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第七章大气环境影响评价,第一节大气环境影响评价工作程序和评价等级 第二节 大气环境调查前期工作 第三节大气环境质量现状调查 第四节大气污染源调查 第五节污染气象调查 第六节大气环境影响预测 第七节工程项目大气环境影响评价,大气环境影响评价的基本任务 大气环境影响评价的基本任务是从保护环境的目的出发，通过调查、预测等手段，分析、判断建设项目在建设施工期和建成后生产期所排放的大气污染物对大气环境质量的影响程度和范围，为建设项目的厂址选择、污染源设置、制定大气污染防治措施以及其他有关的工程设计提供科学依据或指导性的意见。 建设项目包括新建也包括改、扩建项目。对大气环境质量影响的程度，主要是对照环境控制质量标准进行分析，但应注意总量控制问题。 搞清建设项目排放的主要气载污染物对大气环境带来的环境影响程度和范围。,大气环境污染,1、大气污染 大气因某种物质的介入而导致化学、物理、生物或者放射性方面的特性改变，从而影响大气的有效利用，危害人体健康或者破坏生态，造成大气质量恶化的现象。 2、大气污染物源 一个能够释放污染物到大气中的装置（指排放大气污染物的设施或者排放大气污染物的建筑构造）。,大气污染源的分类,大气污染源,自然污染源,人为污染源,工业污染源,交通运输污染源,农业污染源,生活污染源,按污染源的几何形状：点源、线源、面源和体源。 按污染源的运动特性：固定源和流动源。 按污染源的几何高度：高架源、中架源和低架源。 按排放时间长短：连续源、瞬时源和持续有限时间源。 按排放形式：有组织排放源、无组织排放源。,大气污染物的分类,含硫化合物 含氮化合物 含碳化合物 卤代化合物 放射性物质和其他有毒物质,化学成分,按相态分：气体、固体和液体污染物。 按形成的方式：一次污染物和二次污染物。,大气环境影响评价的特点 1）自然净化能力比较大，可以采用高烟囱排放或尽可能将污染源设置在远离人口密集或环境敏感区。 2）为调查或探测大气的运动规律，必将增加评价工作的难度和周期。,第一节大气环境影响评价工作程序和评价等级,“三三制” 准备、正式工作和编制报告书三个阶段，正式工作依次包含调查、预测和评价三大部分；调查主要包括污染源、气象条件和环境质量现状三个方面。 (1) 准备阶段：确定评价工作等级、编制评价大纲 (2) 正式工作阶段：调查（污染源、气象条件和环境质量）、预测、评价 (3) 报告书编制阶段：给出结论,一.基本内容和工作程序,弄清建设项目概况，进行工程的大气环境影响因素分析，获得有关源参数(排污种类、源强、源高、排放方式、排放温度、排烟速度等)资料，进行污染源评价。,大气环境现状监测与评价，取得本底浓度值，进行评价区的环境现状评价。,评价区地形和气象资料的收集和观测，取得环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。,评价区大气扩散规律的研究，取得评价区的大气扩散参数，并选择适用于评价区的烟气抬升高度模式及大气扩散模式。,评价区污染浓度预测。模拟计算工程投产后将造成的长期和短期环境浓度分布，得到影响浓度值。将本底浓度值与影响浓度值迭加，得到浓度分布预测值，并绘制环境质量变化图。,确定评价标准，评价预测结果，作出结论，提出预防和改善大气质量的对策和建议。,二 大气环境影响评价等级的划分,目的：为了区别对待不同的评价对象，在保证评价工作质量的前提下，尽可能节约经费和时间。 区别的原则主要是 1）对环境质量的影响大小 2）评价工作的难易程度。 划分等级的依据: （1）项目特点 （2）环境特征 （3）环境标准,环境影响评价技术导则大气环境（HJT2.293），根据拟建项目的主要污染物排放量、周围地形的复杂程度，以及当地应执行的环境空气质量标准等因素，将大气环境影响评价分为三级。不同级别的评价工作要求不同，一级评价项目要求最高，二级次之，三级较低。,式中：Pi-等标排放量，m3/h； Qi-单位时间排放量，t/h； Coi-大气环境质量标准，mg/m3。,复杂地形系指：山区、丘陵、沿海、大中城市的城区等。,标准分三级，核心是对人的影响程度： 一级：不影响 二级：不伤害 三级：不中毒 空气质量功能区分三类： 一类为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，执行一级标准。 二类为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区，执行二级标准。 三类为特定工业区，执行三级标准。 评价因子 Pi较大的污染物 评价区内严重的污染物。,三、评价范围 以污染源为评价范围中心，以主导风向为主轴，按正方形或矩形划定评价范围。 对于一、二、三级评价项目，大气环境影响评价范围的边长，一般分别不应小于1620km、1014km、46km。 平原取上限，复杂地形取下限，对于少数等标排放量较大的一、二级项目，评价范围应适当扩大。,第二节 大气环境调查前期工作,大气环境调查内容主要包括自然环境状况、社会环境概况、项目和区域大气污染源以及评价区域内的空气环境质量现状等方面的调查。 1、基础资料收集 1）收集地理地形图 2）自然环境调查 重点是调查当地长期的气候特点：气象、水文、地质、植被等。 3）社会环境概况调查 城镇、村落分布，工业、农、牧、林业结构，风景区及名胜古迹分布，城市发展规划，环境规划等。 2、现场准备工作,第三节大气环境质量现状调查,一、大气环境现有监测资料分析 收集评价区及界外区个例行大气监测点的近三年监测资料。 依据环境空气质量标准（GB3095-1996）中数据统计规定，分别统计分析各个监测点不同取值周期的浓度均值，如年均浓度、日均浓度、小时平均浓度等，按照区域相应执行的环境空气质量标准评价长期浓度、短期浓度(日均浓度或小时平均浓度)达标情况（或超标情况、最大超标倍数）和变化趋势。,统计分析一定周期内，短期浓度（日均、小时）的超标率情况。 分析不同季节（取暖期和非取暖区、或春夏秋冬季节）主要大气污染物污染水平的变化情况。 利用历史资料分析大气环境质量状况，应对其采用的监测方法、仪器性能、监测频次等数据的有效性予以说明，评估数据质量；当项目同时开展空气质量现状监测时，应对历史资料与现状监测结果的系统误差进行评估、说明。,二、大气环境现状监测 作用： 1）为预测和评价提供背景数据； 2）结合同步观测的气象资料和污染源资料验证或调试某些预测模型。 3）为该地区理想监测点的优化布局提供依据。 监测项目 选择筛选出的污染因子作为监测因子。,1、监测布点 在评价区内按以环境功能区为主兼顾均布性原则布点。 a. 点数 一级， 10个 二级， 6个 三级，13个 b. 布点原则 具有较好的代表性，反映大气污染水平和规律。 监测点周围开阔，20米内没有局地污染源，15-20米内无绿色乔、灌木，距离为建筑物高度2.5倍距离。水平线与建筑物高度夹角不大于30度。,（3）布点方法 网格布点法 同心圆多方位布点法 扇形布点法 配对布点法 功能分区布点法 敏感点布点法 采样及分析方法：按照空气和废气监测分析方法（1990年执行）,2、监测时间与频率 一级评价项目不得少于二期（夏季、冬季）；二级评价项目可取一期不利季节，必要时也作二期；三级评价项目必要时作一期监测。 每期监测时间，一级评价项目至少应取得有季节代表的7d有效数据，每天不少于6次，（02、07、10、14、16、19）对二三级评价项目，全期至少监测5d，数据统计的有效性应符合环境空气质量标准（GB3096-1996）中的要求。 监测应与气象现场观测同步进行，对于不需要气象观测的三级评价项目应收集其附近有代表性的气象台站各监测时间的地面风向、风速资料。,三、大气环境现状分析与评价 1、监测数据的统计分析 数据的统计处理和解释：正态样本异常值的判断和处理（GB488585） 数据表达：算术平均值95置信区 监测数据的有效性检验：剔除异常值，未检出值按检出限的一半代之。 计算数据的集中趋势和离散指标，包括浓度范围、日均浓度、一小时均值的超标率、最大污染时日等。 平均值：算术平均、几何平均,2、监测结果数据分析 各点各期各主要污染物浓度范围，一次最高值，日均浓度波动范围，一次值及日均值超标率，不同功能区浓度变化特点及平均超标率，浓度日变化及季节变化规律，浓度与地面风向、风速的相关特点等。 污染物浓度的时空分布特征周期性变化；污染物浓度与气象条件的相关性。,监测结果统计分析常规做法是： 根据不同的需要和监测的具体情况，要以列表的方式给出各监测点各种主要大气污染物的不同取值周期的浓度变化范围，计算并列表给出超标率和最大超标倍数，评价达标情况。统计分析监测周期内，短期浓度（日均浓度、小时平均浓度）的超标率情况同时。分析评价主要污染物和重点控制污染物。分析大气污染物浓度的日变化规律、逐日变化规律一级大气污染物浓度与地面风向、风速等气象因素和污染源排放的关系。评估分析重污染时间分布情况及其影响因素。监测数据资料计算统计时，要主要监测时间满足评价标准对数据统计有效性的要求。,3、大气环境质量现状评价 大气环境质量现状评价一般采用指数法，环境质量指数包括单项指数和综合指数。 设某污染物实测浓度为Ci（mg / m3）， 其评价标准为 Coi（mg/ m3 ）， 则单项指数Ii 为： Ii= Ci Coi,（2） 综合指数：是以诸评价因子的单指数为基础，通过各种数学关系式综合运算而得，一般采 用单项指数的求和、平均等。 缺点：综合指数虽然定量地评价了某一环境要素，但如果有几种污染 物浓度很低，就可能把某个污染物浓度很高的情况掩盖，事实上任何一种污染物浓度较高时 都可能引起较大的危害，显然，用综合指数表征大气环境质量的优劣往往与实际情况有差距， 因此实际工作中较少使用。,第四节 大气污染源调查,一、大气污染源调查方法 对于新建项目可通过类比调查或根据设计资料确定污染源资料；对于改扩建项目的现有工业污染源调查，可以现有的“工业污染源调查资料”为基础，再对变化情况进行核实、调整。 评价区内其他工业污染源的调查，一般可直接取近期的“工业污染源调查资料”。对于重点污染源，必要时应进行核实。,核实污染物排放量一般有三种方法： 1、现场实测：对于有组织排放的大气污染物（如烟囱排放的SO2、NOx和烟尘等），可根据实测的废气流量和污染物浓度，依下式计算： Qi=QNCi10-6 式中：Qi 废气中污染物i的排放量，kgh； QN 废气体积流量，m3h； Ci 废气中污染物i的浓度实测值，mgm3。,(2)物料衡算法： 对一些无法实测的污染源，可采用此种算法计算污染物的排放量，其通式如下： G投入G产品+G流失 式中：G投入 投人物料量总和； G产品 所得产品量总和； G流失 物料或产品流失总和。,(3)经验估算法：对于某些特征污染物排放量，可依据一些经验公式（例如燃煤排放的SO2），或一些经验的单位产品的排污系数来计算。 Q SO2=G20.8S(1-s) 式中：G 燃煤量,mg/s； S 燃煤硫分,%； s 脱硫效率,%。,二、大气污染源调查内容,(1)工艺流程：按生产工艺流程或按分厂、车间分别绘制污染流程图。 (2)排放量：按分厂或车间逐一统计各有组织排放源和无组织排放源的主要污染物排放量。 (3)对改扩建项目的主要污染物排放量：应给出现有工程排放量，新扩建工程排放量，以及预计现有工程经改造后污染物的削减量，并按上述三个量计算最终排放量。,(4)主要污染物、毒性较大的物质：除调查统计主要污染物的正常生产的排放量外，对于毒性较大的物质还应该估计其非正常排放量。如点火开炉、设备检修、原燃料中毒性较大成分含量波动、净化措施达不到应有效率的设备及管理事故等。除极少数要求较高的一级评价项目外，一般只对上述各项中排放量显著增加的非正常排放进行统计。 (5)污染物排放方式：可将污染源划分为点源和面源，面源包括无组织排放源和数量多、源强源高都不大的点源。可根据污染源源强和源高的具体分布状况确定点源的最低源高和源强。厂区内某些属于线源性质的排放源可并入其附近的面源，按面源排放统计。,(6)点源调查统计内容： 排气筒底部中心坐标及分布平面图； 排气筒高度(m)及出口内径(m)； 排气筒出口烟气温度(K)； 烟气出口速度(m/s)； 各主要污染物正常排放量(t/a，th或kgh)； 毒性较大物质的非正常排放量(kgh)； 排放工况，如连续排放或间断排放，间断排放应注明具体排放时间、时数和可能出现的频率：,(7)面源调查统计内容：将评价区在选定的坐标系内网格化。可以评价区的左下角为原点，分别以东(E)和北(N)为正x轴和正y轴。网格的单元，一般可取11 km2，评价区较小时，可取500 500 m2，建设项目所占面积小于网格单元面积时，可取其为网格单元面积。然后，按网格统计面源下述参数：,主要污染物排放量t(hkm2)； 面源排放高度(m)，如网格内排放高度不等时，可按排放量加权平均取平均排放高度；,面源分类：如果面源分布较密且排放量较大，当其高度差较大时，可酌情按不同平均高度将面源分为23类。,(9)风面源：原料、固体废物等堆放场所产生的扬尘可作为“风面源”处理，应通过试验或类比调查，确定其起动风速和扬尘量。,对于规模较小的建设项目，污染源调查内容可适当从简。,(8)对排放颗粒物的重点点源：除排放量外，还应调查其颗粒物的密度及粒径分布。,民用污染源调查，主要污染因子可限二氧化硫、颗粒物二项，其排放量可按全年平均燃料使用量估算，对于有明显采暖和非采暖期的地区，应分别按采暖期和非采暖期统计。,对于评价区内其他工业污染源的调查内容，可参照上述建设项目污染源调查的有关内容进行。一般可直接从近期的“工业污染源调查资料”中收集，对于 “工业污染源调查资料”中有明显错误的和重点污染源，应进行校对和核实。,界外区域较大点源的调查内容，可参照评价区内工业污染源调查内容进行。,第五节污染气象调查,污染气象要素指与大气污染或大气自然净化有关的那一部分气象要素。大气是通过三种机制达到自然净化的，即平流输送、湍流扩散和清除机制。 所需的污染气象资料： 风向，风速，风向和风速的垂直分布，风向和风速的脉动，气流轨迹，气温，温度梯度，云，太阳照射，日照，降水，湿度，稳定性，湍流扩散参数。,一、常规气象资料的采用原则,1、气象资料的获得 根据气象台（站）距建设项目所在地的距离以及二者在地形、地貌和土地利用等地理环境条件方面的差异确定该气象台（站）的气象资料的使用价值。 1)对于一二级和复杂地形地区的三级评价项目，如果气象台（站）在评价区内，且和该建设项目所在地的地理条件基本一致，则其大气稳定度和可能有的探空资料可以直接使用。如果气象台（站）不符合上述条件，则应该进行现场气象观测。 2)对于三级评价项目可直接使用建设项目所在地距离最近的气象台（站）的资料。,对于不能直接使用的气象台（站）资料，必须在与现场观测资料进行相关分析后方可考虑其使用价值。相关分析方法建议采用分量回归法，即将两地的同一时间风矢量投影在X（可取EW向）和Y（可取NS向）轴上，然后分别计算其X、Y方向速度分量的相关。所用资料的样本数不得少于观测周期所获取的数量。 对于符合上述条件的资料，可根据求得线性回归系数a、b值，对气象台（站）的长期资料进行订正。一级评价项目相关系数r不宜小于0.45，二级评价项目不得小于0.35。,2、调查期,对于一级评价项目，至少应获取最近三年的常规气象资料； 对于二、三级评价项目至少应获取最近一年的常规气象资料。,3、地面气象资料调查内容,一级评价项目应至少包括以下各项： 年、季（期）地面温度，露点温度及降雨量； 年、季（期）风玫瑰图； 月平均风速随月份的变化（曲线图） 季（期）小时平均风速的日变化率。 年、季（期）各风向，各风速段，各级大气稳定度的联合频率及年、季（期）的各级大气稳定度的出现频率；风速段可分为5挡；段数可适当增减；稳定度可按标准中附录B或其他符合该建设项目实际的方法划分。 二、三级评价项目至少应进行2）、5）两项调查。,空气中水汽含量和气压不变的条件下,降低气温使空气达到饱和时的温度称为露点温度,简称露点。 风玫瑰图：根据某一地区气象台观测的风气象资料，绘制出的图形称风玫瑰图。分为风向玫瑰图和风速玫瑰图两种，一般多用风向玫瑰图。风向玫瑰图表示风向和风向的频率。风向频率是在一定时间内各种风向出现的次数占所有观察次数的百分比。根据各方向风的出现频率，以相应的比例长度，按风向中心吹，描在用8个或16个方位所表示的图上，然后将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形式宛如玫瑰的闭合折线，就是风玫瑰图。图中线段最长者即为当地主导风向。,4、高空气象调查内容,如果符合可直接使用气象台（站）的高空探测资料。对于一二级评价项目，可酌情调查下述距该气象台（站）地面1500m高度以下的风和气象资料： 1)规定时间的风向、风速随高度的变化 2)年、季（期）的规定时间的逆温层（包括从地面算起第一层和其他逆温层）及其出现频率，平均高度范围和强度。 3)规定时间各级稳定度的混和层高度。 4)日混和层最大高度及对应的大气稳定度。,二 大气边界层平均场和大气湍流扩散资料收集和统计,现有的大气边界层平均场和大气湍流扩散试验资料的使用价值，应视其进行观测和试验的区域和待评价项目的评价区域在地理条件方面的差异而定。其使用价值可按下述原则判断： 1)对于二三级评价项目，地理条件基本一致时，可直接使用。 2）对于一级评价项目，地理条件基本一致且现有资料的试验中心站距待评价项目的主要排气筒距离LB不大于50km时可直接使用，当LB大于50km时，可作为该项目的参考资料，以便尽量减少现场观测和试验的工作量。,在大气中，气团受到外力的作用，会产生向上或向下的垂直运动,这种影响气团垂直运动的特性称之为大气稳定度,平衡位置,四 大气边界层平均场参数的观测,五 湍流扩散试验,平原地区的扩散参数已比较成熟，一般不需要再做扩散试验。因此，湍流扩散试验主要用于少数复杂地形条件下的一、二级评价项目。 测量周期：一般只做一期，有效天数约20天。 测量方法： 示踪剂法（如SF6） 平移球法（等容球和平衡球） 放烟照相法（平面或立体照相） 固定点测量法（脉动风速仪或风温仪） 遥感方法（如激光测烟雷达） 室内模拟试验（环境风洞）,第六节 大气环境影响预测,一、大气环境影响预测的内容与方法 预测内容 A.1小时平均和日平均的最大地面浓度和位置 B.不利气象条件下，评价区域内的浓度分布图及其出现频率 C.评价区域年长期平均浓度分布图。 D.可能发生的非正常排放时上述内容。 E.评价项目施工期超过一年的项目，并且施工期排放的污染物影响较大，还应预测施工期间的大气环境质量 。二、三级评价的项目可不进行D、E项预测.,2、预测方法 A.经验法 B.数学法：统计理论，梯度理论，相似理论等。最常见的是正态扩散模式（Gauss模式）。,大气扩散模式,大气扩散模式：对大气污染物散布过程的模式。 按污染源几何特征：点源、线源、面源 按污染源排放特征：正常排放模式、非正常排放模式 按假设条件：烟流扩散模式、烟团扩散模式 导则中推荐的高斯扩散模式是适合模拟平原地区定场情况下的连续排放的污染源的浓度分布。,高斯模式,基本假设： 烟羽的扩散在水平和垂直方向都是正态分布； 在扩散的整个空间风速是均匀、稳定的； 污染源排放是连续、均匀的； 污染物在扩散过程中没有衰减和增生； x方向，平流作用远大于扩散作用； 下垫面平坦。,二、瞬时单烟团正态扩散模式 式中， 预测点的空间坐标和预测时的时间； 烟团初始空间坐标和初始时间； 烟团中心在 期间的迁移距离， ， ， ； u，v，w烟团中心在x，y，z方向的速度分量； C预测点的烟团瞬时浓度； Q烟团的瞬时排放量； x，y，z方向标准差（扩散参数）。,三、有风时点源扩散模式 有风：距地面10m高平均风速U101.5m/s 排气筒地面位置为原点，下风向地面任一点（X,Y），小于24h取样时间的浓度c(mg/m3),可按下式计算：,Q单位时间排放量，mg/s; Y该点与通过排气筒的平均风向轴线上的垂直距离，m U排气筒出口出的平均风速， m/s h混和层厚度,m He排气筒有效高度，m,扩散参数y、z通常表示成如下形式：,最大地面浓度Cmax及出现距离： 当，,当， 且 则，,1连续点源烟流扩散公式,当有风时(u1.5ms)，可采用烟流扩散公式。设地面为全反射体：,2、.烟气抬升高度的计算公式 (1) 有风时，中性和不稳定条件,3熏烟扩散公式 高架连续点源排入稳定大气层中的烟流，在下风向有效源高度上形成狭长的高浓度带。当低层增温使稳定气层自下而上转变成中性，或不稳定层结扩展到烟流高度时，使烟流向下扩散产生熏烟过程，造成地面高浓度。,此时在熏烟高度zf以下浓度在铅直方向接近均匀分布，地面浓度计算公式为：,式中：,当稳定气层消退到烟流顶高度 hf 时，全部扩散物质已经向下混合，地面浓度公式为：,六长期平均浓度公式 长期平均浓度：在几天、几月或一年的长时段内，各种风向均可能出现。此时表示短时间烟流横向散布的y已不重要，可以用风向频率计算水平浓度公式。,(1)简单的扇形公式：在任意角宽度为2n 的扇形区内，连续点源的地面公式是： 式中：f在所平均的时段内该扇形区风向所占的成数。 u，z应取平均时段内平均风速和铅直扩散参数的平均值(例如，取D类稳定度的z)。,(2)联合频率计算公式：在长时间内，不同风速和稳定度影响浓度的权重并不相等。更精确的计算，应该按照每一种风向、风速和稳定度的频率加权平均，此时的浓度公式为： 式中：k、m、l风向、稳定度和风速等级的下标； ck、m、l在每一个给定风向、稳定度和风速时的浓度，可取相应的高斯扩散公式计算； k、m、l 风向、稳定度和风速的相对联合频率，即有：,七日均浓度计算 日均浓度通常是取一日内若干个等间隔的一次浓度求平均。风向在一日内是会改变的，所以应采用地理坐标系，以便计算不同风向浓度的迭加和平均。对任意给定的计算点：,为保证日均值有代表性，一般取N8，即至少需要输入8个不同时次一次浓度所需的模式输入参数。所不同的是，还需输入所有污染源和计算点的坐标和每个计算时次的风向值。,计算日均浓度的关键在于如何用比较简单的方法求取对各种典型气象条件具有代表性的值，以及如何求得法规需要的最大日均浓度。,(1)逐日计算法：在逐时计算法的基础上可以得到一年内任意24小时的平均浓度。这种方法的优点是信息量大，可以得到每个计算点最大的日均浓度和日均浓度的概念分布等对大气环境规划和排污总量控制等非常有价值的信息。当然，它需要的基础数据量和计算量都比较大，一般不易办到。,(2)典型日(控制日)法：所谓“典型日”，是指与模拟区典型空气质量状况相对应的有代表性的“气象日”。若能通过某种方法找出若干组典型日的气象条件，则能避免逐时、逐日计算之苦。,气象分析法： 这是单纯利用气象资料寻求“典型日”气象参数的方法，并不考虑污染源的状况，甚至不考虑污染源是否存在。它仅根据模拟区的气象资料和大气扩散规律，分析并归纳出代表该地区一般的、有利和不利的日均大气扩散稀释条件，必要时可作一些计算试验，以确定各种典型日的模式输入参数。孤立源与浓度场的响应关系最简单，用这种方法更有效，对于拟建项目的预测计算则是必由之路。,综合分析法：这是利用平行观测的气象和浓度资料综合确定典型日