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文档介绍：第8章 热污染与防治
概述
环境热学是环境物理学的一个分支,是研究热环境及其对人体的影响,以及人类活动对热环境的影响的学科。热环境又称环境热特性,是指提供给人类生产、生活及生命活动的生存空间的温度环境,主要指自然环境、城市环境和建筑环境的热特性。
太阳能量辐射创造了人类生存空间的大的热环境,而各种能源提供的能量则对人类生存的小的热环境作进一步的调整,使之更适宜于人类的生存。热环境除太阳辐射的直接影响外,还受许多因素如相对湿度和风速等的影响,是一个反映温度、湿度和风速等条件的综合性指标。热环境可以分为自然热环境和人工热环境。
热环境的分类
地球上热量来源主要有两大类。
一类是天然热源即太阳,它以电磁波的方式不断向地球辐射能量。环境的热特性不仅与太阳辐射能量的多少有关,同时也取决于环境中大气与地表的热交换状况。
另一类是人为热源,即人类在生产、生活和生命过程中产生的热量。
太阳表面的有效温度为5497℃,其辐射通量(或称太阳常数)是指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, J/(cm2·min)。
影响地球接受太阳辐射的因素主要有:一是地壳以外的大气层,二是地表形态。
太阳辐射中到达地表的主要是短波辐射,距地表20-50km的臭氧层主要吸收紫外线,长波辐射被大气下层中的水蒸气和二氧化碳所吸收。大气中的其他气体分子、尘埃和云,则对大气辐射起反射和散射作用,大的微粒主要起反射作用,小的微粒对短波辐射的散射作用较强。地表在吸收部分太阳辐射的同时,又对太阳辐射起反射作用,且吸热后温度升高的地表也同样以长波的形式向外辐射能量。
太阳辐射通量分配状况图
热环境中的人为热量来源包括:
①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;
②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;
③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一个146W的发热器所散发的能量。
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,进而又影响人类生产、生活的一种增温效应。热污染发生在城市、工厂、点火电站、原子能电站等人口稠密和能源消耗大的地区。随着社会生产力的发展,能源消耗迅速增加,在能源转化和消费过程中不仅产生直接危害人类的污染物,而且还产生了对人体无直接危害的C02、水蒸气和热废水等。这些成分排入环境后引起坏境增温效应,达到损害环境质量的程度,便成为热污染。