大气环境质量现状评价与质量预测模型(ppt 76页).ppt

第三章大气环境质量评价,第一节大气环境质量现状评价第二节大气质量预测模型第三节大气环境影响评价,第一节大气环境质量现状评价,主要内容1.掌握大气环境质量现状评价的方法；2.掌握大气污染监测评价；3.了解大气污染生物学评价；4.了解大气污染的环境卫生学评价；,一、大气污染监测评价,（一）大气污染监测评价1.源的形态2.源强3.源的排放规律4.大气的稀释扩散能力,大气污染源的分类,向大气环境中排放化学的、物理的、生物的及其它有害物质的设备、装置、场所等都称为大气污染源。大气污染源的分类：,交通运输污染源,大气污染源的分类,按污染源的几何形状和运动特性,点源（如一根向大气排放污染物的烟囱）线源（如一条繁忙的公路）面源（如设备的无组织排放）体源（如一个高大的车间在近距离）,大气污染源的分类,按污染源的运动特性,固定源（污染物由固定地点排放）流动源（各种交通工具，如汽车、轮船）,大气污染源的分类,按大气污染源的几何高度,高架源（100m）中架源（30100m）低架源（30m）,大气污染源的分类,按污染源排放污染物的时间长短,连续源（污染源持续排放某一类或几类污染物）瞬时源（持续时间极短的污染源，如爆竹）持续有限时间源（介于连续源和瞬时源之间）,“源强”的概念,源强是污染物单位时间内排放污染物的量，即排放率。,大气的稀释扩散能力,影响污染物地面浓度分布的因素主要包括污染源的特性和决定大气运动状况的气象条件与地形条件。影响大气运动状态的因素有地形条件和气象条件，而地形和气象条件往往决定了流场特性、风的结构、大气温度结构等等，显然这些因素将直接影响污染物的地面浓度分布。,源的排放规律,指源的排放特点。是间断排放，还是连续排放；间断排放的规律是什么；连续排放是均匀排放还是非均匀排放；若是均匀排放，排放量随时间变化的规律是什么。所有这些源的排放特点，均和污染物的浓度分布有密切的关系。污染物的浓度往往随着排放的变化而变化。,一、大气污染监测评价,（二）评价工作程序1.调查准备阶段2.污染监测阶段3.评价分析阶段4.成果运用阶段,调查准备阶段,根据评价任务的要求，结合本地区的具体条件，首先确定评价范围。在大气污染调查和气象条件分析的基础上，拟定该地区的主要大气污染源和污染物以及发生重污染的气象条件，据此制定大气环境监测计划。,污染监测阶段,有条件的地方应配合同步气象观测，以便为建立大气质量模式积累基础资料。大气污染监测应按年度分季节定区、定点、定时进行。,评价分析阶段,评价就是运用大气质量指数对大气污染程度进行描述，分析大气环境质量的时空变化规律，从而对大气污染进行分级。分析大气污染的成因、主要大气污染因子、重污染发生的条件以及大气污染对人和动植物的影响。,成果运用阶段,根据评价结果，提出综合防治大气污染的对策。如改变燃料构成、调整能源结构和调整工业布局等。,一、大气污染监测评价,（三）大气污染监测评价1.评价因子的选择2.评价标准的选择3.监测布点采样监测频率同步气象观测4.评价,评价因子的选择,评价因子选择的依据：本地区大气污染源评价的结果、大气例行监测的结果，以及生态和人群健康的环境效应。凡是主要大气污染物，大气例行监测浓度较高以及对生态人群健康已经有所影响的污染物，均应选作污染监测的评价因子。我国各地大气污染监测评价的评价因子包括4类：尘（降尘、飘尘、悬浮颗粒等）有害气体（SO2、NOX、CO、O3等）有害元素（F、Pb、Hg、Cd等）有机物（苯并a芘、总烃）,评价标准的选择,大气环境质量评价标准的选择主要考虑评价地区的社会功能和对大气环境质量的要求，评价时可以分别采用一级、二级或三级质量标准。对于标准中没有规定的污染物，可以参照国外相应的标准。,大气法规和环境标准,（二）环境标准1、环境空气质量标准（GB30951996）本标准将我国空气质量的功能区划分为三类：（1）一类区：自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区；（2）二类区：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；（3）三类区：特定工业区。对应于功能区，将空气质量标准也分为3级。,厦门市大气环境功能区划,大气法规和环境标准,（二）环境标准2、大气污染物综合排放标准（GB162971996）该标准规定了33种大气污染物的排放限值。,大气法规和环境标准,（三）方法标准1、制定地方大气污染物排放标准的技术方法（GB/T13201-91）2、环境影响评价技术导则大气环境（HJ2.2-2008）,评价,评价就是对监测数据进行统计、分析，并选用适宜的大气质量指数模型求取大气质量指数。根据大气质量指数及其对应的环境生态效应进行污染分级，绘制大气质量分布图，从而探讨各项大气污染物和环境质量随着时空的变化，指出造成本区大气环境质量恶化的主要污染源和主要污染物，研究大气污染对人群和生态环境的影响。提出改善大气环境质量及防止大气环境进一步恶化的综合防治措施。,大气环境质量现状评价的数学方法,目前，我国进行大气污染监测评价的方法多数采用大气质量指数法。大气质量指数是评价大气质量的一种数量尺度，用它来表示大气质量可以综合多种污染物的影响，反应多种污染同时存在情况下的大气质量。,大气环境质量现状评价的数学方法,污染指数法（单因子指数法）,Pi越大，该污染物对环境空气的污染越严重，以此来确定评价区域各种污染物中的主要污染物。,二、大气环境质量现状评价的方法,（一）上海大气质量指数,i污染物的实测浓度；,i污染物的环境质量标准。,计算题某评价区欲进行环境影响评价，现状监测数据如下（日平均）：CTSP=0.38mg/m3，CSO2=0.2mg/m3，CNOx=0.08mg/m3，如果该评价区大气质量执行国家二级标准GB30951996，试用上海大气污染指数评价其大气环境质量状况STSP=0.30mg/m3=0.15mg/m3SNOx=0.10mg/m3,二、大气环境质量现状评价的方法,（二）均值型大气质量指数,二、大气环境质量现状评价的方法,（三）沈阳大气质量指数,沈阳大气质量指数,二、大气环境质量现状评价的方法,（四）分级评分法,分级评价法,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用2.用地衣作为生物监测器3.以植物体内污染物含量作为监测指标经济方便；通过详细的研究也可以提供相对的大气浓度；能同时监测多种污染物。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用(1)二氧化硫污染指示植物常用的有地衣、苔藓、紫花苜蓿、荞麦、金荞麦、芝麻、向日葵、大马蓼、土荆芥、曼陀罗、落叶松、美洲五针松、马尾松、枫杨、加拿大白杨、杜仲、水杉、雪松(幼嫩叶)、胡萝卜、葱、菠菜、莴苣、南瓜等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用(2)氟化物污染指示植物常用的有唐菖蒲、郁金香、金荞麦、杏、葡萄、小苍兰、金钱草、玉簪、梅、紫荆、雪松(幼嫩叶)、落叶松、美洲五针松、欧洲赤松等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用3)臭氧污染指示植物常用的有烟草、矮天牛、牵牛花、马唐、燕麦、洋葱、萝卜、马铃薯、光叶榉、女贞、银槭、杏树、皂荚、丁香、葡萄、牡丹等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用4)过氧乙酰硝酸酯污染指示植物常用的有早熟禾、矮牵牛、繁缕、菜豆等。(5)乙烯污染指示植物常用的有芝麻、番茄、香石竹、棉花等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用6)氯气污染指示植物常用的有芝麻、荞麦、向日葵、大马蓼、藜、翠菊、万寿菊、鸡冠花、大白菜、萝卜、桃树、枫杨、雪松、复叶槭、落叶松、油松等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用(7)二氧化氮污染指示植物常用的有悬铃木、向日葵、番茄、秋海棠、烟草等。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用(1)二氧化硫症状主要出现在叶脉间，呈现大小不等的、无一定分布规律的点、块状伤斑，与正常组织之间界线明显，也有少数伤斑分布在叶片边缘，或全叶褪绿黄化。伤斑颜色多为土黄或红棕色，但伤斑的形状、分布和色泽因植物种类和受害条件的不同会有一定的变化，幼叶不易受害。例如单子叶植物伤斑常沿平行脉呈条状，分布在叶尖或叶片隆起部位；树的受害部位一般从叶尖开始向基部扩展，阔叶树通常在脉间出现不规则的大斑块或斑点，有时伤斑成长条状。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用2)氟化氢伤斑多半分布在叶尖和叶缘，与正常组织之间有一明显的暗红色界线，少数为脉间伤斑，幼叶易受害。另外，伤斑的分布与叶片的厚薄、叶脉的粗细和走向也有一定的关系，通常侧脉不明显或细弱叶片的受害斑多连成整块，位置也不固定；侧脉明显的叶片伤斑多分散在脉间；平行脉叶片的受害部位常在叶尖或叶片的隆起部位；叶质厚硬的叶片伤斑常分布在主脉两侧的隆起部位或叶缘；大而薄的叶片伤斑多分布在边缘，常连成大片。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用3)氯气大多为脉间点块状伤斑，与正常组织之间界线模糊，或有过渡带，严重时全叶失绿漂白甚至脱落。(4)氨气大多为脉间点块状伤斑，伤斑褐色或褐黑色，与正常组织之间界线明显，症状一般出现较早，稳定得快。(5)二氧化氮大多为叶脉间不规则形伤斑，呈白色、黄褐色或棕色，有时出现全叶点状斑。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用6)臭氧大多为叶面散布细密点状斑，呈棕色或黄褐色，少数为脉间块斑。(7)过氧乙酞硝酸醋叶片背面变为银白色、棕色、古铜色或玻璃状，不呈点、块状伤斑，有时在叶片的先端、中部或基部出现坏死带。,三、大气污染生物学评价,（一）植物监测机理（二）植物监测1.植物可见症状的应用(8)乙烯叶片发生不正常的偏上生长(叶片下垂)，或失绿黄化，并常常发生落叶、落花、落果以及结实不正常的现象。(9)酸雾(硫酸、盐酸、硝酸等)叶上出现细密、近圆形坏死斑。,三、大气污染生物学评价,（2.用地衣作为生物监测器3.以植物体内污染物含量作为监测指标经济方便；通过详细的研究也可以提供相对的大气浓度；能同时监测多种污染物。,三、大气污染生物学评价,（三）样品的采集以叶片为主，并通过叶片的生长量、叶片中化学元素的含量来指示大气污染的程度。也可以采集树皮或木质部。叶片的采集以叶片定型的季节为好，北方一般在9月份。,三、大气污染生物学评价,（四）评价方法1.应用植物的可见症状进行评价；2.根据植物的长势和生产量进行评价；3.根据植物的生理生化指标进行评价；4.根据植物叶片中污染物质的含量进行评价；5.根据低等敏感植物的种群结构进行评价；6.根据综合生态指标进行评价。,四、大气污染的环境卫生学评价,（一）用临床医学方法对污染区儿童健康检查；（二）用流行病学回顾性调查方法，调查不同污染区居民肺癌的死亡率；（三）用居民体内含铅量评价大气污染。,第二节大气质量预测模型,主要内容1.了解大气扩散模式；2.掌握系数估值的原理和方法；,一、大气扩散模型,（一）点源扩散的高斯模型,高斯模型是大气扩散模型中用的最多的。高斯模型的坐标系：原点：以排放点在地面的投影点为原点；x轴：平均风向为x轴；y轴：在水平面内垂直于x轴的为y轴，y轴的正向在x轴的左侧；z轴垂直于水平面，向上为正方向。,一、大气扩散模型,（一）点源扩散的高斯模型高斯模式的四点假设为：（1）假定大气流动是稳定的、有主导方向的；（2）假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学和生物变化；（3）假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源和汇，也就是说源强是连续均匀的；（4）在有主导风的情况下，主导风对污染物的输送应远远大于湍流运动引起的污染物在主导风向上的扩散，即在x方向只考虑迁移，不考虑扩散.,点源扩散的高斯模型（高架连续点源）,高架连续点源的高斯模式熟记：,式中：C(x,y,z)表示坐标为x，y，z处污染物浓度；He：烟囱的有效高度，m；Q：烟囱排放源强（污染物单位时间排放量，mg/s）；y：垂直于主导风向的横向扩散参数，m；z：铅直扩散参数，m；u：排气筒高度处的风速，/s,e=2.718,某石油清炼厂自平均有效源高60米处排放的SO2量为80g/s,有效源高处的平均风速为6m/s,试估算冬季阴天正下风向距离烟囱500m处地面上的SO2浓度。,常用的点源扩散模型（高架连续点源）,（1）高架连续点源的地面浓度令z0，可用于计算地面任何一点的污染物浓度。这是实际大气环境影响评价关心的问题。,常用的点源扩散模型（高架连续点源）,（2）高架连续点源的地面轴线浓度地面轴线是从烟囱原点向下风向延伸的方向，即x方向。令z0，y0。,地面轴线浓度计算,课堂计算位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何高度为100米，SO2的单位时间排放量为0.54t/h，已知当地地面风速为3.0m/s,大气稳定定为D类，抬升高度为150米。求下风向2500m处的SO2地面轴线浓度（小时平均值，单位以mg/m3表示，精确度保证小数点后两位）。,常用的点源扩散模型（地面连续点源）,（3）地面连续排放点源模型（令H0）,地面连续点源在地面上任何一点产生的浓度：,地面连续点源在地面轴线上任何一点产生的浓度：,（二）线源扩散模型（三）面源扩散模型,二、系数估值,（一）有效源高（二）大气稳定度分级（三）扩散参数的确定,第三节大气环境影响评价,定量地评价拟建设项目建设前大气环境质量的现状，识别对大气环境的哪些质量参数产生影响和预测建设项目投产后大气污染指数的变化，解释污染物质在大气中的输送、扩散和变化的规律，提出建设项目污染源的控制治理对策。,一、评价工作等级和范围的确定,1、评价工作的分级,一、评价工作等级和范围的确定,2、评价范围的确定一般可取项目的主要污染源为中心，主导风向为主轴的方形或矩形区域。如无明显的主导风向，可取东西向或南北向为主轴。,一、评价工作等级和范围的确定,一级评价项目，边长不应小于1620公里；二级评价项目，边长不应小于1014公里；三级评价项目，边长不应小于46公里；注：平原取上限，复杂地形取下限。,二、工程分析和环境调查,（一）评价区污染源调查（二）大气环境质量现状调查（三）工程分析,三、大气环境影响预测,高斯模式、平流扩散方程、随机游动等数值模式。,三、大气环境影响预测,1、选择综合项目工程特征及项目所在地地形、气象特征的扩散模式；2、确定预测因子；3、确定预测范围；4、确定源参数和模式参数；5、大气环境影响预测,三、大气环境影