（环境工程专业论文）自贡市大气环境容量研究.pdf

西南交通大学工程硕士学位论文第1 页 i _ i _ _ l _ _ _ _ l _ _ - _ _ _ l _ _ l _ _ - _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ i _ l - l _ l - _ _ i - _ l l _ _ _ _ _ _ _ _ l i - 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 构调整和优化结局，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。 本文结合自贡市的实际情况，在基础资料收集，现场调查，大气污染源 和污染特征分析的基础上，以可吸入颗粒物，二氧化硫，二氧化氮为污染因 子，采用a - p 值法对自贡大气环境容量和城区点源容量进行了计算分析。结 果表明： i ) 自贡城区可吸入颗粒物，二氧化硫，二氧化氮的排放量未超过允许排 放总量( 环境容量) 。 2 ) 自贡城区可吸入颗粒物，二氧化硫，二氧化氮的的剩余容量分别为 3 4 8 7 t a ，2 7 8 5 4 t a 和3 7 7 4 6 t a 。 本研究不仅为自贡市大气环境污染控制提供了科学参考，针对研究区大 气环境容量相对有限的状况，提出了可行的应对措施。而且对类似城市大气 环境容量的计算和核定有参考价值。 关键词：大气环境容量总量控制a - p 值法自贡市 西南交通大学工程硕士学位论文第1 i 页 a b s t r a c t s t l l 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 j u s ti n d u s t r y s t m c m 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 oi ti s v 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 yi nc i t y t h i sp a p e ra n a l y z e dt h o r o u g h l yt h ea t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n tc a p a c i t ya n d s p o tr e s o u r c ec a p a c i t yi nz i g o n gc i t yt h r o u g ht h ea pv a l u em e t h o do nt h eb a s e s o fi n v e s t i g a t i o n ，c o l l e c t i n ga n da n a l y s i so ft h ed a t aa b o u tt h ea t m o s p h e r e 1 1 ” p m l 0 ，s 0 2a n dn 0 2w e r es e l e c t e da st h ei n f l u e n c ef a c t o r s t h em a i nr e s u l t sw e r e a sf o l l o w s ： 1 ) 1 1 1 ed i s c h a r g eq u a n t i t i e so fp m l o ，s 0 2a n dn 0 2w e r en o te x c e e dt h e a d m i s s i b l ee m i s s i o ng r o s s ( n a m e l y , e n v i r o n m e n tc a p a c i t y ) i nz i g o n gc i t y 2 ) t h es p a r ea t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n tc a p a c i t yo fp m i o ，s 0 2a n dn 0 2 w e r ei nz i g o n gc i t yw e r e3 4 8 7 t a ，2 7 8 5 4 t aa n d3 7 7 4 6 t a , r e s p e c t i v e l y t h ef e a s i b l ec o u n t 锄e a 蛐r e sw e r ep u tf o r w a r da i ma tt h el i m i t e ds t a t u so f a t m o s p h e r i ce n v i r o n m e n tc a p a c i t yi nz i g o n gc i t y 1 1 1 es t u d yc a nn o to n l yp r o v i d e t h er e f e r e n c ef o rt h ec o n t r o lo fa t m o s p h e r i cp o l l u t i o ni nz i g o n gc i t y , b u tp r o v i d e t h er e f e r e n c ef o ro t h e rc i t i e s k e yw o r d s ：a t m o s p h e r i c e n 、，i r o n m e m c a p a c i t y ；t o t a lq u a n t i t yc o n t r o lo f p o l l u t a n te m i s s i o n ；a pv a l u em e t h o d ；z i g o n gc i t y 西南交通大学工程硕士学位论文第1 页 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 研究背景 从“九五”开始，我国开始实行全国主要污染物排放总量控制计划， 这是我国环境保护工作的一项重大举措，它宣告了我国正式进入“污染物排 放总量控制”的新时期。污染物排放总量控制的实施，将使我国污染源控制 管理更加科学，更加合理，更加公平，是保证实现环境保护目标的客观需要。 但是，从“九五”以来，我们实行的“大气总量控制”还处于。目标总 量控制”阶段，它与我国从1 9 7 2 年以来所实行的大气污染物排放“浓度控制” 相比，显然是一大进步，它从整体上限制了大气污染物排放总量的增加，有 效遏制了大气环境质量进一步恶化的趋势。但是，目标总量控制并不是真正 意义上的总量控制，真正意义上的总量控制是“容量总量控制”。“大气容量 总量控制是依据一个地区的大气环境容量来决定该地区的“允许排放总量”， 并依据每个大气污染源具体情况，公平合理地将该地区的允许排放总量分配 下达到每个污染源，环境管理部门对每个污染源实行控制管理，从而达到有 效控制大气环境质量的目的。因此，如何准确核定每个地区的大气环境容量 将是实施“大气容量总量控制”的先决条件，是制定地区大气总量控制计划 和核发大气污染物排放许可证的基本依据。国家环保局于2 0 0 3 年8 月1 8 日 颁发了环发 2 0 0 3 1 4 1 号文件，要求全国1 1 3 个重点城市立即开展大气环境 容量核定工作。自贡市属于文件中所列第三类重点城市之一，必须作好城市 建成区的大气环境容量核定工作，以便为全国在。十一五”期间实行“大气 容量总量控制”作好准备。 1 1 2 研究意义 自贡市的大气环境容量是城市特有的“自然资源”，而且是一种有限的“资 源”。它反映了自贡市大气环境的承载能力，对自贡市的社会经济发展起到了 限制性作用。如何充分利用好城市的大气环境容量，将是自贡市社会经济发 西南交通大学工程硕士学位论文第2 页 展的一项重要任务，也是自贡市制定国民经济和社会发展“十一五”计划的 基本依据之一。因此，对自贡市大气环境容量进行研究是关系到城市可持续 发展战略制定和实施的重大课题，意义深远。 1 2 国内外研究现状 我国自实施环境影响评价制度以来，已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的源头，从而实 施清洁生产战略。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，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1 5 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，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取得了很多显著成 果。 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 值控制法以及复杂的多元模式加数学规划法口1 。 1 2 1 国外大气环境容量测算模型 i ) a d m s 大气扩散模型 a d m s 大气扩散模型是由英国剑桥环境研究公司开发的，分“a d m s - 评价” ，“a d m s 一工业”，“a d m s 一城市”等独立系统1 。其中“a d m s - 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。可模拟城市区域来自 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 西南交通大学工程硕士学位论文第3 页 型用点源、线源面源，体源和网格源模型来模拟这些污染源。经参数设计， 可以考虑到无论简单的孤立的点源或单个道路源的扩散问题，还是大型城市 区域多个工业污染源及民用和道路交通污染的复杂城市问题。“1 同时还可以 考虑引进先进技术，改变燃料，限制车速等设计对空气质量的影响等，该模 型对研究大气质量管理措施比较实用。 a d m s 一城市模型应用了现有的基于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。0 1 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。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。 2 ) i s c - a e r m o d 大气扩散模型 i s c a e r m o d 大气扩散模型1 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。i s c a e r m o d 大气扩散模型软件有t s c s t m ( i n d u s t r ia ls o u r c ec o m p le x - s h o r tt e r mm o d e l ) 7 1 【8 】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 ) 9 1 和i s c p r i m e ( i n d u s t r i a ls o u r c ec o m p l e x - p l u m er i s e m o d e le n h a n c e m e n t ) ”们三大模型组成。其核心是高斯模型。 1 2 2 国内大气环境容量测算模型 1 ) 大气扩散烟团轨迹模型 该模型由国家环境保护总局环境规划院开发。其基本原理是把一定时间 段内烟气的实际轨迹分成不同的折线，每段折线长度范围内，采用烟流模式 的方法计算污染物浓度，这样的办法可以同时保留烟流模式和烟团模式的优 点，又可以大大减少计算工作量。提高计算准确性。“”烟团扩散模型的特点 是能够对污染源排放出的“烟团”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。 2 ) 区域大气环境污染物总量控制模型 区域大气污染物总量控制模型是由国家环保总局环境规划院承担的国家 “九五”重点攻关课题，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。该模型软件内容有一组基础计算程序和适用于不同情况的5 组总量 模型程序组。基础程序计算组可以选择各种不同的大气扩散参数，风速扩线 指数和计算参数，确定大气污染物基础排放量和一些基础计算。其中有单源 西南交通大学工程硕士学位论文第4 页 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，计算区间和计算参数可以任意选择，并且能 及时组出地面浓度和画出地面浓度曲线。 3 ) a 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 r t 3 8 4 0 9 1 ) 提出的总量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，确定出该区域可允许的排放量。“” 由于该法简单方便，适合中小城市进行大气环境容量研究，本论文选用 此模型进行计算。 1 。3 研究目的和主要内容 1 3 1 研究目的 通过对自贡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。 并以自贡市为例，验证上述研究成果，为自贡市的可持续发展提供依据。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 自贡市城市环境现状调查与分析：主要调查了自贡市自然地理条件， 社会经济概况，城市建设和发展规划，大气污染物排放状况，大气环境质量 现状，大气环境本底值调查等工作。 ( 2 ) 自贡市大气环境容量测算基础工作：确定自贡市大气环境容量测算 西南交通大学工程硕士学位论文第5 页 区域；确定城市坐标；划分计算网格“”：划分大气环境功能子区；确定各功 能子区控制目标及测算因子；确定控制点位：调查大气污染源及编制污染源 清单，落实污染源分布坐标；收集整理自贡市污染气象条件等“”。 ( 3 ) 实施自贡市大气环境容量测算工作：选择并确定测算数学模型；对 测算数学模型输入参数取值进行分析论证、计算和确定；将确定的参数值代 入数学模型计算并对计算结果进行分析“”。 ( 4 ) 制定自贡市大气污染源削减方案：确定自贡市大气污染物削减原则， 削减方法，确定削减对象；计算各污染源的“允许排放量”及相应的“削减 量”。 1 4 研究的技术路线 其研究技术路线如下： 测算因子的确定大气功能区划 污染源调查与分析 气象资料调查与分析 环境质量现状评价与分析 选择容量计算模型 理想环境容量计算模型实际环境容量计算模型 参数的确定l l参数的确定与模型的验证 理想环境容量实际环境容量 大气环境容量管理及削减方案制定 西南交通大学工程硕士学位论文第6 页 第2 章白贡市大气环境现状分析 2 1 自然地理条件 2 1 1 地理位置 自贡市位于四川盆地南部，沱江支流釜溪河河畔，东径1 0 4 。2 5 7 ” 1 0 5 。1 6 n ”，北纬2 8 95 5 3 7 ”2 9 。3 8 2 5 ”之间。海拔2 4 0 9 0 0 米， 城市建成区海拔2 7 5 4 0 3 8 米。自贡市东临隆昌、泸县，南接江安、南溪、 宣宾，西连犍为、井研，北靠威远、内江，居川南五市之中。详见附录图2 - 1 。 自贡市交通便利，内昆铁路横贯市区，内宜高速公路从北向南由市中心 边缘经过，川云中路、内乐公路等干线均穿市而过，长江一级支流沱江流经 自贡市富顺县，境内河段长1 2 7 公里。 2 ，1 。2 地形地貌 自贡市具有山、丘、坝皆备的地貌特征。地势西北高，东南低，主要地 貌类型为丘陵，其面积占全市幅员面积的8 3 7 ，属川中丘陵区，其中，低 丘面积占5 2 1 ，中丘面积占1 5 3 ，高丘面积占1 6 3 ，低山面积占7 1 ， 缓丘平坝面积占9 2 。境内沟谷众多，地表切割破碎。 自贡市城市建成区为低丘和缓丘平坝区，相对高差2 0 5 0 米，主城区分 布于釜溪河两岸的阶地平坝区，相对高差仅2 0 米以内。 2 1 3 气候特征 自贡市属亚热带湿润季风气侯区，冬无严寒，夏无酷暑，无霜期长，雨 量充沛，热量丰富，四季分明。 全年平均气温1 7 0 以上，最高气温3 7 c ，最低气温- 2 8 。最冷月为 1 月，平均气温为5 o 6 4 c ，最热月为7 月，平均气温为2 4 2 6 c 左右。 全市多年平均降雨量为1 0 3 0 毫米左右，全年降雨分布不均，夏季占5 6 ， 个别年占7 9 ，秋季多绵雨，占2 3 。降雨年际变化较大，多雨年可多达1 4 3 0 西南交通大学工程硕士学位论文第7 页 毫米，少雨年则不足7 3 0 毫米。 多年平均日照1 2 2 0 1 2 8 0 小时，全年日照百分率为2 8 。 全年无霜期为3 2 0 天以上，有的年份甚至全年无霜。大气多年相对湿度 为7 8 8 1 之间，一年中1 0 月份相对湿度最大，为8 4 8 6 之间，3 、4 月内 项队湿度最小，为7 2 7 4 之间。 自贡城区气压为9 7 2 3 h p a ，1 月最高，为9 7 8 以上h p a ，7 月最低，为 9 7 0 h p a 以下。自贡城区多偏北风，全年平均风速为1 7 m s ，全年多静风，其 频率为1 5 3 3 之间，多年平均静风频率2 3 。 2 1 4 地表水系 自贡市大小河流分为岷江、沱江两大水系。河长在5 公里以上的河流有 1 5 2 条，岷江和沱江均为长江的一级支流。自贡市东部为沱江水系区，主要 河流为沱江下游段，多年平均流量为5 1 9 m 3 s ，它横贯自贡市富顺县境，境 内长1 2 7 公里，河床自然落差4 0 4 米。沱江一级支流釜溪河，多年平均天然 流量为4 2 2 5 m 3 s ，其上游为两条源河，一条为北源一威远河，多年平均流 量为1 2 5 m s 。另一条为西源一旭水河，多年平均流量为1 2 8 3 m 3 s 。两条河 在市区双河口汇成釜溪河干流，于富顺县境内李家湾汇入沱江。自贡市建成 区就位于釜溪河两岸。釜溪河干流长7 3 2 公里，天然落差1 9 1 米，平均比 降0 2 7 。 自贡市西部为岷江水系，主要河流为岷江一级支流一越溪河。越溪河全 长2 4 5 公里，流域面积2 6 6 7 平方公里，自贡市过境河段长1 1 5 公里，多年平 均流量为1 5 4 5 m 3 s ，越溪河流经自贡区域多为低山区，人口稀少。 2 2 社会经济概况 2 2 1 行政区划 自贡市是我国著名盐都，因盛产井盐而闻名，于1 9 3 9 年设市，是四j i i 省 三个老省辖市之一。截至2 0 0 0 年底，自贡市下辖四区两县。全市共有7 5 个 镇，2 1 个乡，1 0 个街道办事处，2 9 4 个居民委员会，1 4 6 5 个村民委员会。 西南交通大学工程硕士学位论文第8 页 2 2 2 人口分布及土地面 2 0 0 2 年底，全市总人口为3 1 4 8 万人，总户数为9 3 9 万户。全市幅员 面积4 3 7 2 6 平方公里。全市非农业人口总数为7 4 8 3 6 6 万人，平均每户人口 数为3 3 5 人户。平均人口密度为7 2 0 人平方公里。2 0 0 2 年全市人口自然 增长率为i 5 6 。 2 2 3 产业结构及国民经济 自贡市是一个中等老工业城市，传统产业为制盐、化工、机械、纺织、 冶金、建材等，井盐、氯甲烷系列产品、硬质合金、氟橡胶及聚四氟乙烯等 产品在国内具有举足轻重地位，是我国西南最大的纯碱生产基地。 2 0 0 2 年实现国内生产总值( g d p ) 1 8 1 2 2 亿元，其中，第一产业实现3 6 6 0 亿元，占2 0 2 0 ，第二产业实现8 2 1 0 亿元，占4 5 3 0 ，第三产业实现6 2 5 3 亿元，占3 4 5 0 ，一、二、三产业比例趋于合理，为2 0 2 0 ：4 5 3 0 ：3 4 5 0 。 全市经济总体上保持快速、健康发展势头，企业处于景气状态，企业综合景 气指数平均水平为1 0 4 8 点，比2 0 0 1 年上升2 0 2 点。 2 0 0 2 年自贡市工农业产值中农轻重比例为农业：轻工业：重工业= 2 4 9 ：3 2 5 ：4 2 6 。其中，农业和轻工业比例上升，重工业比例下降。 2 0 0 2 年自贡人均国内总产值( g d p ) 为5 7 5 6 元人，比2 0 0 1 年上升5 3 9 元人。 2 3 城市建设和发展规划 2 3 1 城市建设况状 自贡市城市建设在“9 0 总规”指导下，快速发展，取得了令人瞩目的成 绩。通过基础设施先行，引导城市合理的发展方向及城市结构的调整，促进 了自贡市经济，社会的全面发展，为自贡市在2 0 0 5 年前建成为四川省首批二 级大城市奠定了基础。2 0 0 2 年底各项规划目标完成情况如下。 2 3 1 1 社会经济发展目标完成情况 西南交通大学工程硕士学位论文第9 页 2 0 0 2 年城市中心区人口规模为5 0 2 万人；建成区用地面积为3 8 6 4 平 方公里；国内生产总值( g d p ) 完成1 8 1 2 2 亿元；人均g d p 值为5 7 5 5 元人 年；城镇居民可支配收入完成5 7 9 2 元人年；第三产业比重上升为3 4 5 。 2 3 1 2 城市目标完成情况 2 0 0 2 年底，城市中心区的城市道路长度4 7 5 0 9 公里，道路总面积4 1 i 8 万平方米，人均道路面积3 8 7 平方米，城市自来水普及率9 8 6 9 ，人均用 水量为1 2 4 3 4 升入日，总用水人口为5 0 9 2 万人，自来水供应总量为4 4 1 1 万m 3 年，其中：工业用水量为2 5 8 0 万3 年，生活供水量为1 8 3 1 万m 3 年； 城市气化率为8 9 8 7 以上，用气人口为4 6 8 1 万人，2 0 0 2 年底，天然气供应 总量达到4 4 9 7 6 万m 3 年，其中，家庭用天然气总量为4 5 3 1 万m 3 年；2 0 0 2 年底城市中心区共有排水管道总长2 8 4 9 5 公里，排水管分布密度为6 6 1 公 里平方公里；2 0 0 2 年底全市机动车拥有总量为8 0 1 0 2 辆，其中，各类客车 6 6 9 9 辆，轿车6 0 4 7 辆( 包括出租车1 2 8 1 辆) ，各类货车1 3 1 0 7 辆，每万人 城市人口拥有公共交通车辆为6 3 0 标台，全市公共交通车辆为6 7 1 辆，公交 线路长2 8 5 公里；2 0 0 2 年底城市绿化面积达到2 3 7 9 8 公顷，绿化面积达到 1 2 5 8 公顷，城市人均公共绿地面积为2 2 4 平方米，建成区绿地率为2 4 2 2 ， 绿化覆盖率为2 9 1 9 。 2 3 2 城市发展规划 根据自贡市城市总体规划( 2 0 0 1 2 0 2 0 ) 和自贡市历史文化名城保 护规划，自贡市各有关部门提供出近期建设计划，其要点如下： ( 1 ) 近期发展总目标：建成结构合理的工业城市和独具特色的文化旅游名 城。到2 0 0 7 年，力争国内生产总值比2 0 0 0 年翻一番，今后五年年均增长1 1 ， 经济结构更加合理，城市功能更加完善，群众生活再上新水平，社会事业再 上新台阶，政治文明再创新局面，为全面实现小康目标打下坚实的基础。 ( 2 ) 城市发展目标：围绕建设大城市的目标，实施城市东进南移战略，推 进沿滩区中心北靠进程。加快基础设施建设，扩大城市规模，增强城市中心 区聚集，辐射和带动功能。自贡市城市建设近期发展规划目标体系如表2 一l 。 芝嚣 疑 o o g 血 i l 苎馨 崩 g r m i l 苎嚣 巅 g 皿 1 1 芒】j 皋 o 崩 o o口 g 皿 1 1 芸馨 崩 o o i f 昌皿 i l 蓍蠢 嶷 i 1 1 i n 、一 毯i 芸 _ 蜷：鲁k四 f r1 r g目 口 嘲 一孱 簿 筮辎 蔷 趟 捌 山 擎 辎鬻 旧 * 井 哥 剐 嗵岛 饔埘璺密 啊 蝗帽 割 避 o硇o 似 叠喇 瘦捌 制 静爿 畚 坤 林 v 钆 - m 旨 轼 翠 磐喇 * 篁 趔 刊趔 霸 旺鼍 轼框 旨 凶伽 凶 珀 墨 墨 一 魁 蛹 幽 髯 岛r贮 监 哥 l 哑 赛 瞰 倒凶禽忙 缸 怛 f监 蝗 瞅 j l 刊 露 爿 哩 袒 镊霉 霹爨 制蚓 剥 繇 v 芷 一k 墨 繇倒露 梧札 据 簧 k 铎蟹 鳟 ! g 辎 哑 螺坩 靶 盐马路 大塘山。檀木 林街浓度最高，大塘山浓度最低。符合檀木林街地处市中心区、大塘山地处 市区边缘，上风向位置的实际情况。 ( 3 ) 自贡市空气中主要污染物为颗粒物，其中，p m 。全市平均只有2 5 以下的日均值符合g b 3 0 9 5 9 6 二级限值，大于7 5 日均值超标，四个采样点 的年均值全部超标。 西南交通大学工程硕士学位论文第1 4 页 2 6 空气环境本底值 所谓“空气环境本底值”，是指未受到人类活动影响地区的大气环境物质 的组成量。但是，在自贡市建成区，不可能找到没有受到人类活动影响的地 方，所以不可能找出自贡市建成区的大气环境本底值，只能用本地区空气环 境“背景值”来近似替代。 所谓“空气环境背景值”，是指自贡市相对清洁地区监测所得到的污染物 参数的统计平均值。所谓清洁地区就是相对受人类活动影响较小的地区。 自贡市建成地区四个例行监测点位中，大塘山比较符合相对清洁点。第 一，大塘山位于自贡市城区边缘，自贡市区上风向。第二，大塘山上风向为 内江市威远县农村，基本没有受到大气污染源影响。第三，根据多年监测结 果，大塘山点位的污染物浓度是全市四个临测点中最低的，说明受人类活动 影响最小。 因此，对大塘山2 0 0 2 年日均值进行百分位数统计整理，取第5 百分位数 代表相对清洁且受人类活动影响小的监测值，近似代表自贡市建成区“大气 环境本底值”。自贡市大气环境本底值统计如表2 6 。 表2 - 6自贡大气环境本底值统计表 指标名称s 0 2n 0 2p m l o 本底值( m g m 3 ) 0 0 6 40 0 0 50 0 0 5 西南交通大学工程硕士学位论文第1 5 页 第3 章自贡市大气环境容量计算 3 1 空气环境容量测算基础工作 3 1 1 测算区域及计算子区划分 本论文对自贡市大气环境容量进行研究测算的范围为自贡市城市建成 区，根据城市近期建设规划( 2 0 0 3 2 0 0 7 ) 实际，将测算总区域划分成五个 计算子区。由于自贡市各子区统计的用地面积数字不包括城中及组团问插花 的农业用地等，而大气污染物扩散是无界的，所以进行大气容量核定时应该 用其规划界域面积。 ( 1 ) 自流井大安区( 含汇东新区) ，这是自贡市老城区，人口稠密，2 0 0 2 年建成区用地面积为2 2 8 0 平方公里，界域面积为5 6 平方公里，界域面积为 本次大气环境容量测算区域面积。 ( 2 ) 贡井城区域：为自贡市相对独立的一个老城区组团，主要下辖两街 两镇，位于自流井区西部，2 0 0 2 年建成区用地面积为7 8 0 平方公里，界域 面积为3 5 平方公里，界域面积为本次进行大气容量测算区面积。 ( 3 ) 舒平镇组团区：位于城市中心区西南面，相对独立，以自贡火车南 站为中心分布，2 0 0 2 年建成区用地面积为1 8 4 平方公里，界域面积为1 2 平 方公里，界域面积为本次大气容量测算面积。 ( 4 ) 板仓工业园区组团：本子区位于市中心东南部，是自贡城市发展“东 进南移”战略发展区，现已有沿滩工业园区等设施，2 0 0 2 年本子区用地面积 为3 3 平方公里，总人1 ：34 4 0 万人，本次进行空气环境容量测算界域面积为 1 6 平方公里。 ( 5 ) 大山铺镇组团区：该区位于市中心东北部，以大山铺古街和恐龙博 物馆为中心的区域，2 0 0 2 年建成区用地面积为2 9 0 平方公里，本次进行空 气环境容量测算界域面积为1 1 0 平方公里。各计算子区人口面积见表3 1 。 西南交通大学工程硕士学位论文第16 页 表3 - 1自贡市建成区大气环境容量测算区域及子区表 子区计算子区人 口建成区用地面积 大气环境容量 测算区界域面积 编号名称( 万人) ( k m 2 ) ( k m 2 ) 自流井大安区 i2 9 5 82 2 8 05 6 0 ( 含汇东区) 贡井城区1 0 1 47 8 03 5 o 舒平镇组团区 2 2 71 8 41 2 0 板仓工业园区 4 4 03 3 01 6 0 v大山铺组团区3 8 12 9 01 1 o 测算区域合计 5 0 2 03 8 6 41 3 0 o 3 1 2城市坐标及计算网格 为了使用模式计算，首先要对测算区域确定坐标，建立直角平面坐标系 x o y 。依照常规，x 轴指向正东方，y 轴指向正北方，坐标原点0 置于城市中 心区的西南角。本次确定坐标系时，规定如下：x 轴经过舒平镇南面变电站 南墙，y 轴经过南环路与北环路交叉口( 艾叶收费站) 。x y 轴均按1 0 0 0 m 等距划分距离，这样形成l k m xl k m 计算网格。城市坐标及计算网格完成后， 必须对网格进行编号。编号时，x 轴等分点数字在前，y 轴等分点数字在后， 中间用短线连接，如“3 2 ”、“4 - 3 ”等等。每个网格为一个面源单元，每块 面源所处位置均按面源块中心点的网格坐标表示，如( 3 5 ，2 5 ) ，( 4 5 ， 3 5 ) 等等。“”。”自贡市城市坐标网格图详见附录图3 - 1 。 3 1 3 控制点位、测算因子及控制目标值的确定 3 1 3 1 控制点位 自贡市空气环境质量例行监测点是经过“大气优化布点”研究后确定的， 西南交通大学工程硕士学位论文第17 页 对自贡市中心区而言，有充分代表性，其中，大塘山监测点位于城市建成区 的上风向( 北) 城市边缘，在该监测点以北是内江市威远县的广大农村地区， 基本无空气污染源，从长期监测结果看该点浓度最低，最稳定，故定为市中 心区空气质量“低值监测点”，又称“清洁对照点”。檀木林街监测点位于自 贡市中心区，人口稠密，交通量大，历来就是自贡市污染物浓度的“高值点”。 春华路则位于自贡市“城市新建区”，盐马路监测点位于城市相对独立老城区 一贡井区，这两个监测点是为了监测点位的“空间代表性”而设立。只要控 制了这四个监测点上的空气污染物浓度不超标，则可保证整个自贡市中心区 空气环境质量不超标。乜“控制点位名称，地理经纬度见前表2 - 1 ，监测性质， 座标网格号见表3 - 2 。 表3 - 2自贡市空气环境质量控制点位统计表 控制点位 名称 大塘山檀木林街春华路盐马路 控制点性质对照点低值高值点新区点组团点 网格坐标 9 一1 1 1 1 81 1 75 - 8 3 1 3 2 测算因子及控制目标值 ( 1 ) 测算因子 根据国家环保总局颁发的全国环境保护重点城市大气环境容量核定工 作方案规定，本次测算因子为s 0 。、p m 。和n o 。三项。 ( 2 ) 控制目标值 根据中华人民共和国环境保护行业标准环境空气质量功能区划原则与 技术方法h j l 4 - 1 9 9 6 规定和自贡市环境空气质量现状，自贡市城市中心区 所有计算子区都执行g b 3 0 9 5 1 9 9 6 二类功能区标准( 二级) ，目标值列于表 3 - 3 。 西南交通大学工程硕士学位论文第1 8 页 表3 3 测算因子及控制目标限值表单位：m g m 3 二氧化硫( s o z ) p m l o二氧化氮( n 0 2 ) 测算因子 日均值年均值日均值年均值日均值年均值 控制限值 0 1 50 0 6o 1 50 1 00 1 20 0 8 3 1 4 排放源分类 按制定地方大气污染物排放标准的技术方法g b t 1 3 2 0 1 1 9 9 1 规定， 本次将测算区域内排气筒高度低于3 0 米的排放源和无组织排放源划为面源， 排气筒高度大于3 0 米( 含3 0 米) 的排放源划为点源，如果排气筒低于3 0 米，但排放量较大( s 0 2 o 1 4 k g h ，n o 。 ，9 k g h ) 仍要划为点源计算。啪删 依据以上划分原则，测算区内点源较少，主要是各企业附属热电站及其 他工业锅炉烟囱。测算区内面源较多，主要包括，生活锅炉、茶炉、小工业 窑炉，小型工业锅炉、居民和商业饮食灶等。幽 为便于调查统计，我们按网格测算，每l k m 2 网格为一个面源单元，各个 面源源强坐标定为各个网格中心点。 3 1 5 排放源调查及排放源清单 3 1 5 1 调查基准年及调查内容 1 调查基准年 按文件规定，以2 0 0 2 年为调查基准年。调查按“点源”和“面源”分 别进行。在自贡市中心区，没有1 8 0 米以上的烟囱，不需特别考虑调查高架 点源问题。 2 机动车排放调查 由于自贡市中心区的机动车拥有量( 含摩托车) 为8 0 1 0 2 辆，人均g p p 水平为5 7 5 6 元人年，2 0 0 2 年监测结果，空气环境质量中n o 。年均值为 0 0 3 m g m 3 ，按全国环境保护重点城市环境容量核定工作方案表1 标准计 算，乒尸+ 阡月= 1 + 1 + 1 = 3 ，簇7 ，所以，白贡市中心区为机动车排放污染程 西南交通大学工程硕士学位论文第1 9 页 度较轻地区，所以决定本次将不对机动车等线源进行调查，也不将线源“源 强”贡献列入计算。 3 调查内容： ( 1 ) 点源调查内容为：点源名称、烟囱( 排放筒) 中心座标，捧气筒出 口高度( ) ，排气筒出口内径( m ) ，烟气出口温度( ) ，烟气出口速度( m s ) ， 烟尘( 或粉尘) s o ：、n o z 正常排放量( t a 或k g h ) 。 ( 2 ) 面源调查内容：按已划分的计算网格( 1 k m l k m ) 为一个面源单元 进行，每个面源单元调查以下参数： 每个面源单元中烟尘( 或粉尘) s o 。、n o 。排放量( t h m 2 ) 。面源按网格 进行编号，以网格中心坐标“面源等效源强”坐标值。 3 1 5 2 总量核算区内各计算子区“源强”核算方法 根据国内外调查研究，城市空气中s o ：、n 0 ：和p m ，。三种污染物主要来源 是由燃烧产生的，所以，“源强”核算的原始依据是燃料种类及其消耗量，只 有准确知道各计算子区内能源消耗量，就可以依据其核算出各子区总的“源 强”，同理，依据各点源和单元面源的能量消耗量，可依据其计算出各点源及 各面源单元的“源强”值。 1 s 0 ：源强值计算方法 由于各种燃烧设备的转化率不同，各种燃料含硫量也不同，s 0 。质量是 其s 质量的2 倍，这样，确定s o 。源强计算式如下； ( 1 ) 居民灶、茶炉、生活锅炉、饮食服务业燃烧设备s 0 。源强计算式：乜卯 ( ，s 6 0 ) x 2 = 1 2 j s oo 3 一l 一1 ( 2 ) 工业锅炉及窑炉s o s 源强计算式： ( i d 3 0 米) 排放量为2 1 3 6 1 万吨年，占8 9 9 ；面源( 包括生 活餐饮和低于3 0 米的低矮源) 排放量仅为0 2 5 1 5 万吨年，占l o 1 。规划 建成区s 0 。排放量结果统计于表3 - 4 。 表3 - 4自贡市建成区s 0 。排放量调查统计表 排放量( t a ) 区域 区域名称 编号生活餐饮低矮源点源 小计 近期 规划区 建成总区域 1 6 1 5 9 6 68 9 9 6 52 1 3 6 1 2 92 3 8 7 6 9 0 6 自流井大安区 i 区9 7 5 8 1 4 1 6 6 8 4 7 8 8 1 9 59 0 2 4 2 0 区贡井城区 3 5 3 8 0 83 6 2 0 12 0 1 67 3 5 9 7 8 区舒平镇组团8 9 8 5 6 4 4 43 6 6 9 0 0 3 7 6 3 2 5 6 区 板仓工业园组团 8 4 8 8 81 0 2 0 09 0 3 7 1 0 9 2 2 3 9 8 8 v 区 大山铺镇组团 1 1 1 6 0 02 6 8 8 07 5 3 4 51 1 3 3 8 5 西南交通大学工程硕士学位论文第2 2 页 自贡市规划建成区s 0 ：源强分布情况见图3 2 至图3 - 4 。( 见附录) 2 n o ，捧放量及源强分布调查结果 据调查，自贡市近期规划建成区2 0 0 2 年n 0 。排放总量为0 8 6 3 万吨年， 其中，点源( 9 3 0 米) 排放量为0 7 9 1 7 万吨年，占9 2 ，面源( 包括生活 餐饮和低于3 0 米的低矮源) 排放量为7 1 3 0 吨年，仅占8 。规划建成区n 0 。 排放量调查结果统计于表3 - 5 。 表3 - 5自贡市建成区n o x 排放量调查统计表 排放量( t a ) 区域 区域名称 编号生活餐饮低矮源点源小计 近期 规划区 建成总区域 3 9 7 3 9 3 1 5 8 17 9 1 7 5 l8 6 3 0 5 1 自流井大安区 i 区 2 4 4 5 2 5 0 9 93 0 8 7 9 73 3 8 3 4 8 区贡井城区 8 9 0 5 1 3 3 1 07 6 32 2 9 7 8 区舒平镇组团 2 3 0 9 1 6 8 1 3 8 8 3 41 4 1 3 i 1 区 板仓工业园组团 1 7 8 52 8 1 43 1 4 8 5 23 1 9 4 5 1 v 区 2 2 8 81 0 1 7 02 8 5 0 54 0 9 6 3 大山铺镇组团 自贡市近期规划建成区n o ，源强分布情况见图3 - 5 至图3 7 。( 见附录) 3 p m ，。捧放量及源强分布调查结果 据调查，自贡市近期规划建成区2 0 0 2 年p m 。排放总量为0 7 8 6 1 万吨 年，其中，点源( 3 0 米) 排放量为0 4 8 2 4 万吨年，占6 1 3 ，面原( 包 括生活餐饮和低于3 0 米的低矮源) 排放量为0 3 0 3 6 万吨年，占3 8 6 。单 是生活餐饮等民用燃烧排放量达到0 2 7 9 9 万吨年，占总排放量的3 5 6 。 蹦。排放量调查结果统计于表3 - 6 。 西南交通大学工程硕士学位论文第2 3 页 表3 - 6自贡市建成区p m 。排放量调查统计表 区域排放量( t a ) 区域名称 编号生活餐饮低矮源点源小计 近期 建成总区域 2 7 9 8 5 32 3 7 8 64 8 2 4 3 77 8 6 0 7 6 规划区 i 区自流并大安区1 6 7 4 9 56 4 5 92 2 8 1 7 74 0 2 1 3 1 区贡井城区6 1 8 9 59 1 5 57 0 67 1 7 5 6 区舒平镇组团1 5 7 2 65 8 38 3 0 7 69 9 3 8 5 区板仓工业园组团 1 4 8 5 62 1 5 81 5 8 2 1 8 1 7 5 2 3 2 v 区大山铺镇组团 1 9 8 8 15 4 3 l1 2 2 6 0 3 7 5 7 2 p m 。源强分布情况见图3 8 至图3 1 0 。( 见附录) 4 自贡市大气污染源清单及汇总结果 自贡市近期规划建成区点源( 3 0 米) 调查清单列于表3 - 7 ：低矮源( 3 0 米) ( 调查清单列于表3 8 ，生活餐饮面源调查清单列于表3 9 ，大气污染 源调查汇总表列于表3 - 1 0 。根据表3 1 0 ，大气污染源调查结果为：自贡市近 期规划建成区1 3 0 平方公里范围内，2 0 0 2 年内耗煤总量为1 0 1 7 5 5 3 万吨年， 燃烧天然气( 不包括工业原料天然气) 为1 1 3 2 4 1 0 3 年，排放s 0 。总量为 2 3 8 7 6 9 万吨年，排放n o , 总量为0 8 6 3 万吨年，抨放p m 。总量为0 7 8 6 万 吨年。 v