在未來(lái)有可能被列為污染物。圖1-4為水蒸氣和二氧化碳的吸收頻帶。0< 4?0. 75^111是可見(jiàn)光的波長(cháng)范圍，而1?lOO^m是紅外線(xiàn)的波長(cháng)范圍。在正常的一晝夜周期中，太陽(yáng)輻射穿過(guò)透明的大氣層，被地球表面吸收，由于輻射出紅外線(xiàn)，變熱的地球表面就失去能量。當大氣中含二氧化碳和水蒸氣的濃度低時(shí)，人射的太陽(yáng)能量與大地輻射發(fā)出的能量大致相等，因此，就形成地球表面和低層大氣的平衡溫度。隨著(zhù)水蒸氣或二氧化碳濃度的增加，大氣對紅外線(xiàn)的吸收也隨之增加，但短波輻射的透射率則不變。它使地球表面和低大氣層的平均溫度升高，這是因為太陽(yáng)輻射量在白夫將不變，而同時(shí)陸地輻射則將下降。

還有人指出，隨著(zhù)大氣中二氧化碳濃度的增加，能促進(jìn)某些植物的生長(cháng)。因為，植物從其生活圈的大氣中吸收二氧化碳，所以，植物的增殖能相應增加對二氧化碳的吸收，這就會(huì ) 在環(huán)境中建立起一種二氧化碳含量的新的靜態(tài)平衡。因此，新的二氧化碳濃度將不至于和目前的水平發(fā)生很大差別。

影響地球平均溫度的另一個(gè)因素是大氣中顆粒物所引起的對太陽(yáng)的輻射吸收和反射。某些研究結果認為，大氣低層的平均溫度在下降，其原因是到達地表的太陽(yáng)能受到顆粒物的吸收而減少。這也可以證明，空氣污染的加劇不但不會(huì )引起大氣溫度的上升，相反，它會(huì )引起溫度下降，甚至會(huì )加劇冰河時(shí)代。

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