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安庆市大气环境容量研究 摘要 研究测算城市大气环境容量，了解和认识大气污染产生与变化的基本规律， 实施基于容量的总量优化分配，对于落实科学发展观，实施城市产业结构调整 和优化布局，构建资源节约型和环境友好型社会都具有重要现实指导意义。因 此开展城市大气环境容量研究工作显得尤为重要。 本论文对安庆市城市大气环境容量的测算进行了有益的探索，通过对安庆 市环境质量现状的调查与分析、气象资料的调查与分析、污染源的调查与分析， 应用区域大气环境容量模型测算二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的环境容 量。运用a p 值法中的a 法确定城市控制区和城区控制区理想环境容量。运用 多源模型综合应用控制区域、污染源、污染气象、环境质量验证等多方面的资 料，建立污染源一大气环境质量的输入响应关系，测算实际环境容量。体现了 环境容量是可变资源的特性，为满足城市环境管理和经济协调发展的需要。 本论文研究的理论与方法是从一个全新的角度，将污染源调查结果和气象 条件整理成模型可用的数据形式，并将a p 值法和多源模型相结合对城市环境 容量进行系统测算，对于核定城市大气环境容量，实现从目标总量控制到容量 总量控制的顺利过渡都会大有裨益，并希望将城市环境管理提到一个新的高度， 在城市经济发展过程中充分考虑环境承载力。 关键词：环境容量多源模型理想环境容量实际环境容量 s t u d yo na i re n v i r o n m e n tc a p a c i t yi na n q i n gc i t y a b s t r a c t s t u d y i n go na i re n v i r o n m e n tc a p a c i t yo fc i t y ，u n d e r s t a n d i n gt h ep r o d u c ea n d t r a n s f o r m a t i o n sl a wo fa i rp o l l u t i o np l a yav e r yi m p o r t a n tr o l et oa d ju s ti n d u s t r y s t r u c t u r e ，t os e tu paf r i e n d l ys o c i e t ya b o u te n v i r o n m e n ta n dr e s o u r c e s ol ti sv e r yi m p o r t a n tt oc a r r yo u tt h er e s e a r c ha b o u ta i re n v i r o n m e n tc a p a c i t y i nc i t y t h i sp a p e rg r o p e sf o rt h ec a l c u l a t i n ga i re n v i r o n m e n tc a p a c i t y a c c o r d i n g t o i n v e s t i g a t i o na n da n a l y z ee n v i r o n m e n tq u a l i t yi na n q i n gc i t y , c o l l e c tw e a t h e rd a t a ， i n q u i s i t ea n da n a l y z ep o l l u t i o ns o u r c e ，t h i sp a p e ra p p l ya e mm o d e lt oc a l c u l a t e m a i np o l l u t i o nf a c t o r s e n v i r o n m e n tc a p a c i t yi n c l u d i n g s 0 2 、n 0 2a n dp m l oa n d a d o p t ，a ，m e t h o df r o m a p ，m e t h o dt oc a l c u l a t ei d e a le n v i r o n m e n t c a p a c i t y a p p l y i n gt h ed a t aa b o u tc o n t r 0 1a r e a ，p o l l u t i o n ，s o u r c e ，w e a t h e rc o n d i t i o n a n de n v i r o n m e n tq u a l i t yv a l i d a t e ，t h i sp a p e ru s em a n ys o u r c em o d e lt oc a l c u l a t e r e a le n v i r o n m e n tc a p a c i t y t h i sw a yb o d ye n v i r o n m e n tc a p a c i t y c h a r a c t e r i s t i ct h a t i sv a r i a b l er e s o u r c e f r o man e ws i d e ，t r a n s f o r m i n g p o l l u t i o na n dw e a t h e r i n f o r m a t i o nt op r o p e rf o r mf o ra e m m o d e l ，c o m b i n a t i o n ，a p m e t h o da n dm a n y s o u r c em o d e lt oc a l c u l a t i o ne n v i r o n m e n tc a p a c i t y ，t h i sw a yi su s e l e s st oc a r r yo u t t h et r a n s i t i o n f r o mo b j e c tg r o s sc o n t r o lt oc a p a c i t yg r o s s c o n t r 0 1 w eh o p et h a tc i t y e n v i r o n m e n t m a n a g e m e n tc o u l db ep a l e dm o r ea t t e n i o na n dc o n c i d e rm o r e e n v i r o n m e n tc a p a c i t yw i t hc i t yd e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n tc a p a c i t y ，m a n ys o u r c em o d e l ，i d e a le n v i r o n m e n tc a p a c i t y , r e a le n v i r o n m e n tc a p a c i t y i i i 插图清单 图1 1 大气环境容量核定技术路线图7 图2 1 安庆市近1 0 年能源消耗总量变化及能源结构对比图1 0 图2 22 0 0 2 年安庆市能源结构示意图1 1 图2 32 0 0 3 安庆市能源结构示意图1 1 图3 1 安庆市城区网格划分情况图1 4 图3 52 0 0 0 2 0 0 3 年安庆市空气污染物浓度变化示意图1 7 图4 1 安庆市大气环境容量核定点源位置图( 点源) 一2 0 图4 2 安庆市2 0 0 2 年风向及污染系数玫瑰图一2 4 图5 1 大气环境容量测算路线2 9 图5 2s 0 2 现状浓度值等值线图3 9 图5 3s 0 2 优化后浓度空间分布图4 0 图5 4n 0 2 现状浓度空间分布图4 1 图5 5n 0 2 优化调整后的浓度空间分布图4 2 图5 - 6p m l o 现状浓度空间分布图4 4 图5 7p m l o 优化后浓度空间分布图4 5 表格清单 表3 1 安庆市容量测算的本底值1 5 表3 22 0 0 2 年安庆市二氧化硫监测结果统计表1 5 表3 32 0 0 2 年安庆市二氧化氮监测结果统计表1 6 表3 - 42 0 0 2 年安庆市可吸入颗粒物监测结果统计表1 6 表4 1 安庆市大气污染源分类统计1 9 表4 2 本市固定点源污染排放量统计2 1 表4 3 本市固定面源污染排放量统计2 1 表4 - 4 机动车排放污染程度划分标准2 1 表4 5 安庆市区机动车污染排放估算表( n 0 2 ) 一2 2 表4 62 0 0 2 年安庆市区大气稳定度频率统计2 5 表4 72 0 0 2 年1 月各风速段稳定度出现频率( ) 2 6 表4 82 0 0 2 年1 月逐时风向、风速、大气稳定度联合频率2 6 表5 1a 值法计算的环境容量2 8 表5 2 布里吉斯扩散参数( 开阔平原1 0 2 s x 5 1 0 4 ) 3 1 表5 3 横向扩散参数幂函数表达式数据( 取样时间0 5 h ) 3 l 表5 - 4 垂直扩散参数幂函数表达式数据( 取样时间0 5 ) 一3 2 表5 5 小风( 1 5 m s u 1 0 0 5 m s ) ，和静风( u 1 0 o 5 s ) 扩散参数的系数7 ，0 1 、 y 0 2p ；2q2 l ，仃：2 2 1j 3 3 表5 - 6n o 、n 1 、n 2 的选取3 4 表5 7 模型计算值与实测值比较3 7 表5 8 主要控制点位的s 0 2 浓度值( 现状) 3 9 表5 - 9 主要控制点位的s 0 2 浓度值( 优化调整) 4 0 表5 1 0 主要控制点位的n 0 2 浓度值( 现状) 4 1 表5 1 1 主要控制点位的n 0 2 浓度值( 优化调整) 4 2 表5 1 2 主要控制点位的p m l o 浓度值( 现状) 4 3 表5 13 主要控制点位的p m l o 浓度值( 优化调整) 4 4 表5 1 4 安庆市大气环境容量计算汇总一4 5 表5 1 5 安庆市大气环境容量核定汇总表4 6 4 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 金目旦王些盔堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期呖绰f 胡日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权合肥工业大学可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 池姗虢和j 签字日期o 矜f 明f 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 占睦 导师签名： 签字日想五苦年i 胡日 电话：汐瞒一j 水7 7 夕石 邮编：如6d 9 0 致谢 时光如梭，岁月在蒋。转眼之间，几年的学习和研究工作即将画上一个圆 满的句号。回首过去，深感收益匪浅，感触颇丰。 在我的导师孙世群副教授的悉心指导和大力帮助下，使我顺利的完成了我 的硕士论文。几年来，孙老师无论从做人还是做事方面都为我树立了良好的榜 样。他渊博的学识、严谨求实、精益求精的科学精神、诲人不倦的教学态度是 我受益终生。在此论文完成之际，谨向老师表达我最诚挚的谢意! 感谢资环学院的其他授课老师们，在我研究生学习期间给予诸多指教。在 工大的学习经历将使我终身难忘! 在此，还要感谢我的爱人和家人! 是他们给了我无穷的动力和战胜困难的勇 气。 最后，感谢所有关心我、帮助我的老师和同学! 谢谢你们! i v 作者：潘静 2 0 0 8 年9 月 前言 安庆市环境空气质量的改善，不仅直接关系到安庆市经济的发展，更关系 到改善广大人民群众的生活质量。对于安庆市这样一个以石油化工为主的工业 城市，其对城市的大气治理，仅仅靠对众多的点源实施浓度控制是不够的，必 须实施综合整治和总量控制。而实施综合整治和总量控制的基础是对环境容量 进行测算和研究，以便合理的控制总量控制目标和总量控制战略、充分利用环 境资源、合理布局、优化城市结构、调整产业结构提供依据，最大限度的实现 经济发展和环境保护的良性循环。另外，“新、改、扩”建项目的环境影响评价， 也急切希望得到不同区域的环境容量，以便获得对项目评价应遵守的最基本的 指导原则。 容量是在一定的空间容纳某种物质的能力。区域环境容量是指一定区域内 保证人体健康和区域生态环境安全的最大污染物纳污量。目前常用的区域大气 环境容量的涵义有多种，基本可分为三类：第一类是基于有限空间空气污染与清 除能力平衡得出的环境容量，可称为理想环境容量：第二类是在污染源现状格局 条件下，保证区域地面环境质量达到功能要求得出的环境容量，可称为实际环 境容量；第三类是在产业结构调整、污染源格局优化的条件下，保证区域地面环 境质量达到功能区要求得出的环境容量，可称为规划环境容量。 为了更好合理地制定总量控制目标和控制战略，使有限的大气环境容量资 源得到合理的利用，促进城市大气污染物排放许可证制度的落实，为“十一五” 市环境保护规划提供技术支持。本文开展安庆市大气环境容量的测算工作，通 过污染源的调查与分析，编制污染源排放清单，应用区域大气环境容量模型模 拟计算确定主要污染因子的扩散规律，测算二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒 物的环境容量。此外，还运用a p 值法的a 值法确定了城市控制区和城区控制 区的环境容量。从而体现了环境容量是可变的资源的特性，在一定的经济条件 下，既可确保总量削减，又可充分利用环境容量资源，以满足安庆市环境管理 和经济协调发展的需要。 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 课题的来源 本研究课题来源于国家对1 1 3 个重点城市大气环境容量进行测算和核定的 研究课题，而安徽省安庆市属于1 1 3 个重点城市之一。 1 1 2 研究背景 当今，以“全球变暖”为突出标志的全球环境变化及其可能对整个环境产生 的严重影响，已经引起了科学家、各国政府与社会各界的极大关注。的酸化、 对流层臭氧增加和平流层臭氧减少所引起的全球化学系统的改，现代工业的飞 速发展所带来的温室气体积累造成的气候变化问题是2 1 世人类所共同面临的 大气环境问题【l 巧】。随着社会的发展及人民生活的提高，人们对自身生存空间的 质量将越来越关心，我国2 0 0 8 年奥运的成功举办，空气污染问题包括大气环境 容量的研究势必要再上一个的台阶，因为这不仅关系到我们国家在国际上的形 象，还对招商引资过程如何科学合理地利用有限的大气环境资源有着非常重要 的影响。所以有必要深入开展有关的大气环境容量研究，科学限定污染物的排 放，提高环境管理平。同时，空气污染物在大气中的扩散输送是没有界限的， 一个大工厂排放空气污染物往往在下风向传输到几十公里甚至几百公里，空气 污染物可以市、跨省、跨国输送，空气污染范围可以从局部范围发展到区域乃 至全球围，污染物的这种远距离输送，增加了大气环境容量研究的难度和必要 性0 1 。 城市环境空气污染问题是当前环境保护工作中急待解决的问题，倍受各政 府的重视，控制污染物来源，充分合理地利用大气环境容量，改善环境空气质 量，是当前环境保护工作的一项重要工作。从污染物控制方面考虑，国环境管 理的发展经历了两个阶段，一是上世纪7 0 年代至8 0 年代初期以度控制为主的 阶段，二是8 0 年代中期至本世纪初的污染物排放目标总量控制阶段。目标总量 控制各种制度、措施的实施，取得了明显效果。截止到2 0 0 2 年在国家划定的 1 1 3 个大气污染防治重点城市中，已经有3 9 个城市大气环境质量达到国家环境 空气环境质量二级标准，占3 5 ；尚未达到该项标准的城市有7 4 个，占6 5 1 1 - 1 5 】。鉴于以上形势，国家环保总局决定对于空气质量己经达标的城市，无需 继续污染物的削减，应当合理界定环境质量允许的总量指标；对于没有达标的 城市如何合理科学地决定和分配污染物的削减量，同样与环境质量允许的总量 有关。因而，当前环境管理工作由目标总量控制发展到实施环境容量允许前提 下的总量控制阶段，这是空气质量管理制度的一项重大变革。 2 1 2 研究目的和意义 城市化是我国社会经济发展的必然趋势。城市地区经济发达、工业集中、 人口密集，是大气污染防治的重点。特别是在城市群区域，污染物在城市之间 相互输送，造成各城市污染相互关联及多种高浓度污染物在时空上的叠加，导 致污染物的生成、输送、转化过程中的混合作用，以及对人体健康和生态系统 影响的协同效果。为了改善城市与区域的大气环境质量，国家制定了一系列的 管理制度，其中总量控制是核心管理手段。“九五”和“十五”期间的总量控制属 管理目标总量控制，它对于遏止污染发展的趋势起到了关键作用。但由于其缺 乏科学依据，不直接与空气质量的变化相联系，未考虑城市环境现状与社会经 济发展需求，在一定程度上加剧了环境保护与社会经济发展之间的矛盾。总量 控制指标的确定和分配必须建立在环境容量的基础上。各城市在“新、改、扩” 建项目的环境影响评价中，也急切地希望得到不同地域的环境容量限值，以便 获得对项目评价应遵循的最基本的指导原则【l 乱2 0 1 。 在大气环境功能进行区划的基础上，以空气环境质量分区达标为目标，确 定城市与区域的大气环境容量，然后按环境容量的开发利用与社会经济发展相 协调的原则，科学地提出不同阶段不同地区主要大气污染物排放总量控制指标。 同时强化相关制度的创新，特别是要规范化排污许可证制度，引入以排污交易 为代表的市场化环境管理机制，以协调社会经济发展与环境保护之间的矛盾。 通过大气环境容量应用研究一方面可以充分开发利用大气环境资源，另一 方面采取总量控制和布局调整等措施，以解决因大气污染而受损失地区的环境 空气污染问题。因此，大气环境容量应用工作的开展，标志城市环境空气污染 防治工作的深化和环境管理水平的提高，本课题通过对安庆市大气环境状况的 调查分析，确定其主要污染物和主要污染区域，研究污染物随区域和季节的不 同的排放规律并预测污染物的排放量；通过建立污染源一大气环境质量的输入 响应关系，分析各功能区大气环境容量的利用、保护和配置情况；通过对多源 模型的研究确定理想环境容量和实际环境容量。从而为大气环境容量总量控制 提供技术依据；为排污许可证制度的实施奠定基础；为优化当地的产业结构和 工业布局提供决策依据。以安庆市为例，通过污染源的调查与分析，编制污染 源清单，应用区域大气环境容量模型模拟计算确定主要污染因子的扩散规律， 测算二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物的环境容量，并且预测污染物的排放 趋势。此外，还运用a p 值法中的a 法确定城市控制区和城区控制区环境容量。 从而体现了环境容量是可变资源的特性，在一定的经济条件下，既可确保总量 削减，又可充分利用环境容量资源，为提高安庆市的环境管理水平和促进安庆 市持续发展提供依据。 1 3 大气环境容量概述 中国自实施环境影响评价制度以来，己由初期的重点控制浓度指标逐步过 渡到污染物排放总量控制，其根本原因就在于抓住了污染源头，从而实施清洁 生产战略【2 1 1 。总量控制方法自上世纪。7 0 年代末由日本提出以后，日本、美国 等发达国家得到了广泛应用 2 2 - 2 3 】，并取得了良好的效果。 我国关于总量控制方面的研究起步较晚。但是，2 0 0 0 年9 月新修订的中 华人民共和国大气污染防治法开始实施，其中第15 条规定“国务院和省、自 治区、直辖市人民政府对尚未达到规定的大气环境质量标准的区域和国务院批 准划定的酸雨控制区，二氧化硫污染控制区，可以划定为主要大气污染物排放 总量控制区。主要大气污染物排放总量控制的具体办法由国务院规定。”使得总 量控制在推行中获得了强有力的法律支持。虽然由于空间的开放性及气象条件 的复杂性，确定污染物允许排放量是一件非常复杂的工作【2 4 0 5 1 ，同时也需要大 量的资金支持。但是，目前，关于城市大气环境的研究，如城市大气污染特征、 大气污染物浓度与气候环境、大气污染监控及预警、大气污染的治理技术和污 染源分析等均取得了很多显著成果【2 3 0 】。 总的来说，在大气规划方法发展过程中，总量控制模型主要有以箱式模型 为基准导出的a p 【3 1 彤1 值控制法以及复杂的多源模式加数学规划法【3 5 3 8 】。 1 3 1a d m s 大气扩散模式 a d m s 大气扩散模型软件是由英国剑桥环境研究公司开发的，分“a d m s 一评价”、”a d m s 一工业”、”a d m s 一城市”等独立系统。其中，”a d m s 一城市” 版是大气扩散模型系统( a d m s ) 系列中的最复杂的一个系统。模拟城市区域来自 工业，民用和道路交通的污染源产生的污染物在大气中的扩散，a d m s 一城市 模型用点源，线源，面源，体源和网格源模型来模拟这些污染源。经设计，可 以考虑到的扩散问题包括最简单的( 例如，一个孤立的点源或单个道路源) 到最 复杂的城市问题( 例如，一个大型城市区域的多个工业污染源，民用和道路交通 污染排放) 。它对研究大气质量管理措施特别有用，例如计算先进技术的引进， 低排污区对污染状况的影响，燃料的改变，限制车速的设计对空气质量的影响 等。 a d m s 一城市可以作为一个独立的系统使用，也可以与一个地理信息系统 联合使用。a d m s 一城市与m a p l n f o 以及e s r i 的a r c v i e w 可以完全有机的连 接。我们推荐将a d m s 一城市与这两个地理信息系统中的任何一种一起使用。 因为这样可以使用数字地图数据，c a d 制图和或航片真实直观地设置您的污 染问题。在所使用的不同类型的地图数据上，生成如等值平面图的输出和作报 告用的硬拷贝图形等。 a d m s 一城市与其它用于城市地区的大气扩散模型的一个显著的区别是 a d m s 一城市应用了现有的基于m o n i n o b u k h o v 长度和边界层高度描述边界 层结构的参数的最新物理知识。其它模型使用p a s q u i l l 稳定参数的不精确的边 界层特征定义。在这个最新的方法中，边界层结构被可直接测量的物理参数定。 4 这使得随高度的变化而变化的扩散过程可以更真实地表现出，所获取的污染物 的浓度的预测结果通常是更精确，更可信【3 9 - 4 1 1 。 1 3 2i s c a e r m o d 模型 i s c a e r m o d 大气扩散模型是由美国l a k e s 环境公司开发、美国环保署 ( e p a ) 推荐的大气扩散模型软件，有界面己经汉化的版本。i s c a e r m o d 大气 扩散模型软件由i s c s t 3 ( i n d u s t r i a ls o u r c ec c o m p l e x s h o r tt e r mm o d e l ) ， a e r m o d ( a m s e p a r e g u l a t o r ym o d e l ) 和i s c p r i m e ( i n d u s t r i a l s o u r c e c o m p l e x - - p l u m er i s em o d e l e n h a n c e m e n t ) 三大模型组成【4 2 。 1 3 3 区域大气环境容量总量控制模型 区域大气环境容量总量控制模型( a e m ) 【4 3 】是国家九五，重点攻关课题的 研究成果，也是为了配合全国大气污染物总量控制制度实施而开发的大气污染 物总量控制管理软件。基本模式是定常高斯模式。适用于点源、线源、面源。 线源可以通过将它分为许多点源来积分或用面源来模拟。模式对每一个源、每 一个接受点分别计算浓度值。模式使用的稳定度分类法是g b 规定方法，扩散 参数选择帕斯奎尔一吉福德体系或b r i g g s 参数，风廓线采用幂值数律，烟羽抬 升使用综合分析公式。包括基础计算程序组和适用于不同情况的五组总量模型 程序组。 ( 1 ) 基础程序计算组。可以算出各种不同的大气扩散参数，风速扩线指数 等和计算参数，确定大气污染物基础排放量和一些基础计算：其中有单源地面浓 度计算、考虑混合层的单源地面浓度计算、考虑地形影响的单源地面浓度计算 和颗粒物的地面浓度计算，计算区间和计算参数可以任意选择，并且马上给出 地面浓度和画出地面浓度曲线。 ( 2 ) 总量控制计算。根据不同情况采用不同的程序组计算区域大气总量。 共有五组总量模型程序组。 第一组采用联合风频的平原地区计算气态污染物总量控制计算； 第二组采用联合风频的平原地区计算颗粒物总量控制计算； 第三组采用逐时气象资料的山区计算气态污染物总量控制计算； 第四组采用逐时气象资料的平原地区计算气态污染物总量控制计算： 第五组采用逐时气象资料的平原地区计算颗粒物总量控制计算。 每组程序可以根据控制区地面浓度，按照软件提示自动或主动修正消减有 关大气污染源，直到地面浓度达到规定标准为止。 1 3 4 国家环保总局环境规划院的“大气扩散烟囱轨迹模型” 烟囱扩散模型由国家环境保护总局环境规划院开发，特点开能够对污染源 排放出的烟囱在随时间、空间变化的非均匀性流场中的运动进行模拟，同时保 持了高斯模型结构简单、易于计算的特点 4 4 - 4 6 】。 1 3 5a p 值法 a p 值法为国家标准制定大气污染物排放标准的技术方法) ) ( g b i t 38 4 0 9 1 ) 提出的总盘控制区排放总量限值计算公式，是进行区域大气污染总量控制的一 种简单易行的方法。它首先利用基于箱模型的a 值法计算出控制区的大气环境 容量( 某种污染物的允许排放总量) ，然后，利用p 值法，在区域内所有污染源( 包 括点源和面源) 的排污量之和不超过上述容量的约束条件下，确定出各个点源的 允许排放量，从而根据计算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情况，确 定出该区域可容许的排放量【4 7 1 。 1 4 研究内容和技术路线 1 4 1 论文研究内容 1 、收集资料，了解环境容量和多源模型在国内外的研究状况和发展趋势， 找出存在的主要问题。 2 、以安庆市环境功能区划成果为基础，对排入功能区的污染源进行调查， 分析各种污染源( 点源、线源、面源) 的污染达标状况，确定污染物的排放量并 预测其排放趋势。 3 、评价安庆大气环境质量情况。 4 、研究理想环境容量和实际大气环境容量。 5 、提出安庆市大气环境保护基本措施。 1 4 2 技术路线图 本文技术路线如图1 1 所示。 6 图1 - 1 大气环境容量核定技术路线图 7 第二章安庆市基本概况及控制区的确定 2 1 自然环境概况 2 1 1 地理位置 安庆市位于安徽省西南部，是八百里皖江唯一的北岸城市，地处东经 2 9 0 4 7 3 l0 4 7 、北纬1 1 5 0 4 6 1 1 7 0 4 4 之间。东南与池州地区、铜陵市隔江相望， 东北与巢湖地区接壤，南与江西省九江市湖口、彭泽二县为邻，西与湖北省黄 岗市毗连，北与六安地区互接。辖市区( 大观区、迎江区、开发区、郊区) 及 七县一市( 桐城市、枞阳县、怀宁县、潜山县、太湖县、宿松县、望江县、岳 西县) 。 2 1 2 地形地貌 安庆市总面积1 5 3 5 2 平方公里，占全省总面积的1 1 。自东南向西北地势 明显地呈现三级高度，地貌总体特征为西北高、东南低，西北部是大别山中、 低山区，东南部为长江北岸洲圩、滩地，中部丘陵起伏，间有低山和湖泊。区 域内河流密布，多沿山势自西北向东南注入湖泊和长江。全市地貌构成以山地、 丘陵为主，平原面积相对较小，但湖泊水面在省内相对较多。其中山区占 3 5 6 9 ，丘陵占3 3 1 ，圩区占2 0 0 5 ，江湖水面占1 0 5 8 ，长江外滩占o 5 8 ( 图1 1 ) 。 2 1 3 土壤植被 安庆市多为砾质红壤性土及黄红壤，p h 呈酸性或微酸性，小部分为粘盘黄 棕壤及潴育性稻土，p h 近中性。东北部夹杂有部分沼泽化土壤，西南部与东南 部多为壤质灰潮土。 安庆市主要分布着次生的、人工营造的针叶松和宽叶林，主要种类有黑松、 马尾松、杉树、枫香、化香、榆、刺槐、油桐等。安庆城区绿化覆盖率为1 0 。 2 1 4 气候气象 安庆市为亚热带季风气候分区，四季分明，雨量充沛，气候温和，无霜期 长。年平均降水量为1 3 6 8 毫米，年平均蒸发量为1 6 0 9 4 毫米，蒸发量略大于 降水量。年平均气温1 6 5 ，极端最高气温4 4 7 c ，极端最低温度1 2 5 c ，最大 冻土深度1 3 厘米。年平均相对湿度7 7 ，无霜期达2 4 5 天，曰照2 0 3 0 小时。 本区常年主导风向为东北风( 包括n n e 、n e 、e n e ) ，占全年的5 3 6 2 ， 其次为西南风( 包括s s w 、s w 、w s w ) ，占全年的2 1 3 2 ，全年静风频率占 3 0 1 ，年平均风速为2 1 7 米秒。 其主要气象参数为： 年平均气温 最高月平均气温 1 6 5 2 9 2 8 最低月平均气温 年平均湿度 最热月平均相对湿度 最冷月平均相对湿度 年平均气压 夏季平均气压 冬季平均气压 年主导风向 冬季主导风向 夏季主导风向 年平均风速 静风频率 年平均降雨量 年最大降雨量 最大积雪深度 年平均蒸发量 最大冻土深度 无霜期 日照时数 2 1 5 水系河流 3 2 7 7 7 9 9 7 4 6 1 0 1 1 0 0 p a 9 9 9 3 0 p a 1 0 2 0 8 0 p a 东北风 东北风( 1 2 、1 、2 月) 6 、8 月东北风，7 月西南风 3 2 m s 1 5 1 3 6 8 m m 2 2 9 4 2 m m 3 1 0 m m 1 1 6 9 4 m m 1 3 0 m m 2 4 5 天 2 0 3 0 小时年 安庆地区属长江流域，长江流经安庆市境内2 4 3 公里，由西向东经宿松、 望江、怀宁、安庆市区、枞阳，进入下游。市区管辖江段上起皖河口，下至鲟 鱼嘴，总长4 7 公里，处于大通水文站上游八十公里，本江段属非感潮河段，岸 线平直，岸坡较大，水面宽阔，平水期江面宽约2 0 0 0 米，全断面平均水深1 4 米，据大通水文站近六十年来的实测资料，多年平均流量2 8 9 0 0 米3 秒，历年 最大平均流量9 2 6 0 0 米3 秒，最小流量6 0 0 0 米3 秒。最大平均流速0 3 8 米秒。 多年平均流速2 1 3 米秒，最小平均流速0 3 8 米秒。多年平均水位1 0 1 6 米( 吴 淞零点) ，历年最高水位1 8 9 4 米，最低水位3 6 5 米，常年枯水位4 1 5 米，最 高水温3 5 1 ，最低水温1 1 。 皖河总长1 9 2 公里，流域面积6 4 9 2 平方公里，在安庆市区与怀宁县交界处 注入长江。 安庆地区境内湖泊众多，面积较大的有黄湖、泊湖、龙感湖、菜子湖、破 罡湖、石塘湖、花亭湖、武昌湖以及钓鱼台水库等，总面积约1 3 0 0 平方公里。 2 2 社会经济概况 2 2 1 行政区划 安庆市现辖7 县1 市4 区，包括怀宁县、枞阳县、宿松县、望江县、潜山 9 县、太湖县、岳西县和桐城市( 该市为省辖县级市，暂由安庆市代管) ，以及大 观区、迎江区、开发区和郊区。 2 2 2 经济结构 2 0 0 2 年度，全市国内生产总值2 8 5 4 8 亿元，占全省总量的8 0 。人均g d p 为4 7 3 1 元，低于5 6 2 3 元的全省平均水平。 2 0 0 2 年度，安庆市国内生产总值中，第一产业占2 2 9 ；第二产业占4 4 1 ， 其中工业3 3 o ；第三产业占4 2 6 5 。 安庆市工业体系门类齐全，工业格局以国有大中型企业及股份制企业为主、 加工工业为主。工业布局以石化、纺织、机械、建材、化工五大支柱行业为主 体结构。 2 3 能源结构 安庆市的能源消耗主要是燃料煤、燃料油和燃料气。由图2 1 可以看出， 近1 0 年来安庆市能耗总趋势是逐步上升，2 0 0 2 年总能耗比1 9 9 3 年上升了6 1 9 ( 数据为折算后的标准煤) 。 安庆市的能源结构以煤炭为主。近1 0 年燃料煤占总能源消耗的比重均在 6 5 以上，决定了安庆市仍然是以煤烟型污染为主的大气污染类型。 标准煤( 万吨) 1 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 6 1 9 9 71 9 9 81 9 9 9 2 0 0 02 0 0 1 2 0 0 2 口燃料气( 吨) 口燃料油( 吨) 焦碳( 吨) 圈燃料煤( 吨) 年份 图2 - 1 安庆市近1 0 年能源消耗总量变化及能源结构对比图 ( 数据来源：安庆市经济统计年鉴) 安庆市煤炭消耗中，工业生产耗煤占主导地位。民用生活主要以燃气和燃 油为主，目前，城市气化率己达到9 9 。安庆市冬季无采暖期，城市居民生活 用煤对城市大气污染基本不存在。 2 0 0 2 年度，煤炭、燃油和燃气消耗量( 折合标准煤) 分别占能源消耗总量 的7 8 7 、7 9 和1 2 4 。从行业分组消费量分析，电力行业和非金属矿物制 l o 加 如 加 0 i 1 1 品业占上业用煤炭消惩总量的9 1 吲2 - 22 0 0 2 年安庆h 能源结槁小意图 圈2 - 32 0 0 3 安庆f 能源结构小意图 i目”#； 黧黔 第三章控制区确定及大气环境质量评价 3 1 大气功能区划 功能区是指对经济和社会发展起特定作用的地域和环境单元。事实上，环 境功能区也是经济、社会和环境的综合性功能区。在环境规划中进行功能区的 划分，一是为了合理的布局；二是为了确定具体的环境目标；三是为了便于目 标的管理和执行。 本文以2 0 0 2 年为基准年，阐明安庆市大气环境功能区划情况。功能区区划 要覆盖包括安庆市所辖区县在内的全部范围。 根据国家环境空气质量( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) 确定的安庆市大气环境功能区域 划分，各功能区执行相应的环境空气质量标准。 1 、一类功能区 除二类区以外的农村地区、自然保护区、森林公园等区域均划分为一类区， 总面积1 4 8 3 2 6 平方公里。 2 、二类功能区 2 0 0 2 年度城市建成区以及建成区外围城镇中的居民区、商业交通居民混合 区、文化区、一般工业区和市辖7 县l 市类似区域，面积5 3 1 8 平方公里。 3 、三类功能区 由于安庆市大气环境功能区划工作尚未完成，根据安徽省环保局的统一规 定，本着要求从严的原则，安庆市尚未划定三类功能区。 各类功能区的标准值，按国家g b 3 0 9 5 19 9 6 环境空气质量标准规定执 行。 3 2 控制区的确定和网格化 3 2 1 控制区的确定 1 、基准控制区 安庆市排放污染物控制区为排放量控制的基础。按行政区划，控制区分两 个范围：一个是全市范围，称为城市控制区，一个是城区范围，称为城区控制 区。 2 、核心控制区 核心控制区为城市的中心区。核心控制区内的大气污染源必须执行区域排 放量控制标准。第一步执行国家浓度排放标准，第二步执行区域排放量总量控 制标准，即根据需要确定每个源的排放量。 3 、重点控制区 城市区域内的特殊地区可以定为重点控制区，重点控制区可以与核心控制 区重合，与核心控制区内大气污染源同等对待。 4 、安庆市排放污染物控制区的划分 12 根据以上划分原则，安庆市城市控制区范围为安庆市区及市辖七县一市， 面积为1 4 8 3 2 6 平方公里。 城区控制区范围主要依据城市规划建成区确定的区域，为加强统筹管理， 考虑将城郊正在建设和已发展的工业开发区，及建成区周边有点源的区域，也 合并到城区控制区。城区控制区的面积为9 4 平方公里。核心控制区确定为城市 规划建成区。重点控制区与城区控制区重合。 3 2 2 控制点的确定 为了判断某一地区的空气质量是否达到预定的环境目标值，可在这个地区 内设置一系列有代表性的观测点，只要这些观测点的空气质量达到环境目标值， 则认为整个研究地区的空气质量达到环境目标值。这些观测点称为进行总量控 制和环境容量研究的控制点。控制点的选择直接决定环境容量的大小，从而影 响环境容量的计算结果。 本次大气环境容量核定主要监测点的设置主要根据我市规模、自然地理、 人口分布，并考虑到污染严重地区、敏感地区、关心的地区、开发区、风景旅 游等特殊需要的地区，根据我市的规划布局和各大气环境功能区面积及已有的 四个大气质量自动监测点位，共设置8 个控制点。它们分别是：红光招待所、 马山宾馆、市政府、开发区回祥小区、菱湖公园、独秀园、化三建、白泽湖八 个点，全部分布在二类环境空气质量功能区。 3 2 3 控制区网格化 根据城区控制区的大小，将控制区初始网格化。根据市区域面积，选择 10 0 0 10 0 0 米的基本网格。共划分9 4 个网格作为排放污染控制区。 安庆市城区网格划分及污染源分布情况见图3 1 。 翌冕晕皋i置竖耸肖一矗要 ： _ 一? 斗 ，一 一 。 ： 。_ 藜| i _ ! t - ，；r 1 器毫鼍毒| | ： 一一弋47 、0 、j f 舔羹毫、j麓辫 、臻磴i 蹶；罄肇蓼 文学一| 疹j 弱g 鬣满i 黼辎蘸斟譬幽嚣篓酒 瀵隰黼震 。 。埔釉黔o 强圈薯圈酥 i 潮秽 土一_ 一、，。 i 一 “。o 3 3 清洁对照点 城市控制区的清洁对照点设置于市郊白泽湖，位于安庆市东北方向，属丘 陵地带，海拨约l6 米，年平均气温1 6 。 由于近年来安庆市的城市建设和经济发展速度较快，所处的区域空气环境 质量虽然较好，但仍受到外来源的影响，根据安徽省环保局和各地市本底浓度 的统一要求。此次大气环境容量核定工作中，取国家环境空气质量一级标准的 三分之一作为本市城市控制区s 0 2 、n 0 2 容量测算的本底值、取国家环境空气 质量一级标准的二分之一作为本市城市控制区p m l o 容量测算的本底值；考虑 到各类散源的污染物排放，城区控制区的本底值在城市控制区本底值的基础上 增加1 0 。城市控制区和城区控制区均不再另设清洁对照点。 在实际测算过程中，根据2 0 0 4 年元月份的实际监测结果，结合历年例行监 测资料，对本次大气环境容量核算城区控制区的本底值做了适当调整，调整结 果如表3 1 所示。 表3 1 安庆市容量测算的本底值 3 4 大气环境现状质量评价 3 4 1 二氧化硫 2 0 0 2 年安庆市二氧化硫年均值0 0 0 2m g m 3 ，达到国家环境空气质量一级 标准。日均值超标率为0 。 安庆市二氧化硫日均值最高浓度值为o 0 0 5 m g m 3 ，达到国家环境空气质量 一级标准。 从二氧化硫的四季变化情况可见，冬季最高；秋季、春季次之、夏季最好。 从二氧化硫的空间分布情况来看，全市四个监测点位全部保持在未检出的 水平上。 表3 - 22 0 0 2 年安庆市二氧化硫监测结果统计表 单位：m g m 3 3 4 2 二氧化氮 2 0 0 2 年安庆市区二氧化氮年均值o 。0 1 3m g m 3 ，达到国家环境空气质量一 级标准。日均值超标率为o 。 安庆市二氧化氮日均值最高浓度值为0 0 6 3 m g m 3 ，达到标准值。出现在冬 季马山宾馆测点。 从二氧化氮的四季变化情况可见，第四季度大气中的二氧化氮含量明显高 于其他三个季度。 从二氧化氮的空间变化情况看，红光招待所和马山宾馆两个位于交通稠密 区的监测点位较高，其余测点较低。 表3 - 32 0 0 2 年安庆市二氧化氮监测结果统计表 单位：m g m 3 3 4 3 可吸入颗粒物 2 0 0 2 年安庆市可吸入颗粒物年均为年日均值0 0 9 5m g m 3 ，达到国家二级 标准。日均值超标率为1 2 9 。 安庆市可吸入颗粒物日均值最高浓度值为0 2 8 8 m g m 3 ，超过标准0 9 2 倍。 出现在市政府监测点。 从可吸入颗粒物的四季变化情况可见，一、四季度全市p m l o 平均监测值 明显高于二、三季度。 从可吸入颗粒物的空间变化情况来看，马山宾馆、市政府和红光招待所三 个市区测点稍高，上风向郊区测点白泽湖稍低。 表3 - 42 0 0 2 年安庆市可吸入颗粒物监测结果统计表 单