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1、会计学1核环境监测与评价放射性物质在地面水体核环境监测与评价放射性物质在地面水体(shut)中的行为中的行为第一页，共59页。水体水体(shu t)的污染的污染n n定义定义(dngy)(dngy)：n n 水体因接受过多的杂质而导致其物理、化学、及生物学特性的改变和水质恶化，水体因接受过多的杂质而导致其物理、化学、及生物学特性的改变和水质恶化，从而影响水的有效利用，危害人体健康的现象。从而影响水的有效利用，危害人体健康的现象。第1页/共58页第二页，共59页。第2页/共58页第三页，共59页。1.一一般般化化学学性性水水质质指指标标，如如pH、碱碱度度、硬硬度度、阴阳离子、总含盐量等；阴阳离
2、子、总含盐量等；2.有有毒毒化化学学性性水水质质指指标标，如如重重金金属属、氰氰化化物物、PAHs、农药等；、农药等；3.有有关关氧氧平平衡衡水水质质指指标标，如如溶溶解解氧氧(DO)、化化学学需需氧氧量量(COD)、生生物物(shngw)需需氧氧量量(BOD)、总有机碳总有机碳(TOC)等。等。水质水质水质水质(shu(shu zh)zh)与水质与水质与水质与水质(shu(shu zh)zh)指标指标指标指标 (water quality and index)(water quality and index)水质指标分三类水质指标分三类水质指标分三类水质指标分三类(sn li)(sn li)
3、：物理指标物理指标物理指标物理指标 化学指标化学指标化学指标化学指标 生物指标生物指标生物指标生物指标1.感官物理性状指标感官物理性状指标，如温度、色度、，如温度、色度、气味、浑浊度、透明度等；气味、浑浊度、透明度等；2.其他物理性状指标其他物理性状指标，如总固体、悬浮，如总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体等。固体、溶解固体、可沉固体等。包包括括细细菌菌总总数数、总总大大肠肠菌菌群群数数、各各类类病病原原细细菌菌、病病毒等。毒等。水质水质，即水的品质，即水的品质，即水的品质，即水的品质，是指水与其所含杂质共同表现出来的是指水与其所含杂质共同表现出来的是指水与其所含杂质共同表现出来的是指水与其
4、所含杂质共同表现出来的物理、化学和生物学的综合特性。物理、化学和生物学的综合特性。物理、化学和生物学的综合特性。物理、化学和生物学的综合特性。通常用通常用水质指标水质指标水质指标水质指标来衡量水来衡量水来衡量水来衡量水质的好坏。质的好坏。质的好坏。质的好坏。第3页/共58页第四页，共59页。水污染的污染源水污染的污染源第4页/共58页第五页，共59页。常见常见(chn jin)的四大水污染源的四大水污染源第5页/共58页第六页，共59页。工业工业工业工业(gngy)(gngy)对水的污染源主要有：对水的污染源主要有：对水的污染源主要有：对水的污染源主要有：1 1）未经处理的工业未经处理的工业未
5、经处理的工业未经处理的工业(gngy)(gngy)废水；废水；废水；废水；2 2）矿山污水；矿山污水；矿山污水；矿山污水；3 3）把固体工业）把固体工业）把固体工业）把固体工业(gngy)(gngy)垃圾堆放在水边。垃圾堆放在水边。垃圾堆放在水边。垃圾堆放在水边。工业废水排放量大、污染工业废水排放量大、污染面广、含污染物多且成分复面广、含污染物多且成分复杂杂(fz)，不易净化，处理，不易净化，处理困难。困难。第6页/共58页第七页，共59页。未经处理的工业未经处理的工业(gngy)污水污水第7页/共58页第八页，共59页。农业废水的排放难控制，极易农业废水的排放难控制，极易造成农药污染和水体造
6、成农药污染和水体(shu t)富营养富营养化等。化等。农业对水的污染源主要有：农业对水的污染源主要有：农业对水的污染源主要有：农业对水的污染源主要有：1 1）过量）过量）过量）过量(gu(guling)ling)使用化肥、农药、除草剂的农田污水使用化肥、农药、除草剂的农田污水使用化肥、农药、除草剂的农田污水使用化肥、农药、除草剂的农田污水2 2）养殖场排放的畜禽污水）养殖场排放的畜禽污水）养殖场排放的畜禽污水）养殖场排放的畜禽污水3 3）水土流失水土流失水土流失水土流失第8页/共58页第九页，共59页。淮河淮河淮河淮河(hui h)(hui h)淮南段境内一养猪场将垃圾直排淮河淮南段境内一养猪
7、场将垃圾直排淮河淮南段境内一养猪场将垃圾直排淮河淮南段境内一养猪场将垃圾直排淮河(hui h)(hui h)第9页/共58页第十页，共59页。生活对水的污染源主要有：生活对水的污染源主要有：1）把生活垃圾倒在水边；）把生活垃圾倒在水边；2）未经处理的生活污水；）未经处理的生活污水；3）把餐饮把餐饮(cn yn)泔水直接或间接排入水泔水直接或间接排入水体中；体中；4）车油泄漏和在河边洗车车油泄漏和在河边洗车第10页/共58页第十一页，共59页。未经处理未经处理(chl)的生活的生活污水污水任意堆放垃圾，任意堆放垃圾，经雨水经雨水(yshu)带入河水中带入河水中第11页/共58页第十二页，共59页
8、。城市生活城市生活(shnghu)污水的污水的排污口排污口第12页/共58页第十三页，共59页。把剩饭菜把剩饭菜(fnci)排排向下水道向下水道第13页/共58页第十四页，共59页。过量过量(guling)使使用洗衣粉用洗衣粉过量过量(guling)使用洗洁精使用洗洁精第14页/共58页第十五页，共59页。汽车汽车汽车汽车(qch)(qch)漏油会污染地下漏油会污染地下漏油会污染地下漏油会污染地下水水水水在河边洗车会污染在河边洗车会污染在河边洗车会污染在河边洗车会污染(wrn)(wrn)水源水源水源水源第15页/共58页第十六页，共59页。水污染特点水污染特点水污染特点水污染特点 1 1、各类
9、工业与大型企业密集在城市，排入城区河段的污染物数、各类工业与大型企业密集在城市，排入城区河段的污染物数、各类工业与大型企业密集在城市，排入城区河段的污染物数、各类工业与大型企业密集在城市，排入城区河段的污染物数量极大，故一般流经城市的河流污染都很严重；量极大，故一般流经城市的河流污染都很严重；量极大，故一般流经城市的河流污染都很严重；量极大，故一般流经城市的河流污染都很严重；2 2、海洋污染，其中以石油、海洋污染，其中以石油、海洋污染，其中以石油、海洋污染，其中以石油(shyu)(shyu)污染最为突出；污染最为突出；污染最为突出；污染最为突出；3 3、污染物种类越来越多，其中毒物、剧毒物、长
10、期残留物特别令、污染物种类越来越多，其中毒物、剧毒物、长期残留物特别令、污染物种类越来越多，其中毒物、剧毒物、长期残留物特别令、污染物种类越来越多，其中毒物、剧毒物、长期残留物特别令人关注；人关注；人关注；人关注；4 4、陆地水体中，河流流速大稀释与自净能力强，污染较轻，较、陆地水体中，河流流速大稀释与自净能力强，污染较轻，较、陆地水体中，河流流速大稀释与自净能力强，污染较轻，较、陆地水体中，河流流速大稀释与自净能力强，污染较轻，较易恢复；湖泊交换能力弱，污染物能长期停留，易使水质恶化和引易恢复；湖泊交换能力弱，污染物能长期停留，易使水质恶化和引易恢复；湖泊交换能力弱，污染物能长期停留，易使水
11、质恶化和引易恢复；湖泊交换能力弱，污染物能长期停留，易使水质恶化和引起富营养化；起富营养化；起富营养化；起富营养化；5 5、地下水遭受工业废水和城市污水日益严重，而且一旦污染，不、地下水遭受工业废水和城市污水日益严重，而且一旦污染，不、地下水遭受工业废水和城市污水日益严重，而且一旦污染，不、地下水遭受工业废水和城市污水日益严重，而且一旦污染，不易恢复，甚至不能恢复；易恢复，甚至不能恢复；易恢复，甚至不能恢复；易恢复，甚至不能恢复；第16页/共58页第十七页，共59页。水体中放射性物质的来源水体中放射性物质的来源水体中放射性物质的来源水体中放射性物质的来源1 1、放射性废水、放射性废水、放射性废
12、水、放射性废水(fishu(fishu)的排放是地面水体放射性污染的主的排放是地面水体放射性污染的主的排放是地面水体放射性污染的主的排放是地面水体放射性污染的主要来源；要来源；要来源；要来源；2 2、大气中气载放射性物质的沉积、污染地面上的径流也是、大气中气载放射性物质的沉积、污染地面上的径流也是、大气中气载放射性物质的沉积、污染地面上的径流也是、大气中气载放射性物质的沉积、污染地面上的径流也是一个来源之一。一个来源之一。一个来源之一。一个来源之一。5.1放射性物质在地面水体放射性物质在地面水体(shut)中的中的行为行为第17页/共58页第十八页，共59页。放射性物质进入水体后将伴随着各种物
13、理、化学及生物过程(guchng)。物理过程(guchng)：水的流动导致污染物质在水中的弥散及固体颗粒状污染物在水中的沉积与再悬浮。化学过程(guchng)：放射性物质在水中的水解、络合、氧化还原、沉淀、溶解等过程(guchng)。生物过程(guchng)：水生物对放射性物质的吸收、吸附、代谢及转化等作用。水体的放射性污染对人可能造成内照射及外照射两种辐射。第18页/共58页第十九页，共59页。放射性物质的迁移放射性物质的迁移放射性物质的迁移放射性物质的迁移(qiny)(qiny)转化转化转化转化 通过沉淀通过沉淀-溶解、氧化溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附还原、配合作用、胶体形成
14、、吸附-解吸等一系解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留于环境，形成永久性的潜在程，最终以一种或多种形态长期存留于环境，形成永久性的潜在(qinzi)(qinzi)危危害。害。第19页/共58页第二十页，共59页。地面水体的分类和组成 a 水的分布 b 环境水：自身的循环(xnhun)与外界的作用 c 环境水的组成：水、悬浮物、胶体物质、溶解物质。第20页/共58页第二十一页，共59页。地面(dmin)水体海洋、江河、湖泊、沼泽(zhoz)等水域；地下水环境环
15、境(hunjng)水水环境水环境水降水第21页/共58页第二十二页，共59页。第22页/共58页第二十三页，共59页。海洋：海洋：97.3%（咸水）（咸水）冰川：冰川：2.1%（固体（固体(gt)淡水）淡水）地下水：地下水：0.6%地表水：地表水：0.01%大气水和生物水：大气水和生物水：0.001%能够被人类直接利用的水不足能够被人类直接利用的水不足1%第23页/共58页第二十四页，共59页。a水体本身的循环水体本身的循环(xnhun)-蒸发、输送、凝结、降水、径流、入蒸发、输送、凝结、降水、径流、入渗渗b水体与其周围物质水体与其周围物质(wzh)广泛接触并发生化学反应广泛接触并发生化学反应
16、天然水中夹天然水中夹有环境物质有环境物质(wzh)第24页/共58页第二十五页，共59页。第25页/共58页第二十六页，共59页。水中所含的杂质，按其在水中的存在状态可分为三类：悬浮物质、溶水中所含的杂质，按其在水中的存在状态可分为三类：悬浮物质、溶水中所含的杂质，按其在水中的存在状态可分为三类：悬浮物质、溶水中所含的杂质，按其在水中的存在状态可分为三类：悬浮物质、溶解解解解(rngji)(rngji)物质和胶体物质。物质和胶体物质。物质和胶体物质。物质和胶体物质。悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们借浮力和粘滞力悬浮悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们借浮力和粘滞力悬浮悬浮物质是
17、由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们借浮力和粘滞力悬浮悬浮物质是由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们借浮力和粘滞力悬浮于水中；于水中；于水中；于水中；溶解溶解溶解溶解(rngji)(rngji)物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承；物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承；物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承；物质则由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承；胶体物质则介于悬浮物质与溶解胶体物质则介于悬浮物质与溶解胶体物质则介于悬浮物质与溶解胶体物质则介于悬浮物质与溶解(rngji)(rngji)物质之间物质之间物质之间物质之间(见图见图见图见图)。第26页/共58页第
18、二十七页，共59页。放射性物质在地面水体中的化学形态放射性物质在地面水体中的化学形态 放射性物质在水体中的存在状态因其来源不同而异，放射性物质在水体中的存在状态因其来源不同而异，进入水体后发生物理化学变化使状态发生变化。进入水体后发生物理化学变化使状态发生变化。存在状态形式存在状态形式(xngsh)有：溶存状态、胶体状态、有：溶存状态、胶体状态、微粒状态三种。微粒状态三种。第27页/共58页第二十八页，共59页。放射性物质在水体的存在状态影响因素:放射性物质来源 放射性物质存在的水体 海洋面积(min j)大且水量多，人们对海洋中放射性物质研究得比较多。在海洋中，89Sr、90Sr、137Cs
19、、226Ra等以离子状态存在；55Fe、59Fe、232Th以胶体存在；51Cr、54Mn、60Co、64Cu、95Zr、106Ru、144Ce 以溶存、胶体和微粒状态存在。它们存在的状态与水体的pH值、水体的组成及放射性物质在水体的深度等因素有关。第28页/共58页第二十九页，共59页。第29页/共58页第三十页，共59页。放射性物质在地面水体中的化学反应放射性物质在地面水体中的化学反应(huxu fnyng)1、氧化还原反应、氧化还原反应 环境水中含有许多无机及有机(yuj)氧化剂和还原剂。水中主要的氧化剂有溶解氧、Fe3+、Mn4+和S6+，其作用后本身依次转变为H2O、Fe2+、Mn2
20、+和S2-。水中主要还原剂有种类繁多的有机(yuj)化合物、Fe2+、Mn2+和S2-，在还原物质的过程中，有机(yuj)物本身的氧化产物是非常复杂的。水体中的氧化还原反应主要取决于水中的氧化还原电势E和pH值。第30页/共58页第三十一页，共59页。天然水中的氧化天然水中的氧化天然水中的氧化天然水中的氧化-还原还原还原还原(hun yun)(hun yun)(hun yun)(hun yun)平衡平衡平衡平衡第31页/共58页第三十二页，共59页。第32页/共58页第三十三页，共59页。、络合反应、络合反应、络合反应、络合反应 环境水中含有多种无机和有机配位体：环境水中含有多种无机和有机配位
21、体：环境水中含有多种无机和有机配位体：环境水中含有多种无机和有机配位体：无机配位体：无机配位体：无机配位体：无机配位体：OH OH、ClCl、CO3 2-CO3 2-、FF、S 2-S 2-有机配位体：有机配位体：有机配位体：有机配位体：土壤中的腐殖质，动植物组织的天然降解产物，如氨土壤中的腐殖质，动植物组织的天然降解产物，如氨土壤中的腐殖质，动植物组织的天然降解产物，如氨土壤中的腐殖质，动植物组织的天然降解产物，如氨基酸，以及基酸，以及基酸，以及基酸，以及(y(y j)j)洗涤剂、清洁剂、洗涤剂、清洁剂、洗涤剂、清洁剂、洗涤剂、清洁剂、EDTAEDTA、农药和大分、农药和大分、农药和大分、农
22、药和大分子环状化合物。子环状化合物。子环状化合物。子环状化合物。不同水体所含配位体的种类和含量也不同。淡水中的不同水体所含配位体的种类和含量也不同。淡水中的不同水体所含配位体的种类和含量也不同。淡水中的不同水体所含配位体的种类和含量也不同。淡水中的主要配位体为主要配位体为主要配位体为主要配位体为 ；海水中的主要配位体为；海水中的主要配位体为；海水中的主要配位体为；海水中的主要配位体为Cl-Cl-第33页/共58页第三十四页，共59页。第34页/共58页第三十五页，共59页。水环境中的配位作用水环境中的配位作用水环境中的配位作用水环境中的配位作用-腐殖质配合腐殖质配合腐殖质配合腐殖质配合(pih
23、)(pih)(pih)(pih)作用作用作用作用 腐殖质腐殖质-有机高分子物质（分子量在有机高分子物质（分子量在300300到到3000030000以上）以上）环境环境(hunjng)(hunjng)中最主要的天然螯合剂中最主要的天然螯合剂 （根据腐殖质在碱和酸溶液中的溶解度）（根据腐殖质在碱和酸溶液中的溶解度）（1 1）腐殖酸）腐殖酸 溶于稀碱液不溶于酸部分，分子量由数千到数万。溶于稀碱液不溶于酸部分，分子量由数千到数万。（2 2）富里酸）富里酸 溶于酸又可溶于碱的部分，分子量由数百到数千。溶于酸又可溶于碱的部分，分子量由数百到数千。（3 3）腐黑物）腐黑物 不能被酸和碱提取的部分。不能被酸
24、和碱提取的部分。第35页/共58页第三十六页，共59页。腐殖酸和腐黑物：腐殖酸和腐黑物：腐殖酸和腐黑物：腐殖酸和腐黑物：碳：碳：碳：碳：50%60%50%60%50%60%50%60%，氧：氧：氧：氧：30%35%30%35%30%35%30%35%，氢：氢：氢：氢：4%6%4%6%4%6%4%6%，氮：氮：氮：氮：2%4%2%4%2%4%2%4%富富富富里里里里酸酸酸酸 ：碳碳碳碳和和和和氮氮氮氮：44%50%44%50%44%50%44%50%和和和和1%3%1%3%1%3%1%3%。氧氧氧氧：44%50%44%50%44%50%44%50%（不不不不同同同同地地地地区区区区和和和和不不不
25、不同同同同来来来来源源源源的的的的腐腐腐腐殖殖殖殖质质质质其其其其分分分分子子子子量量量量组组组组成成成成和和和和元元元元素素素素组组组组成成成成都都都都有有有有区别）区别）区别）区别）腐殖质结构腐殖质结构腐殖质结构腐殖质结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)特点：特点：特点：特点：苯环、羧基、醇基和酚基苯环、羧基、醇基和酚基苯环、羧基、醇基和酚基苯环、羧基、醇基和酚基第36页/共58页第三十七页，共59页。富里酸结构式富里酸结构式 第37页/共58页第三十八页，共59页。腐殖质对重金属的配合腐殖质对重金属的配合腐殖质对重金属的配合腐殖质对重金属的配合(pih)(pih)作用作用
26、作用作用第38页/共58页第三十九页，共59页。n n天然水天然水pH4pH4时，腐殖质中时，腐殖质中-COOH-COOH的的HH解离，发生（解离，发生（B B）、（）、（C C）、（）、（E E）；）；n n天然水天然水pH7pH7时，腐殖质中时，腐殖质中-OH-OH的的HH解离，发生（解离，发生（A A）、（）、（DD）；）；n n腐腐殖殖质质中中分分子子量量小小的的与与重重金金属属配配合合(pih)(pih)作作用用强强，配配合合(pih)(pih)物物溶溶解解度度高，富里酸高，富里酸 腐殖酸腐殖酸 胡敏素胡敏素第39页/共58页第四十页，共59页。第40页/共58页第四十一页，共59页
27、。3、吸附、吸附 水体中存在一定量的悬浮物微粒及胶体，水体中存在一定量的悬浮物微粒及胶体，它们具有发达的表面，且常常还含有离子交它们具有发达的表面，且常常还含有离子交换基团或带有电荷，可吸附水体中的放射性换基团或带有电荷，可吸附水体中的放射性物质。这种吸附作用与微粒的粒度、组分、物质。这种吸附作用与微粒的粒度、组分、表面电荷状况以及水体的性质有关表面电荷状况以及水体的性质有关(yugun)。环境水中的大部分胶体带有负电荷，只有少环境水中的大部分胶体带有负电荷，只有少数胶体带正电荷。数胶体带正电荷。第41页/共58页第四十二页，共59页。第42页/共58页第四十三页，共59页。水环境水环境(hu
28、njng)(hunjng)中颗粒物的吸附作用中颗粒物的吸附作用 表面吸附、离子交换吸附和专属吸附表面吸附、离子交换吸附和专属吸附 由于胶体具有巨大的比表面和表面能，因此固由于胶体具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用，胶体表面积愈大，所产液界面存在表面吸附作用，胶体表面积愈大，所产生的表面吸附能也愈大，胶体的吸附作用也就愈强，生的表面吸附能也愈大，胶体的吸附作用也就愈强，属于一种物理吸附。属于一种物理吸附。由于环境由于环境(hunjng)(hunjng)中大部分胶体带负电荷，中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体每吸附容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体
29、每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，因一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，因此把这种吸附称为离子交换吸附，属于物理化学吸此把这种吸附称为离子交换吸附，属于物理化学吸附。附。第43页/共58页第四十四页，共59页。专属吸附是指吸附过程中，除了化学键的作用专属吸附是指吸附过程中，除了化学键的作用(zuyng)(zuyng)外，尚有加强的憎外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用水键和范德华力或氢键在起作用(zuyng)(zuyng)。专属吸附作用专属吸附作用(zuyng)(zuyng)不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸
30、附在同号电荷的表面上。附在同号电荷的表面上。第44页/共58页第四十五页，共59页。吸附吸附(xf)等温线：等温线：Henry等温线等温线直线型，等温式：直线型，等温式：G=kcFreundlich等温式：等温式：G=kc1/nLangmuir等温式：等温式：G=G0c/（A+c）第45页/共58页第四十六页，共59页。第三第三第三第三(d sn)(d sn)、四章习题、四章习题、四章习题、四章习题n n1 1、对大型核设施的环境辐射监测通常包括运行前本底调查、运行中常、对大型核设施的环境辐射监测通常包括运行前本底调查、运行中常规监测和事故应急监测，分别简述这三个阶段的基本监测内容？规监测和事
31、故应急监测，分别简述这三个阶段的基本监测内容？n n2 2、测定某一受、测定某一受210Po210Po放射性污染的试样，由盖革计数管测得的计数率为放射性污染的试样，由盖革计数管测得的计数率为256256次次/秒，经过秒，经过276276天后再测，其计数率为天后再测，其计数率为6464次次/秒，求秒，求210Po210Po的半衰期；的半衰期；问再过问再过270270天后的计数率应为多少？天后的计数率应为多少？n n3 3、污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多，设有效源高为、污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多，设有效源高为HH，污染源到峭壁的距离为污染源到峭壁的距离为L L，峭壁对烟流扩
32、散起全反射作用。试推导吹南，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式？当吹北方风时高架连续点源的扩散模式？当吹北方(bifng)(bifng)时，扩散模式又将如时，扩散模式又将如何变化？何变化？n n4 4、什么是烟囱的有效高度？烟羽抬升受哪些因素影响？、什么是烟囱的有效高度？烟羽抬升受哪些因素影响？n n5 5、推出高斯扩散模式中高架点源扩散的地面浓度浓度分布、推出高斯扩散模式中高架点源扩散的地面浓度浓度分布C C（x,y,0 x,y,0，HH）表达式。）表达式。第46页/共58页第四十七页，共59页。5.2 放射性物质在地面水体中的输运、弥散和迁移放射性物质在地面水
33、体中的输运、弥散和迁移放射性物质在河流中的输运和弥散放射性物质在河流中的输运和弥散1、输运弥散的机制、输运弥散的机制 输运弥散过程中与下列输运弥散过程中与下列(xili)因素有关：因素有关：分子扩散，物质分子在水体中不规则的随机运动分子扩散，物质分子在水体中不规则的随机运动即布朗运动而导致物质迁移；即布朗运动而导致物质迁移；湍流扩散，污染物质在水中呈湍流状态，由此导致湍流扩散，污染物质在水中呈湍流状态，由此导致污染；污染；剪切流弥散，当河宽方向横断面上水流速度分布不剪切流弥散，当河宽方向横断面上水流速度分布不均匀时，水的流动状态；均匀时，水的流动状态；对流扩散，水体不同深度处水温与密度往往呈层
34、分对流扩散，水体不同深度处水温与密度往往呈层分布，不同深度水层之间温度与密度的差异形成铅直方布，不同深度水层之间温度与密度的差异形成铅直方向上的对流运动，由此导致的污染物扩散迁移。向上的对流运动，由此导致的污染物扩散迁移。第47页/共58页第四十八页，共59页。2、输运弥散的基本方程、输运弥散的基本方程 污染物质在河流中的弥散混合过程包括随污染物质在河流中的弥散混合过程包括随水流运动的平流输运及在水流、河宽及水深三水流运动的平流输运及在水流、河宽及水深三个方向上的扩散，根据浓度梯度扩散理论及质个方向上的扩散，根据浓度梯度扩散理论及质量平衡原理，污染物在流动水体中的浓度分布量平衡原理，污染物在流
35、动水体中的浓度分布同样同样(tngyng)可采可描述为：可采可描述为：第48页/共58页第四十九页，共59页。在实际应用中，应根据地面水体的具体条件对该方程作在实际应用中，应根据地面水体的具体条件对该方程作出合理和必要的简化，如不考虑传输过程中新的污染物源汇出合理和必要的简化，如不考虑传输过程中新的污染物源汇项、核素向水底的沉积及其他因素造成的污染物浓度的增加项、核素向水底的沉积及其他因素造成的污染物浓度的增加或耗减，则增减项或耗减，则增减项S=0;S=0;若在均匀若在均匀(jnyn)(jnyn)平稳的水流场中不存平稳的水流场中不存在在y y、z z方向上的二次流组分，则方向上的二次流组分，则
36、v=w=0,v=w=0,则方程式可简化为：则方程式可简化为：第49页/共58页第五十页，共59页。3 污染物在河流污染物在河流(hli)中的输运与弥散过程中的输运与弥散过程a水深方向弥散(msn)混合b 河宽方向弥散(msn)混合河流河流(hli)混合稀释示意图混合稀释示意图第50页/共58页第五十一页，共59页。4连续点源的弥散连续点源的弥散(msn)模式模式污染物若以恒定的排放速率排入均匀平稳流场的河流中，污染物若以恒定的排放速率排入均匀平稳流场的河流中，排放开始后不久，水中个点污染物浓度排放开始后不久，水中个点污染物浓度(nngd)(nngd)分布将分布将保持恒定，即保持恒定，即 ，河水
37、的流速及扩散系数亦为恒，河水的流速及扩散系数亦为恒定值，可得定值，可得第51页/共58页第五十二页，共59页。(1)横向混合均匀前 在横向混合均匀前的混合过程河段中，由于垂向混合距离很短，计算(j sun)中一般假设污染物在水深方向已与河水混合均匀 。污染物只是在河宽与水流方向上弥散，而且在河水流速不大小的情况下，沿水流方向的平流输运对弥散过程所起的作用远大于同意方向上湍流扩散的影响 。因此可得 第52页/共58页第五十三页，共59页。第53页/共58页第五十四页，共59页。2）窄河流）窄河流在有限宽度的河流中，按全反射条件估算在有限宽度的河流中，按全反射条件估算(sun)，设排放口坐标位置为
38、，设排放口坐标位置为 考虑河岸对污染物弥散考虑河岸对污染物弥散的多次反射的多次反射 的边界条件下，得出二维的边界条件下，得出二维条件下弥散方程解为条件下弥散方程解为第54页/共58页第五十五页，共59页。放射性物质在它水体中的输运和弥散放射性物质在它水体中的输运和弥散 1、湖泊、湖泊 湖泊的特点是水流速度小放射性物湖泊的特点是水流速度小放射性物质在湖泊中滞留时间长等特点，考虑放射性平质在湖泊中滞留时间长等特点，考虑放射性平衡、短寿命子体衰减等因素其浓度为：衡、短寿命子体衰减等因素其浓度为：2、海洋、海洋 海洋分浅海区和深海区。浅海区和大海洋分浅海区和深海区。浅海区和大洋表书面层瞬时点源的弥散模
39、式，对洋表书面层瞬时点源的弥散模式，对t时该距离时该距离r处污染物浓度处污染物浓度(r,t)的估算的估算(sun)公式为：公式为：第55页/共58页第五十六页，共59页。连续点源弥散模式，对于沿海核设施连续向海洋排放放射性废水导致核素在近海水域中的弥散混合。核素随海流的输运及水平(shupng)扩散是导致其弥散混合的主要因素。其浓度可表示为：3、河口段 涨潮时浓度可表示为：第56页/共58页第五十七页，共59页。底质污染及其对水体污染的调节作用底质污染及其对水体污染的调节作用 放射性物质在水体中的输运和弥散的同时，放射性物质在水体中的输运和弥散的同时，放射性核素还在胶体和悬浮放射性核素还在胶体和悬浮(xunf)物上的物上的吸着与解吸、沉降与再悬浮吸着与解吸、沉降与再悬浮(xunf)。胶体及悬浮胶体及悬浮(xunf)物在水体中的迁移与物在水体中的迁移与颗粒大小及水体的湍流强度有关。颗粒大小及水体的湍流强度有关。吸附、沉积吸附、沉积底质；底质；解吸、再悬浮解吸、再悬浮(xunf)底质中的放射性底质中的放射性核素进入水体发生再循环。核素进入水体发生再循环。第57页/共58页第五十八页，共59页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第58页/共58页第五十九页，共59页。