（环境科学专业论文）浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地vocs大气环境容量研究.pdf

浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地 v o c s 大气环境容量研究 摘要 椒江外沙、岩头化工医药基地( 简称“医化基地 ) 地处浙东南沿 海，是颇具规模的浙江化学原料药基地。随着区域经济快速发展，环 境污染问题日趋严重，医化基地内企业排放的有机废气( v o c s ) 导致椒 江城区频繁受到恶臭污染。为了更加合理利用有限的大气环境容量资 源，同时为政府部f - n 定医化基地大气污染控制决策、进行环境管理 及环境规划提供科学依据，本次对医化基地v o c s 大气环境容量进行 测算研究。 本文在收集椒江区大气环境质量现状、气象资料、污染源清单的 基础上，结合现场实地调查，统计得出医化基地多种v o c s 物质的排 放量，并选择等标排放量最高的三种v o c s 物质：乙酸乙酯、d m f 、 甲苯作为本次大气环境容量测算因子，研究医化基地v o c s 大气环境 容量。本研究采用a d m s 环评大气扩散模型得出各污染源排放的污染 物对各控制点的传递函数，结合目标控制与浓度控制，采用平权的理 念测算v o c s 大气环境容量并分配给各污染源，同时，采用线性规划 研究源强优化大气环境容量，最终完成医化基地内三种主要v o c s 物 质的容量总量控制。 测算结果如下： 2 0 0 6 年医化基地乙酸乙酯、d m f 、甲苯的现状 排放量分别为7 1 6 1t a 、9 6 1 1t a 、9 8 8 3t a ；保证率为9 5 ，三种 v o c s 物质的平权大气环境容量分别为乙酸乙酯6 9 7 7t a 、d m f1 0 4 7 浙江工业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 t a 、甲苯2 1 3 5 6 5t a ；保证率为9 5 ，源强优化大气环境容量分为乙 酸乙酯2 4 3 8 7t a ，d m f 3 7 3 5 6t a 、甲苯7 4 6 5 1 1 讹。 最后，本文通过对2 0 0 6 年污染物排放模拟及结果分析，得出现有 的污染源分布较不合理的结论，并就此结论提出污染源削减方案以及 保障措施。 关键词：大气环境容量，a d m s ，有机废气，医化基地 h a b s t r a c t j i a o j i a n gp h a r m a c e u t i c a la n dc h e m i c a ld e v e l o p m e n tz o n e ，w h i c h i so nt h es o u t h e a s tc o a s to fz h e j i n g ，i so n eo ft h ep h a r m a c e u t i c a la n d c h e m i c a ld e v e l o p m e n tz o n e ( p c dz o n ef o rs h o r t ) o fl a r g es c a l ei n z h e ji a n g w h i l et h ez o n ee c o n o m yd e v e l o p sf a s t ，t h ee n v i r o n m e n t a l c o n t a m i n a t i o np r o b l e m sb e c o m ea c u t e ra n da c u t e r t h eo v e r p r o o fe m i s s i o n o fv o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d s ( v o c sf o rs h o r t ) b yt h ec o r p o r a t i o n sh a s c a u s e dt h eh i g hf r e q u e n c ee f f l u v i u mp h e n o m e n ao ft h em a i nc i t y t ou t i l i z e t h el i m i t e da i re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t ym o r er e a s o n a b l ya n dp r o v i d e s c i e n t i f i cb a s i sf o ra i re n v i r o n m e n t a lv o c sc o n t a m i n a t i o nc o n t r o la n d e n v i r o n m e n t a lm a n a g e m e n ta n dp l a no fp c d z o n e ，t h et h e s i ss t u d i e s a b o u ta n dc a l c u l a t et h ea i re n v i r o n m e n t a lv o c sc a p a c i t yo ft h ep c d z o n e b yc o l l e c t i n gc u r r e n ta i re n v i r o n m e n t a ls a m p l e s ，c l i m a t em a t e r i a l sa n d p o l l u t a n ts o u r c e ，c o m b i n i n go n t h e s p o ti n v e s t i g a t i o n ，t h et h e s i sw o r k so u t s e v e r a lk i n d so fv o c se m i s s i o nv a l u e so ft h ea i re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo f t h ep c dz o n e a n di ts t u d i e sa b o u tt h ea i re n v i r o n m e n t a lv o c sc a p a c i t y o ft h ep cdz o n eb yc a l c u l a t i n go nt h r e em o s ts e v e r ev o c sc o n t a m i n a t i o n o ft h ep c d z o n e e t h y la c e t a t e ，d m fa n dt o l u e n e g e tt h ec o n v e yf u n c t i o no ft h ec o r p o r a t i o n st os e n s i t i v ep o i n t sb ya d o p t i n g t h e a t m o s p h e r i c d i f f u s i o na d m s e i am a t r i xa n dc o m b i n a t et h e i i l 浙江工业大学硕士学位毕业论文 浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 c o n c e n t r a t i o nc o n t r o la n da i mc o n t r o l ，c a l c u l a t ea n dd i s t r i b u tt h ea i r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yt oe a c hp o l l u t i o ns o u r c eb yt h ec o n c e p to f g e t t i n g r i g h tt oe m i s s i o ne q u a l l y , m e a n w h i l e ，o p t i m i z et h ea i re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t yb yl i n e a ro p t i m i z ee q u a t i o n w i t ha l la b o v em e t h o d s ，f i n a l l y , t h e s t u d ya c c o m p l i s h st h et o t a le m i s s i o nc o n t r o lo ft h r e em a i nv o c si na i r e n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yo ft h ei n d u s t r i a lz o n e t h er e s u l t sa r ea sb e l o w ： 1 i n2 0 0 6 ，t h ec u r r e n te m i s s i o nv a l u eo fe t h y la c e t a t e ，d m fa n dt o l u e n e s e p a r a t e l yi s7 1 61t a 、9 6 1 1t aa n d9 8 8 3t a 2 w i t hg u a r a n t e er a t eo f9 5 ，t h ec u r r e n ta i re n v i r o n m e n t a lc a p a c i t yv a l u e o f e t h y la c e t a t ei s6 9 7 7t a ，d m fi s1 0 4 7t a ，t o l u e n ei s2 1 3 5 6 5t a 3 a f t e rs o u r c es t r e n g t h e n i n ga n do p t i m i z a t i o n ，w i t hg u a r a n t e er a t eo f9 5 ， t h ec a p a c i t yv a l u eo fe t h y la c e t a t ei s2 4 3 8 7 t a ，d f mi s3 7 3 5 6t a ，a n d t o l u e n ei s7 4 6 5 1 1t a a tl a s t ，t h r o u g hc o n t a m i n a n te m i s s i o ns i m u l a t i o na n dr e s u l ta n a l y s e ， t h et h e s i sg e t st h ec o n c l u s i o nt h a tr e s o u r c ea l l o c a t i o ni sn o tr e a s o n a b l ea n d p u t sf o r w a r ds o m ep l a n so fr e d u c i n gc o n t a m i n a n ts o u r c e sa n dp r o t e c t i o n p o l i c i e sb a s e do n t h i sc o n c l u s i o n k e yw o r d s a i re n v i r o n m e n t a l c a p a c i t y ,a d m s ，v o c s ， p h a r m a c e u t i c a la n dc h e m i c a ld e v e l o p m e n tz o n e i v 浙江工业人学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 符号说明 召，一第个控制点的平权削减系数，任一大于零的常数； b 一近地源与抬升高源的转换因子，无量纲； c ，一第f 个污染源排放的污染物质在第个控制点上的浓度值，即浓度贡献 量，m g l ： c ，一第个控制点上的浓度贡献量，模型模拟的浓度，m g l ； c o ，一第个控制点的污染物本底浓度，g m 3 ： g一第，个控制点的环境目标值，g m 3 ； c ：一实际监测的污染物浓度，m g m 3 ； c 一接受点污染物浓度，m g m 3 ； g 一第f 污染源对第，个控制点浓度贡献超标量，m g l ； c ，一各污染源对第个控制点浓度贡献超标量，m g l ： c 。一环境空气定压比热，j k g k 。 口一第f 个污染源的行政权重系数，0 9 i 0 ( 1 - 1 3 ) 既 b 值法考虑了污染源的环境影响，对于环境影响相同的污染源承担的污染削 减责任相同，要求相等的外部影响产生者内在化时应该相等，即“环境影响等效 原则。另外，b 值法考虑了污染源的布局，对于相同排放量的污染源布局不同， 其对控制点的浓度贡献不同，从公平的角度各个污染源的允许排放量也不同。 1 2 3 2 最优化方案线性规划 最优化方案是现代运筹学的一个重要分支，是找出最佳解决途径的一种计算 方法。最优化方案应到在大气环境容量测算时，通过模拟计算确定出城市的现状 容量，比较城市的现状容量与最大允许容量差距，得出污染排放的消减率，确定 城市污染排放的最优化布局方案，这是进行污染管理的最终目的。最优化方案主 要分为区域污染物总排放量最大( 源强优化) 和区域污染治理费用最低( 经济优化) 两 种。 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 源强优化是根据各污染源对各控制点的传递函数的不同来分配环境容量，即 给传递函数较大的污染源分配较少环境容量，传递函数较小的污染源分配较多环 境容量，从而使得整个区域的排放量达到最大。 经济优化方案是根据各污染源对某种污染物的边际处理费用的不同来分配各 污染源的污染物削减量，使得区域污染物处理费用最小。即给去除污染效率高、 边际处理费用低的企业分配较多的削减量，去除污染效率低、边际处理费用高的 企业分配较少的削减量。对于整个区域来说，该方法有效地利用了现有社会资源， 将污染处理费用降到最低，具有一定的合理性；但对于企业，该方法扶持了治污 效率低或不愿进行污染治理的企业，打击了企业治污的积极性，所以这种“扶弱 限强”的标准具有不公平性。 目前，在大气环境总量控制规划中基本是按照污染控制费用最小原则来将环 境容量分配到各个污染源。但这种只追求社会整体效益最大的分配方法忽略了各 排污者之间的公平性问题，在实践中不可避免地造成污染治理效率高、边际治理 费用低、管理得力的污染源负担更多的削减量【3 1 丌。公平合理分配污染源的允许排 放量和削减量是实现公平和效率两者统一的基础，允许排放量分配的不公平将严 重挫企业防治污染的积极性，从而导致规划方案难以落实。 1 3 总体设计 1 3 1 研究目标 坚持科学发展观，服务于可持续发展，立足于区域大气环境容量，以有效控 制大气污染的程度和范围，提高人民群众生活质量、改善环境质量为根本出发点； 在进行详实的污染调查基础上，分析区域污染现状，选择适合区域环境的大气扩 散模型，明确控制目标和控制区域，测算大气环境容量。以容量测算结果为依据， 确定区域发展的环境限制因子，提出与环境承载能力相适应的区域产业发展方向 及污染整治要求，为区域开发和项目环境管理服务，为政府部门决策提供技术支 持。 1 3 2 研究方法 本文立足于医化基地实际发展情况，结合当地气象条件、污染源时空分布， 研究医化基地大气环境容量，采用英国剑桥公司研发的a d m s 环评大气扩散模型 1 4 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 得出各企业污染物对各控制点的传递函数，结合浓度控制与目标控制，用r 值法 给各企业分配基础允许排放量，通过模型模拟各控制点浓度与环境目标值的对比， 用b 值法将超标点削减量分配到各污染源的方法对浙江省医化基地的v o c s 大气 环境容量进行测算，并利用线性优化方程对大气环境容量优化分配到各污染源， 最终完成基地内三种主要污染因子的容量总量控制工作。 l - 3 3 研究路线 图1 1 研究路线 浙江1 ：业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化：【：医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 第二章椒江外沙、岩头化工医药基地概况 2 1基本概况 2 1 1 自然环境 医化基地位于浙江省台州市椒江区。椒江区地处台州市东部，濒临东海，座 落在台州港口，界于东经1 2 1 0 2 0 2 5 ”1 2 1 0 5 5 2 4 ”，北纬2 8 0 2 2 2 4 ”2 8 0 4 67 5 0 之间。 北与临海市接壤，西南与黄岩区毗邻。全区陆地面积2 7 4 平方公里，浅海域面积 8 9 1 平方公里( 指等深线2 0 米以内面积) 。 境内以平原为主，椒江自西向东横贯全境，将辖区分成南、北两片。在台州 市区与该医化基地之间有东山、太和山等山脉相隔。为了方便该医化基地的交通， 近年来开通了疏港大道，并与城区道路相连，另外还有外沙路贯穿整个医化基地， 交通十分便利。但也带来负面的生态和环境影响，导致起屏蔽阻挡作用的山体削 除为平地，南北直通，使医化基地废气直接受海陆风或东风、东南风输送而污染 西南方向的椒江城区的居民和农作物及植物等生态系统。医化基地区位图见图 2 1 。 图2 1椒江外沙、岩头化工医药基地区位图 1 6 浙江t 业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化t 医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 2 1 2 社会环境 医化基地自上世纪8 0 年代开始发展工业经济，吸纳了一批骨干企业，经过2 0 多年的发展，已形成了一定的规模，为该基地的经济发展奠定了坚实的产业基础。 近几年随着经济结构战略性调整加快，为该基地的进一步发展找到了新的经济增 长点，逐步形成了以化工、医药等为特色的工业经济格局。截止2 0 0 6 年1 2 月化 工医药基地现有医药化工企业3 2 家，主导产品包括洛伐他汀、氯洁霉素、精奎禾 灵、啶虫脒、阿伐他汀等。据统计，台州市椒江规模以上工业企业2 0 0 5 年实现国 内生产总值2 6 5 1 3 亿元，税收9 4 6 亿元，利润1 9 7 2 亿元，比2 0 0 4 年增长2 4 1 2 ； 医化企业产值5 5 0 6 亿元，税收1 9 0 亿元，利润4 1 1 亿元。 2 2 气侯与气象 2 2 1 气侯统计分析 椒江属亚热带海洋性季风气候，温度湿润，雨量充沛，四季分明，据椒江洪 家国家基准气象站( 位于椒江东南约7k m ) 近三十年的气象统计资料。年平均气温 1 7 0 ，多年平均风速为2 7m s ，全年主导风向n w ，冬季盛行n w 风，夏季盛 行风向s 。台风：一般规律为每年平均影响1 - - 2 次，最多可达3 - - 4 次。出现的季 节一般为7 - - - 9 月，最早5 月，最迟1 1 月。 2 2 2 污染气象分析 因此本研究采用椒江区洪家国家基准气象站提供的1 9 9 9 2 0 0 3 年的气象统计 资料来进行大气环境容量测算。 2 2 1 1 地面风向 一个地区的地面风向决定了污染物迁移输送方向，因此风向频率大小决定了 区域受污染影响的机率。根据椒江区洪家国家基准气象站多年地面风向频率统计， 全年以n w 风为最多( 占1 8 7 8 ) ，其次为n n w ( 占1 3 1 8 ) ，静风频率较高( 占 8 1 2 ) 。由于受季风的影响，一年四季的风向频率分布存在一定的差异。春季以静 风为主；夏季以s s w 为主，南风、东南偏南风次之；秋冬季以西北风为主，西北 风偏北风次之。当地风向频率玫瑰图见图2 2 。从地面风向来看，处于医化基地西 南方向的椒江城区在夏天较易受到污染物的影响。 浙江工业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 n + j e 纠i 辩攀i 。三 薹窭缎- ， s w 一争。j s e s = 月，静风7 。9 呖 n s n w - - ：? 、n e ，五一一专z ：n e 熬净 j 一h i ：； 四月，静风1 1 j 7 n n s 一j 一七月，静风7 1 1 尚 ss 图2 - 2 地面风向频率玫瑰图 4pii 二了、n e n 雾：? 、n e n w ? 、厂一，式装 。厶嗯摩之 、 乏恭瓣。 t 。p 一 鼢童 ，、，、 形 o ) ( 3 - 5 ) 舯，舻赢 p 6 ) 3 1 2 2p d f 模式 在不稳定条件下，对低浮力烟羽采须知的是p d f 模式计算地面浓度，即： c = 南e x p 1 i ( y q - y p - p 7 ， ( q z ”) 【1 + 0 5 z ( u r , j ，) l 2 ( e o 1 ，m 2 ) 眦m 胪z f( e 0 1 , u 坝 2 ) ( 3 8 ) 式中c y 为地面横风向积分浓度，由下式确定： 可c y u h3 两2 f , 唧卜势瓦2 6 一匀 。3 吲 3 1 2 3 4 , n t g 寸流尺度模式 在不稳定条件下，对高浮力烟羽采用小风对流尺度模式，即： 浙江工业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 当x o 或三 o ，且“1 4 , 2 ) 5 ) 1 i o1 0一i , i l i _ ，w t 1 ；一l 吐蛀d 掀p n c q t f t l k 一r 一一一d a 吲k _ 一( ：洲 愕8 1 嬷脚o b 艏鲫j 掣籼唑赢獬每肇痛废4 戳删e 空间性示意图 o 2 2 x x 俜 b 胁 所 懈 ，【 = 盯 二 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 3 1 2 5 边界层高度 a d m s 确定边界层稳定度是通过两个变量z 乙。和z h 定义来边界层的结构， 它取代了p a s q u i l l g i f f o r d 公式，在考虑边界层随高度的增加性质不同方面与 p a s q u i l l - g i f f o r d 公式有很大的不同。图3 一l 和图3 - 2 显示的是z 厶。变化与 p a s q u i l l - g i f f o r d 稳定度分级之间的近似对应关系。 g r o u n d 1 0 01 0- i一i 屯| ，埘 0 1ll b l c v c l z=0 _ 一u n 甜麓期e n e u l l m l & l b l # _ 一秘i 拇 一d 潮 a 吲麓 一c 澍 豳8 2 蠕墒纽b 枷钽她蝌w 喇嫩黄褰愆静辱辘脔代$ e 宾间性示意图 3 1 3 相关模型联用 本模型可与a r c v i e w3 2 联用将遥感地图定位，并通过s u r f e r8 联用制作浓 度等值图。 3 1 3 1 与a r c v i e w3 2 联用 a r c v i e w 是世界上最大的g i s 软件厂商美国环境系统研究所( e s r i ) 的桌面g i s 软件。a r c v i e w 可以方便地制作各种专题地图，具有较强的空间查询和分析、数据 编辑和可视化功能，具有了丰富的g i s 功能。 将所得的1 ：2 0 0 0 的遥感地图左下角坐标定位为基准点( o ，o ) = ( 2 8 0 3 6 2 6 ”) ， 通过以下程序将图片中的单位转换成实际距离，方便模型在地图上直接点取，获 浙江工业人学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 得相关污染源坐标。 程序： t h e v i e w = a v g e t a c t i v e d o c t h e i t h e m e = t h e v i e w g e t a c t i v e t h e m e s g e t ( o ) r2 r e c t m a k e ( o o ，16 5 0 0 10 7 0 0 ) t h e i t h e m e g e t i m g s r c s e t m a p e x t e n t ( r ) t h e v i e w i n v a l i d a t e 3 1 3 2 与s u r f e r8 0 联用 s u r f e r 8 0 具有强大插值功能和绘制图件能力，成为用来处理x y z 数据的首选 软件，可应用于地理位置、地质、测绘、气象、环保等学科地理信息系统和图形 图像处理等专业。 本研究采用s u r f e r 8 0 在遥感图上制作污染物浓度等值图，使其可视化效果更 佳。 3 1 4 模型参数选取 3 1 4 1 基本参数 模型基本参数选取见表3 1 。 表3 - 1a d m s 环评基本参数选取表 3 1 4 2 污染源参数 医化基地各污染源参数详见表2 - 6 。 3 1 4 3 气象参数 本研究采用气象站提供的多年统计气象资料，采用的是p a s q u i l l g i f f o r d 稳定 度，在某种程度上摒弃了该软件的一大优点，但用长年的统计气象资料来分析一 个地区的大气环境容量比起国内大部分地区采用一年每日逐时的气象资料，更具 有代表性，同时每日逐时的气象资料价格昂贵，会加大研究成本。 a d m s 环评软件的自带说明文件r 9 1 a g 文件提供了p a s q u i l l g i f f o r d 稳定度 浙江工业人学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 与边界层的之间转换关系。因此本研究考虑采用此方法对当地提供的多年统计气 象资料进行分析处理转换，以便转换成可供软件使用的气象格式。 3 1 4 4 保证率 在输入一系列基础数据后，a d m s 环评能够计算每个点上的浓度及出现的联 合频率，并且浓度是按照逐渐降低的顺序排列，组成一个概率分布函数。最高值 对应于第1 0 0 个百分比的值，较低的百分比则根据累积频率通过现行内插计算得 到。 3 2 模型适用性验证 3 2 1验证方法 由于扩散模式具有普遍性，而不同地区都有其特殊性，如地形地貌、气象气 候等特点。因此，对于某一特定地区用模式直接计算出来的结果往往是不能直接 使用的，需要对模式进行相关性检验和修正，一般要求模拟值与实测值线性相关 系数达到0 6 以上，同时在该相关性的基础上建立某一地区的污染扩散方程后方能 直接使用【4 5 1 。由于当地监测站并没有对这些污染物进行常规监测，因此本研究对 控制点进行采样检测，并与模拟值进行比较。 c ，= j i c ，+ c o + 4 ( 3 1 6 ) 3 2 2 采样监测 由于当地未对v o c s 物质进行常规监测，本研究在控制点设置采样点进行监 测，以检验模型的适用性。由于人手缺少、天气条件以及时间方面的原因，本次 监测取距离医化基地较近的五个控制点作为采样地点，采集到的样本天数为六天。 3 2 2 1采样时间 2 0 0 7 年1 月1 5 日到2 0 0 7 年1 月3 1 日下午两点。 3 2 2 1采样地点 监测布点设置在以下四个点：椒江一中、椒江二中、三梅中学、太和别墅区 以及枫南小区南大门。 3 2 2 2 采样方法 采用大气采样器( 江苏金坛汇通t m p 1 5 0 0 ) 收集至气袋( 大连德霖1 l ) 。 3 7 浙江工业大学硕上学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 3 2 2 3 检测方法 一、配气和检测 参考空气废气监测方法( 第四版) 中大瓶子配气法。 采用气相色谱一质谱联用仪( g c m s ) 进样分析，测得峰面积。 二、仪器和条件 仪器：a g i l e n t6 8 9 0g c 5 9 7 3m s d 气质联用仪。 分析条件为：色谱柱h p 小n o w a x ( 2 5m 3 2 0 岬5r u n ) ，柱前载气压力1 0 5 k p a ；色谱柱初始温度3 5 ，保持2r a i n ，第一阶段升温速率1 5 m i i l ，最终温度 1 2 0 ，第二阶段升温速率1 0 。c m i n ，最终温度2 0 0 ，保持3m i n ；检测器界面 温度2 0 0 ，质谱电离方式e i ，扫描质量范围4 5 1 2 0a i n u ；载气为氦气，流速1 m l m i n ，进样体积0 4m l ，分流比5 0 ：l 。 三、结果 乙酸乙酯 配制0 ，0 2 ，0 4 ，0 6 ，0 8 ，1 0 ，1 2m g m 3 的标气，g c m s 仪测得峰面积， 并作图3 3 。 1 4 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 鼷8 0 0 0 喧 耍6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 o oo 0 50 1o 1 5o 2o 2 5 乙酸乙酯浓度( m g m 3 ) 图3 3 乙酸乙酯g c m s 标线 ( 孕d m f 配制0 ，0 2 ，0 4 ，0 6 ，o 8 ，1 o ，1 2m g m 3 的标气，g c m s 仪测得峰面积， 并作图3 - 4 。 3 8 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 1 0 0 0 0 8 0 0 0 鼷6 0 0 0 旧 磐4 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 50 1o 1 50 20 2 5 d m f 浓度( m g m 3 ) 图3 - 4d m f g c m s 标线 甲苯 配制0 ，0 2 ，0 5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 ，2 5m g m 3 的标气，g c m s 仪测得峰面积， 并作图3 5 。 8 0 0 0 0 7 0 0 0 0 6 0 0 0 0 鼷5 0 0 0 0 值4 0 0 0 0 磐3 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 o 0 3 o 6o 9 1 2 甲苯浓度( 耐) 图3 5 甲苯g c m s 标线 3 2 3 验证结果 受采样当天气象条件限制( 主城区不在医化基地下风向) ，只采集到1 月1 6 日、1 月1 8 日、1 月2 7 日、1 月2 9 日、1 月3 0 日、1 月3 1 日这六日的气体样品。 这些气体样品中，甲苯基本能被检出，而乙酸乙酯、d m f 在大气中浓度较低，仪 器无法检出。各控制点甲苯的实测平均值与模拟平均值的比较结果见图3 - 6 。由于 这三种v o c s 物质在大气中的浓度主要是由基地内的企业排放，其他源的浓度贡 献值几乎为零，因此忽略其他源的贡献。模拟值与实测值相关系数较好，相关系 3 9 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 数为0 6 8 ，实测值与模拟值之问的关系可用式3 1 7 表示。在此次模型验证的数据 中，6 7 的模拟值在实测值的二倍差值范围内。本研究采用对模拟值进行相关性系 数修正后的值，来表征污染物在控制区内的实际浓度分布。 q = o 6 8 c , ( 3 - 1 7 ) _ 暑 、 暑 、_ 一 * 壬 u 控制点名称 a 椒江一中：b 椒江二中；c 三梅中学；h 枫南小区东大门；i 蒯墅区 图3 - 6甲苯实测值与模拟值 乙酸乙酯、d m f 在本次模型验证过程中失败，其相关系数可参照甲苯的相关 系数进行修正，具体相关系数可待受污染相对较严重的夏天再行采样监测后与模 拟值比较，得出较为准确的相关系数。 3 3 传递函数的确定 传递函数是指第f 个污染源的单位污染源强q 在第个控制点上造成的浓度 贡献量q ，它表征了在一定气象和相互位置条件不变的情况下，污染源对控制点 的影响。通过大气污染扩散模型模拟，得出各污染源到控制点的传递函数，并进 行相关系数修正后，作为平权环境容量分配的基础数据。 浙江工业人学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 4 1 控制区的确定 第四章大气环境容量测算 4 1 1 环境功能区划及控制目标 4 1 1 1 控制区区划 环境大气功能分区是指为保护生态环境和人类健康的要求而划分的环境大气 质量保护区【4 6 1 。划分环境大气质量功能区，是为了更加有效合理地控制和改善大 气环境质量，是实行总量控制的依据。一般来说，城市大气环境功能区分为工业 区、商业区、居民区、文化区、交通稠密区和清洁区。在综合考虑当地情况之后， 将控制区划分为两个区块：工业区和居民区。 环境空气质量功能区分为一类环境空气质量功能区( 一类区) 、二类环境空气 质量功能区( 二类区) 和三类环境空气质量功能区( 三类区) 。一类区指自然保护 区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区指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，以及一、三类区不包括 的地区。三类区指特定工业区。因此，居民区执行二类标准，医化基地执行三类 标准。 4 1 1 2 评价因子的确定 根据医化基地内各有机物排放的等标排放量，取前3 位，确定环境容量测算 的主要污染因子为：乙酸乙酯、d m f 、甲苯。三种v o c s 物化性质见表4 1 。 4 1 1 3 控制区控制目标 国家的环境空气质量标准( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) 中并无d m f 、甲苯、乙酸乙酯这 三种v o c s 物质在大气中的环境质量标准，因此采用前苏联居民区大气中有害有 机物的最大允许浓度标准、工作场所有害因素职业接触限值( g b z 2 2 0 0 2 ) ，并引入 嗅味认知阀值的概念。确定以工作场所有害因素职业接触限值作为医化基地污染 物浓度控制值，以嗅味认知阀值和前苏联居民区环境标准的较小值作为主城区的 污染物浓度控制值。 4 l 浙江工业大学硕上学位毕业论文 浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 嚣u 也结构式 丫。 常嗅阈值 3 0 0 m g m 3 毒 性 甲苯 t o l u e n e c 7 h 8 9 2 1 4 无色液体 1 1 0 6 。c 9 4 9 8 1m g m 3 乙酸乙酯 e t h y la c e t a t e c 4 h 9 0 2 8 8 1 l o l i h 3 c c c h 3 无色带有果香的液体 7 7 2 8 3 6 1 2 0 0 1 9 6m g m 3 未被i a r c ，a c g i h 列入致癌高剂量吸入可以导致共毒性较低，可以通过吸入， 物质名单中。可以刺激皮肤，济失调，意识不清及死食入或皮肤吸收而进入人 眼睛，当浓度为1 0 4 4 5m g m 3 亡外，低剂量吸入可以体，对眼睛，鼻子，咽喉有 时会对人类的生命和健康造成导致头昏，欣快，思维刺激作用。浓度高时可以发 危险。症状为眩晕，失眠，脸混乱等现象。非人类致生情绪激动，多语，共济失 红，恶心，呕吐，肚痛及高血癌物质，i a r c 将其归类调，知觉障碍，复视，眩晕， 压，还可以引起结膜炎。为3 ，美国e p a 将其归麻醉作用，甚至昏迷，还可 类为d ，a c g i h 将其归能发生肺水肿，肝，肾损伤。 类为a 4 。可因循环系统及呼吸系统 衰歇而死亡。 表4 - 2 甲苯排放标准 最高允许排放浓度 最高允许排放速率( k g h ) ( m g m 3 ) 1 砝孺焉蕊 三级 4 2 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化工医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 表4 3三种v o c s 物质环境质鼍标准 名称时间加权平均容许浓度标准 二甲基甲酰胺 工作区：2 0m g m 3 g b z 2 - 2 0 0 2 ( d m f ) 居民区：o 0 3m g m 3 前苏联环境标准 工作区：5 0m g m g b z 2 2 0 0 2 甲苯 居民区：0 6m g m 3前苏联环境标准 工作区：2 0 0m g m g b z 2 2 0 0 2 乙酸乙酯 居民区：0 0 1 9 6m g m 3嗅味认知阀值 根据城市大气环境容量核定技术报告编制大纲要求，达标率要在9 0 以 上。由于椒江区居民对v o c s 非常敏感，且对大气环境质量要求较高，因此本研 究采用保证率为9 5 和9 9 来进行计算。 4 1 2 控制区范围及网格划分 控制区面积为5 0k m 2 ，其中工业区面积3k m 2 ，城市居民区及工业区周边面积 共4 6 2k m 2 。根据重点城市大气环境容量核定技术导则( 修改版) 1 4 8 1 有关控制区 网格化要求，结合椒江区实际情况，并借鉴国内其他城市控制区网格化经验，确 定基本网格为2 0 0m x 2 0 0m ，将基地及区外控制区网格化，作为大气污染扩散模型 的数字计算基础。 4 1 3 控制点选取 为了判断一个地区大气质量是否达到预定的环境目标值，一般在这个地区内 设置一系列有代表性的计算点，只要这些点的空气质量能达到环境目标值，则认 为整个研究地区的空气质量能达到环境目标值。控制点就是进行总量控制和环境 容量研究作为控制比较的基准的计算点。 控制点的选取原则f 蛔： 根据区域内的环境功能，选择一些代表性的关心点为控制点，如居民区、 风景区或敏感的保护区如医院等； 控制点与污染源距离不能太大，一般以危险风速下对应的最大落地浓度来 确定； 控制点应在区域最多风向下轴线的两侧； 各控制点都应执行所在功能区相应的环境标准。 根据以上控制点确定原则，本研究共选择椒江市区具有代表性的容量测算控 4 3 浙江工业大学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化r t 医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 制点共9 个，包括四个文教区、两个政府机关驻地、一个医院点、两个居民点。 大气环境容量测算控制点情况见表4 4 。具体方位见图2 7 。 表4 - 4 大气环境容量测算控制点情况 4 2 大气环境容量分配 4 2 1 平权分配大气环境容量 医化基地内，由于企业产品的不同，使用的有机溶剂种类也会有所不同，因 此，并不是每个排气筒都存在排放这三种v o c s 物质的情况。但从公平的角度来 看，每家企业都有排放这三种v o c s 物质的权利，因此，本研究采用平权方法， 给每个污染源分配一定的大气环境容量。 4 2 1 1 基础分配r 值模型 r 值法是国家标准制定大气污染物排放标准的技术方法( g b t3 8 4 0 9 1 ) 提 出的生产工艺过程中产生的气态大气污染物排放标准的制定方法，它是计算各种 非能源产品的生产过程中产生的大气污染物。其允许排放量公式如式( 4 一1 ) ： 线= c r k ( 4 一1 ) 该标准规定标准浓度限值可取t j 3 6 规定的居住区日平均容许浓度限值。由于 国家未规定乙酸乙酯、d m f 、甲苯的浓度，因此本研究采用前苏联居民区环境标 准值、认知阀值中的较小值。r 值选取参照表4 5 。医化基地属于5 号区，选择第 三类的r 系数。k 。是地区系数，选0 6 。 浙江工业入学硕士学位毕业论文浙江省椒江外沙、岩头化j 医药基地v o c s 大气环境环境容量研究 4 2 1 2 平权分配b 值模型【4 9 】 通过r 值法确定最大排放量，给各污染源分配基础允许排放量的基础上，分 析对于多源并存区域的影响，即使每个污染源都达到了排放标准，仍不一定能保 证叠加后的浓度值满足环境标准，因此，需要计算平权削减量。利用大气扩散模 式，以基础允许排放量作为扩散