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文档简介

第五章大气环境影响评价

大气环境影响评价概述大气污染源调查与评价大气环境质量状况调查污染气象参数调查大气污染物的浓度预测模式大气环境污染控制管理1.大气环境影响评价概述

基本概念

常用大气环境标准介绍

大气环境影响评价的工作程序

*大气环境影响评价等级与范围

基本概念大气污染大气污染源

大气污染物

大气污染:定义:大气因某种物质的介入而导致化学、物理、生物或放射性等方面的特性改变,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。大气污染源定义:一个能够释放污染物到大气中的装置。按污染物产生的来源分为:自然污染源和人为污染源。人为污染源又分为工业、交通运输、农业和生活污染源。按几何形状分为:点源、线源、面源、体源按运动特性分为:固定源和移动源按几何高度分为:高架源、中架源和低架源按排放的时间长短分为:连续源、瞬时源和持续有限时间源按排放形式分为:有组织排放源和无组织排放源按影响范围分为:局部大气污染源和区域性大气污染源大气污染物定义:污染源排放到大气中的有害物质。按污染物存在形态分为:颗粒污染物(或气溶胶状态污染物)和

气态污染物。按污染物形成的过程分为:一次污染物和二次污染物。一次污染物:直接从各种排放源进入大气,在大气中保持其原有的化学性质,如二氧化硫等;二次污染物:在一次污染物之间或大气中非污染物之间发生化学反应,如光化学烟雾、臭氧等。气溶胶状态污染物(颗粒物):

气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在介质中的悬浮体。(1)总悬浮颗粒(totalsuspendedparticles,TSP):空气动力学当量直径≤100µm的固体粒子。(2)可吸入颗粒(inhalableparticles,PM10):空气动力学当量直径≤10µm的固体粒子,不易沉降而能长期飘浮在空气中。(3)降尘:空气动力学当量直径>10µm的固体粒子,靠重力作用能在较短时间内沉降到地面。(5)粉尘(dust):由于固体物质的破碎、研磨、筛分、输送等机械过程或土壤、岩石的风化等自然过程形成的小固体粒子,1~200µm。气溶胶状态污染物(颗粒物):(6)烟(fume):固体气溶胶,0.01~1µm。(7)飞灰(flyash):指随燃料燃烧产生的烟气飞出的分散较细的灰分。(8)黑烟(smoke):一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘;将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟,在不需仔细分时,也称为烟尘。在其他情况下,或泛指小固体颗粒的气溶胶时,则通称粉尘。(9)雾(fog):是气体中液滴悬浮体的总称,在气象中指造成能见度小于1km的小水滴悬浮体。气态污染物:

以分子状态存在的污染物,大部分为无机气体。类别一次污染物

二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4含氮化合物碳的氧合物碳氢化合物(碳氢氧化合物)含卤素化合物NO、NH3

CO、CO2

C1~C5Hn化合物HF、HClNO2、HNO3、MNO3无醛、酮、过氧乙酰硝酸酯无大气中主要污染物常规污染物:

指GB3095中所规定的二氧化硫(S02)、颗粒物(TSP、PMl0)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)等污染物。

特征污染物:

指项目排放的污染物中除常规污染物以外的特有污染物。主要指项目实施后可能导致潜在污染或对周边环境空气保护目标产生影响的特有污染物。常用大气环境标准介绍(1)《环境影响评价技术导则――大气环境》(HJ/T2.2-2008)规定了大气环境影响评价的内容、工作程序、方法和要求,适用于新、改、扩建项目。(2)《环境空气质量标准》(GB3095-1996)规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值,采样与分析方法及数据统计的有效性规定,适用于全国范围的环境空气质量评价(3)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定了33种大气污染物排放限值,其指标体系为最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放监控浓度限值。(4)

《恶臭污染物排放标准》(GB14544-93)(5)

《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)(6)

《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)常用大气环境标准介绍(1)《环境影响评价技术导则――大气环境》(HJ/T2.2-2008)该导则是对(HJ/T2.2-93)的第一次修订。主要修订内容有:评价工作分级和评价范围确定方法,环境空气质量现状调查内容与要求,气象观测资料调查内容与要求,大气环境影响预测与评价方法及要求,环境影响预测推荐模式等。该导则于2008年12月31日发布,2009年4月1日实施。自实施之日起,《环境影响评价技术导则一大气环境》(HJ/T2.2-93)废止。环境空气质量功能区划分为三类:一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区;二类区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;三类区为特定工业区。环境空气质量标准共分为三级:一类区执行一级标准;二类区执行二级标准;三类区执行三级标准。标准制定了9种污染物在不同取值时间情况下的各级别的浓度限值,包括SO2、总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、NO2、CO、O3、铅(Pb),苯并[a]芘(B[a]P),氟化物(F)。《环境空气质量标准》(GB3095-1996)污染物名称取值时间浓度限值

一级标准二级标准三级标准浓度单位二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70

总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50

可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25

氮氧化物NOx年平均日平均1小时平均0.050.100.150.050.100.150.100.150.30mg/m3(标准状态)二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.24

一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00

臭氧O31小时平均0.120.160.20

铅Pb季平均年平均1.501.00

苯并[a]芘B[a]P日平均0.01μg/m3(标准状态)氟化物日平均1小时平均7①20①

F月平均植物生长季平均1.8②1.2②3.0③2.0③μg/(dm2·d)《环境空气质量标准》GB3095-1996

《环境空气质量标准》GB3095-1996修改单一、取消氮氧化物(NOX)指标。二、二氧化氮(NO2)的二级标准的年平均浓度限值由0.04mg/m3改为0.08mg/m3;日平均浓度限值由0.08mg/m3改为0.12mg/m3;小时平均浓度限值由0.12mg/m3改为0.24mg/m3。三、臭氧(O3)的一级标准的小时平均浓度限值由0.12mg/m3改为0.16mg/m3;二级标准的小时平均浓度限值由0.16mg/m3改为0.20mg/m3。2000年1月6日起实施

污染物名称取值时间浓度限值

一级标准二级标准三级标准浓度单位二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70

mg/m3(标准状态)

总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.080.120.24一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00臭氧O31小时平均0.120.20

《环境空气质量标准》GB3095-1996修改单常规污染物的浓度限值

定义(《环境空气质量标准》GB3095-1996):总悬浮颗粒物(TSP):指能悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。可吸入颗粒物(PM10):指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。氮氧化物(以NO2计):指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。铅(Pb):指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。苯并[a]芘(B[a]P):指存在于可吸入颗粒物中的苯并[a]芘。氟化物(以F计):以气态及颗粒态形式存在的无机氟化物。年平均:指任何一年的日平均浓度的算术均值。季平均:指任何一季的日平均浓度的算术均值。月平均:指任何一月的日平均浓度的算术均值。日平均:指任何一日的平均浓度。一小时平均:指任何一小时的平均浓度。植物生长季平均:指任何一个植物生长季月平均浓度的算术均值。环境空气:指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。标准状态:指温度为273K,压力为101.325kPa时的状态。大气环境影响评价的工作程序第一,准备阶段,主要工作为研究有关文件,进行初步的工程分析和环境现状调查,确定评价工作等级和编制评价方案。第二,正式工作阶段,主要工作包含调查、预测和评价第三,报告书编制阶段,主要工作是给出结论,完成环境影响报告书中大气部分的编写。

工作程序分三阶段:准备阶段、正式工作阶段和编制报告书阶段;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。工作程序的主要内容大体可按“三三制”来理解和记忆。大气环境影响评价等级与范围根据《环境影响评价技术导则—大气环境》(HJ2.2-2008)的规定,分别计算每一种污染物的最大地面浓度占标率Pi(第i个污染物),及第i个污染物的地面浓度达标准限值10%时所对应的最远距离D10%。其中Pi的定义为:

Pi=Ci/Coi×109式中:Pi——第i个污染物的最大地面浓度占标率,%;Ci——采用估算模式计算出的第i个污染物的最大地面浓度,mg/m3;Coi——第i类污染物环境空气质量标准,mg/m31.*评价等级Coi如何取值?Coi一般选用《环境空气质量标准》(GB3095-1996)及其修改单中1h平均取样时间的二级标准的浓度限值,对于没有小时浓度限值的污染物,可取日平均浓度限值的三倍值;对该标准中未包含的污染物,可参照《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中的居住区大气中有害物质的最高允许浓度的一次浓度限值。

如已有地方标准,应选用地方标准中的相应值;对某些上述标准中都未包含的污染物,可参照国外有关标准选用,但应做出说明,报环保部门批准后执行。Coi取值的说明:

结合项目的初步工程分析结果,选择正常排放的主要污染物及排放系数,采用估算模式计算各污染物的最大影响程度和最远影响范围,按评价工作分级判据进行分级。评价工作等级评价工作分级判据一级Pmax≥80%,且D10%≥5Km二级其他三级Pmax≤10%或D10%<污染源距厂界最近距离1.评价等级大气环境影响评价等级与范围评价工作等级

例题:1.某建设项目排放两种大气污染物,经计算甲污染物的最大地面浓度占标率Pi为50%,D10%为6km,乙污染物的最大地面浓度占标率Pi为70%,D10%为5.5Km,则该项目的大气环境评价等级为()级。

2.某建设项目排放两种大气污染物,经计算A污染物的最大地面浓度占标率Pi为8%,D10%为3km,B污染物的最大地面浓度占标率Pi为9%,D10%为2Km,则该项目的大气环境评价等级为()级。估算模式是一种单源预测模式,适用于评价等级及评价范围的确定,可计算点源、面源和体源等污染源的最大地面浓度,以及建筑物下洗和熏烟等特殊条件下的最大地面浓度,估算模式中嵌入了多种预设的气象组合条件,包括一些最不利的气象条件,此类气象条件在某个地区有可能发生,也有可能不发生。经估算模式计算出的最大地面浓度大于进一步预测模式的计算结果。对于小于1小时的短期非正常排放,可采用估算模式进行预测。进一步预测模式是一些多源预测模式,适用于一、二级评价工作的进一步预测工作。可基于评价范围的气象特征及地形特征,模拟单个或多个污染源排放的污染物在不同平均时限内的浓度分布。不同的预测模式有其不同的数据要求及适用范围。估算模式

(1)点源参数:点源排放速率(/s);排气筒几何高度(m);排气筒出口内径(m);排气筒出口处烟气排放速度(m/s);排气筒出口处的烟气温度(K)。(2)面源参数:面源排放速率[g/(s•m2)];排放高度(m);长度(m,矩形面源较长的一边),宽度(m,矩形面源较短的一边)。(3)体源参数:体源排放速率(g/s);排放高度(m);初始横向扩散参数(m),初始垂直扩散参数(m)。(4)如评价范围属复杂地形,需提供地形参数:主导风向下风向的计算点与源基底的相对高度(m);主导风向下风向的计算点距源中心距离(m)。(5)如周围建筑物可能导致建筑物下洗,需要提供建筑物参数:建筑物高度(m);建筑物宽度(m);建筑物长度(m)。(6)如项目污染源位于海岸或宽阔水体岸边可能导致岸边熏烟,需提供排放源到岸边的最近距离(m)。(7)其他参数:计算点的离地高度(m);风速计的测风高度(m)。估算模式需输入的基本参数简单地形:距污染源中心点5km内的地形高度(不含建筑物)低于排气筒高度时,定义为简单地形。在此范围内地形高度不超过排气筒基底高度时,可认为地形高度为0m。

复杂地形距污染源中心点5km内的地形高度(不含建筑物)等于或超过排气筒高度时,定义为复杂地形。估算模式

(1)同一项目有多个(两个以上,含两个)污染源排放同一种污染物时,则按各污染源分别确定其评价等级,并取评价级别最高者作为项目的评价等级。(2)对于高耗能行业的多源(两个以上,含两个)项目,评价等级应不低于二级。(3)对于建成后全厂的主要污染物排放总量都有明显减少的改、扩建项目,评价等级可低于一级。

评价等级的确定还应符合以下规定:大气环境影响评价等级与范围(4)如果评价范围内包含一类环境空气质量功能区,或者评价范围内主要评价因子的环境质量已接近或超过环境质量标准,或者项目排放的污染物对人体健康或生态环境有严重危害的特殊项目,评价等级一般不低于二级。(5)对于以城市快速路、主干路等城市道路为主的新建、扩建项目,应考虑交通线源对道路两侧的环境保护目标的影响,评价等级应不低于二级。(6)对于公路、铁路等项目,应分别按项目沿线主要集中式排放源(如服务区、车站等大气污染源)排放的污染物计算其评价等级。(7)确定评价工作等级的同时应说明估算模式计算参数和选项。评价等级的确定还应符合以下规定:大气环境影响评价等级与范围2.评价范围的确定(续)以排放源为中心点,以D10%为半径的圆或2×D10%为边长的矩形作为大气环境影响评价范围。当最远距离超过25km时,确定评价范围为半径25km的圆形区域或边长50km矩形区域。评价范围的直径或边长一般不应小于5Km。对于以线源为主的城市道路等项目,评价范围可设定为线源中心两侧各200m的范围。*根据项目排放污染物的最远影响范围确定项目的大气环境影响评价范围。例题:某建设项目排放的大气污染物主要为二氧化硫,经大气估算模式预测得到如下数据。SO2最大地面浓度出现在100米,烟囱距厂界最近距离为500m。距烟囱距离(m)浓度(mg/m3)浓度占标率(%)10001000.0807516.1502000.0738614.7723000.0609012.1804000.0518610.3725000.0555211.1046000.0539310.7867000.0502110.0427050.0500010.0008000.045949.1889000.041798.35810000.038017.602试回答如下问题:(1)求Pimax,D10%;(2)判断等级;(3)评价范围。解:(1)求Pimax,D10%由这个表可以看出,Pimax=0.08075/0.5=16.15%D10%=705m(2)判断等级因为Pimax>10%、D10%=705m>500m,所以大气评价等级为二级。(3)评价范围2×D10%=1410m<5km,所以评价范围为:以烟囱为中心,直径为5km的圆或边长为5km的矩形。2.大气污染源调查2.1污染因子的筛选2.2大气污染源调查对象2.3大气污染源调查的基本内容2.1污染因子的筛选筛选依据:拟建项目的特点和当地大气污染状况污染因子的筛选优先选择项目等标排放量Pi较大的污染物其次考虑评价区内已造成严重污染的污染物最后考虑列入国家主要污染物总量控制指标的污染物2.1污染因子的筛选等标排放量Pi(m3/h)的计算:Pi=Qi/Coi×109式中:Qi——第i类污染物单位时间的排放量,t/h;Coi——第i类污染物环境空气质量标准,mg/m3空气质量标准Coi按《环境空气质量标准》中二级、1h平均值计算;对该标准中未包含的项目,可参照《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中的相应值选用。对上述两标准中只规定了日平均容许浓度限值的大气污染物,Coi一般可取日平均容许浓度限值的3倍,但对于致癌物质、毒性可积累或毒性较大如苯、汞、铅等可直接取其平均容许浓度限值。2.2大气污染源调查与分析对象对于一、二级评价项目,应调查分析项目的所有污染源(对于改扩建项目应包括新、老污染源)、评价范围内与项目排放污染物有关的其他在建项目、已批复环境影响评价文件的未建项目等污染源。如有区域替代方案,则对评价范围内所有的拟替代的污染源要做详细的调查。对于三级评价项目可只调查分析项目污染源。对于一级评价项目应进行以下各方面的调查2.3污染源调查的基本内容⑴污染源排污概况调查。①在满负荷排放下,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;②对改、扩建项目应给出:现有工程排放量、扩建工程排放量、以及现有工程经改造后的污染物预测削减量,并按上述三个量计算最终排放量;③对于毒性较大的污染物应估计其非正常排放量;④对于周期性排放的污染源,应给出周期性排放系数。周期性排放系数取值为0~1,一般可按季节、月份、星期、日、小时等给出周期性排放系数。对于一级评价项目应进行以下各方面的调查2.3污染源调查的基本内容⑵点源调查内容。①排气筒底部中心坐标,以及排气筒底部的海拔高度(m);②排气筒几何高度(m)及出口内径(m);③烟气出口速度(m/s);④排气筒出口烟气温度(k);⑤各主要污染物正常排放量(g/s),排放工况,年排放小时数(h);⑥毒性较大物质的非正常排放量(g/s),排放工况,年排放小时数(h)等;⑦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。对于一级评价项目应进行以下各方面的调查2.3污染源调查的基本内容⑶面源调查内容。①面源位置坐标,面源所在位置的海拔高度(m);②面源初始排放高度(m);③各主要污染物正常排放量〔g/(s·m2)〕,排放工况,年排放小时数(h)等;⑷体源调查内容。①体源中心点坐标,体源所在位置的海拔高度(m);②体源高度(m);③体源排放速率(g/s),排放工况,年排放小时数(h)等;④体源的边长(m);⑤初始横向扩散参数(m);初始垂直扩散参数(m)。对于一级评价项目应进行以下各方面的调查2.3污染源调查的基本内容⑸线源调查内容。①线源几何尺寸(分段坐标),线源距地面高度(m),道路宽度(m),街道街谷高度(m);②各种车型的污染物排放速率〔g/(s·m2)〕;③平均车速(km/h),各时段车流量(辆/h)、车型比例。⑹其他需调查的内容。①建筑物下洗参数;②颗粒物的粒径分布。二级评价项目污染源调查内容参照一级评价项目执行,可适当从简。三级评价项目可只调查污染源排污概况,并对估算模式中的污染源参数进行核实。3.大气环境质量状况调查3.1大气环境质量现状监测监测范围和项目

监测布点监测制度3.2大气环境质量现状评价

监测结果的统计及分析

大气环境质量现状评价监测布点:根据项目的规模和性质,结合地形复杂性、污染源及环境空气保护目标的布局,综合考虑监测点设置数量。监测点设置数量:一级评价,不应少于10个;二级评价不应少于6个;三级评价项目,如果评价区内已有例行监测点或评价范围内有近3年的监测资料,且其监测数据有效性符合导则有关规定,并能满足项目评价要求的,可不再进行现状监测,否则布置2~4个点进行监测。监测布点原则:应尽量全面、客观、真实反映评价范围内的环境空气质量。依项目评价等级和污染源布局的不同,按照以下原则进行监测布点:一级评价项目:以监测期间所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°方向上各设置1个监测点,在主导风向下风向距离中心点(或主要排放源)不同距离,加密布设1~3个监测点。二级评价项目:以监测期间所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、90°、180°、270°方向上各设置1个监测点,主导风向下风向加密布点。三级评价项目:以监测期所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、180°方向上各设置1个监测点,主导风向下风向加密布点。现状监测布点原则

监测点周围空间应开阔,采样口水平线与周围建筑物高度的夹角小于30°;监测点周围应有270°采样捕集空间,空气流动不受任何影响;避开局地污染源的影响,原则上10m范围内应没有局地排放源;避开树木和吸附力较强的建筑物,一般在15~20m范围内没有绿色乔木、灌木等。同时注意监测点的可到达性和电力保证。监测布点:监测点位布设方法:1.网格布点;2.同心圆多方位布点法;3.扇形布点法;4.配对布点法;5.功能分区布点法;关心点、敏感点(如居民集中区、风景区、文物点、医院、院校等)以及下风向距离最近的村庄应布置取样点;上风向设对照点;监测点位布设方法:1.网格布点:适用于待监测的污染源分布非常分散(面源为主)的情况。具体布点方法是,把监测区域网格化,根据人力、设备等条件确定布点密度。如果条件允许,可以在每个网格中心设一个监测点。否则,可适当降低布点的空间密度。该方法监测结果代表性强,但监测分析的工作量大。在区域环境影响评价常应用网格布点法。监测点位布设方法:2.同心圆多方位布点法:适用于孤立源及其所在地区风向多变的情况。布点方法是,以排放源为圆心,画出16个或8个方位的射线和若干个不同半径的同心圆,同心圆圆周与射线的交点即为监测点。在实际工作中,根据客观条件需要,往往是在主导风的下风方位布点密些,其他方位疏些。确定同心圆半径的原则是,在预计的高浓度区及高浓度与低浓度交接区应密些,其他区疏些。监测点位布设方法:3.扇形布点法:适用于评价区域内风向变化不大的情况。其方法步骤如下:沿主导风向轴线,从污染源向两侧分别扩出45°、22.5°或更小的夹角(视风向脉动情况而定)的射线,两条射线构成的扇形区即是监测布点区。再在扇形区内做出若干条射线和若干个同心圆弧,圆弧与射线的交点即为待定的监测点。在实际环境影响评价工作中,因监测时间较短,风向和风速等气象条件变化大,故代表性较差。监测点位布设方法:4.配对布点法:该布点法适用于线源。例如,对公路和铁路建设工程进行环境影响评价时,在行车道的下风侧,离车道外沿0.5~1m处设一个监测点,同时在该点外沿100m处再设一个监测点。根据道路布局和车流量分布,选择典型路段,用配对法设置监测点。监测点位布设方法:5.功能分区布点法:该方法适用于了解污染物对不同功能区的影响。通常的做法是按工业区、居民稠密区、交通频繁区、清洁区等分别设若干个监测点。在环境空气质量的例行监测和区域环境质量现状评价中,常用这种方法。监测制度:一级评价项目:二期(冬季、夏季)监测;二级评价项目:取一期不利季节进行监测,必要时应作二期监测;三级评价项目:必要时作一期监测。每期监测时间,至少应取得有季节代表性的7天有效数据。对于评价范围内没有排放同种特征污染物的项目,可减少监测天数。对于部分无法进行连续监测的特征污染物,可监测其一次浓度值,监测时间须满足所用评价标准值的取值时间要求。

监测结果应能说明评价区内大气污染物监测浓度范围、平均值、超标率等。同时,还应进行浓度时空分布特征分析和浓度变化与污染气象条件的相关分析。监测结果的统计及分析式中:C-环境污染物的实测浓度,mg/m3;C0-污染物的环境质量标准值,mg/m3。未检出点位数计入总监测数据个数。不符合监测技术规范要求的监测数据不计入总监测数据个数。

单项指数法:

Ii=Ci/C0i

Ci―污染物i的质量浓度值(实测或经统计处理),mg/m3;C0i―选定的污染物i的评价标准,mg/m3。大气环境质量现状评价当Ii≥1时为超标,否则为不超标。4.污染气象参数调查4.1大气湍流4.2大气稳定度4.3逆温与熏烟4.4风场4.5大气混合层高度4.6联合频率4.7气象观测资料调查大气污染物浓度是由污染物排放量及污染气象条件共同决定的,污染气象条件的好坏反映了当地大气自净能力的高低,污染气象条件是大气环境影响评价不可缺少的重要内容。影响污染物在大气中扩散的气象因素有两个:动力因子(风和湍流)、热力因子(大气温度层结和大气稳定度)。

大气自净能力:由于大气自身的运动而使大气污染物输送、稀释扩散,从而起到对大气的净化作用,包括平流输送、湍流扩散和清除等机制。对于大多数评价项目,主要需要调查和研究平流输送和湍流扩散。

平流输送:大气有规则运动(风)湍流扩散:大气无规则运动大气结构地球周围聚集了一层很厚的大气层,称为大气圈,它分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层五层。对流层的特点:1、温度随高度增加而降低,每升高1km,气温约下降6.5℃。2、空气对流(气流作垂直和水平运动)3、温度、湿度等各要素水平分布不均匀。对人类影响最大,通常所说的大气污染就是指对流层,4.1大气湍流大气的运动除了水平运动外,还存在着不同于水平风向的各种涡旋运动,即湍流运动。湍流是一种不规则运动,由机械或动力作用生成的是机械湍流(近地面大气与静止地面相对运动所形成的湍流以及空气流经粗糙下垫面时引起风向和风速突然改变所造成的湍流);由各种热力因子诱生的是热力湍流(因地表面受热不均匀或大气层结不稳定造成的大气湍流)。

大气湍流的强弱取决于热力和动力两因子。

粗糙下垫面:山丘、树木、建筑物等4.1大气湍流

大气湍流的主要效果是混合,它使污染物在随风飘移过程中不断向四周扩展,不断将周围清洁空气卷入烟气中,同时将烟气带到周围空气中,使得污染物浓度不断降低。

非湍流情况下的烟团扩散如图(a)所示。在湍流扩散过程中,各种不同尺度的湍涡,在扩散的不同阶段起着不同的作用。湍涡远小于烟团的扩散如图(b)所示,湍涡与烟团尺寸相当的扩散如图(c)所示,湍涡远大于烟团的扩散如图(d)所示。4.2风场风对大气污染物的输送扩散有着十分重要的作用。在大气边界层中,风切变还影响湍流强度及性质,对扩散产生间接作用;其他气象因子(如大气稳定度等)都是通过风及湍流间接影响空气污染的。因此,掌握有关风的知识和弄清局地风场特征,是了解一个地区大气污染的前提条件之一。大气边界层:大气流过地面时,地面上各种粗糙元,如草、沙粒、庄稼、树木、房屋等会使大气流动受阻,这种摩擦阻力由于大气中的湍流而向上传递,并随高度的增加而逐渐减弱,达到某一高度后便可忽略。此高度称为大气边界层厚度,它随气象条件、地形、地面粗糙度而变化,大致为300~1000米。4.2风场风:空气的水平运动风速:空气在单位时间内移动的水平距离,随时间和高度变化风向:风的来向,16个方位表示风频:吹某一风向的风的次数,占总的观测统计次数的百分比主导风向:风频最大的风向,其下风向即为污染几率最大的方位风向玫瑰图:为了解主要污染方向及各方位受污染概率,应绘制风向玫瑰图,即在极坐标中按16个风向标出其频率的大小局地风场:在局部地区由于地形影响而形成的空间和时间尺度都比较小的所谓地方性风,主要有海陆风、山谷风、过山气流、城市热岛环流等。

污染系数=风向频率/平均风速风玫瑰图风玫瑰图C表示静风,风速小于测风仪最低阈值。局地风场局地风场:系指在局部地区由于地形影响而形成的空间和时间尺度都比较小的所谓地方性风,主要有海陆风、山谷风、过山气流、城市热岛环流等,它们对大气的污染扩散影响很大。海陆风局地风场海陆风:由于海陆对热量反应的差异造成的,出现在大的水域附近。白天,陆暖而水凉,气压为海高陆低,下层气流由海吹向陆地,形成海风,上层气流由陆地吹向海洋,形成陆风,并因此形成海陆风环流;夜间,情况正好相反,通常海风大于陆风。海陆风环流对水域附近大气有净化作用,但也可能产生循环污染。山谷风局地风场山谷风:在山区,由于热力的原因,白天山坡吸收太阳辐射增热比山谷快,故风经常从谷地吹向山坡,称为谷风:晚上山坡比谷地冷却快,故风经常从山顶吹向山谷地,称为山风。山谷风的污染可出现以下几种情况:①山风和谷风转换期的污染;②山谷中热力环流引起的漫烟;③侧向封闭山谷引起的高浓度污染;④下坡风气层中的污染。过山气流局地风场过山气流:由于地形阻碍作用使流场发生局地变化而产生。气流受山峰阻挡,在山的迎风面流线密集,过山后流线稀疏,产生流线下滑作用,在背风坡产生气流下泻和尾流混合。污染源在山前上风侧时,对迎风坡会造成高浓度的污染。在山后则会出现以下几种情况:①污染源在山的上风侧,并有一段距离,则烟流可能随风越过山头,被下沉气流带到地面,从而造成严重污染;②污染源在山后,正好处在过山气流的下沉气流中,烟流抬升不高,很快落到地面而造成污染;③污染源在山后的回流区,烟流不能扩散出去而导致污染。城市热岛环流局地风场城市热岛环流:由城乡温度差异而引起的局地风。城市人类活动影响以及城乡太阳辐射的差异,使得城市温度经常比乡村高,城区暖而轻的空气要上升,而四周郊区冷空气要向城区辐合补充,形成所谓“城市热岛环流”或称“城市风”。4.3大气温度层结

风和湍流是影响大气扩散能力的主要动力因子,而大气的温度层结和大气稳定度是影响大气扩散能力的主要热力因子。污染物在大气中的扩散主要受湍流的影响,而大气湍流在很大程度上取决于近地层的垂直温度分布。由于测量大气湍流比测量相应的垂直温度分布要困难得多,所以常常用后者作为评价大气湍流的指标。这种气温随高度的分布通常称为大气层结。干绝热递减率γd:干空气在绝热运动中,每上升100m气温下降约1℃,即γd=1℃/100m。γd是一个常数,相对气块而言。垂直递减率γ:气温随高度的增加而递减的度数。如对流层,气温垂直递减率平均是γ=0.65℃/100m。4.3大气温度层结气温的垂直分布可用坐标曲线来表示(图中虚线是干绝热γd线)。这条曲线称为温度层结曲线,简称温度层结。从图中可以看出,大气中的温度层结有四种类型:①γ>0,称为递减或超绝热;②γ=γd,称为中性;③γ=0,称为等温;④γ<0,称为气温逆转,简称逆温。温度层结曲线1.递减;2.中性;3.等温;4.逆温4.4大气稳定度大气稳定度:整层空气的稳定程度,是大气中某一高度上的气团在垂直方向上的相对稳定程度。当气层受到扰动,若原先是不稳定气层,则扰动、对流和湍流容易发展;若原先是稳定气层,则扰动、对流和湍流受到抑制;若原先是中性气层,则由外界扰动所产生的气团运动,既不受到抑制又不能得到发展。

因此,大气不稳定,湍流和对流充分发展,稀释扩散能力强。大气稳定度是大气湍流运动强弱的一种标志,是确定大气扩散参数的重要依据。4.4大气稳定度确定方法:1.干绝热法

用气温的垂直递减率γ与干绝热递减率γd可以比较方便地判断气温的稳定度(静力稳定度),如表所示。处于不稳定层结时,促使湍流运动的发展,大气稀释能力加强;处于稳定层结时,对湍流起抑制作用,减弱大气的扩散能力。稳定

γ﹤γd中性

γ=

γd不稳定

γ﹥

γd

最符合我国国情的方法是Pasquill法,由太阳高度角,云量(总云量、低云量)以及风速等地面常规气象资料确定大气稳定度,是环评中常用的方法。Pasquill大气稳定度分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。它们分别表示为A、B、C、D、E、F。

首先由云量与太阳高度角查出太阳辐射等级数,再由太阳辐射等级数与地面风速查出稳定度等级。4.4大气稳定度确定方法:*2.Pasquill法云量与太阳高度角太阳辐射等级数地面风速大气稳定度等级太阳高度角h0使用下式计算:h0=arcsin[sinφsinσ+cosφcosσcos(15t+λ-300)]式中,h0——太阳高度角,degφ——当地地理纬度,degλ——当地地理经度,degt——观测时的北京时间σ——太阳倾角,deg,可按下式计算:σ=[0.006918-0.39912cosθ0+0.070257sinθ0-0.006758cos2θ0+0.000907sin2θ0-0.002679cos3θ0+0.001480sin3θ0]180/π式中,θ0­——360dn/365,degdn——一年中的日期序数,0,1,2…,364云量,1/10夜间太阳高度角总云量/低云量h0≤15°15°<h0≤35°35°<h0≤65°h0>65°≤4/≤4-2-1+1+2+35~7/≤4-10+1+2+3≥8/≤4-100+1+1≥5/5~70000+1≥8/≥800000太阳辐射等级数地面风速,m/s太阳辐射等级+3+2+10-1-2≤1.9AA~BBDEF2~2.9A~BBCDEF3~4.9BB~CCDDE5~5.9CC~DDDDD≥6DDDDDD大气稳定度的等级

逆温是指气温随高度增加的现象。逆温层对污染物的扩散起到抑制作用,直接关系着地面污染程度,与空气污染密切有关的逆温形式主要是地面辐射逆温。4.5逆温与熏烟上部稳定,下部中性熏烟型

晴朗无云(或少云)、风速不大的夜间,地面辐射冷却很快,贴近地面气层冷却最快,较高的气层冷却较慢,因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层,即辐射逆温,日出后,地面受太阳照射增温,贴地逆温层自下而上逐渐消失,转变为中性或不稳定层结,原来滞留在逆温层内的污染物向上扩散受抑而向下蔓延,使地面浓度剧增造成局地严重污染的状况,即熏烟污染。风廓线图*大气边界层是指由于受下垫面影响而湍流化的低层大气。通常为距地面1~2km以下高度的大气层。*在大气边界层中,风速将随高度增高而逐渐增大,在大气扩散计算中,需要知道烟囱出口高度处的平均风速。大气边界层*风速随高度变化的曲线称为风速廓线。风速廓线的数学表达式称为风速廓线模式。建立起风速廓线模式,就可以利用现有的地面风资料,计算出不同高度的风速。*近地面层常用的风速廓线模式——幂函数风速廓线模式距地面1.5km高度以下的风速可按下式计算:式中,U1——距地面Z1(m)高度处10min平均风速,m/s,通常取距地面10m高度处的平均风速;U2——距地面Z2(m)高度处10min平均风速,m/s;

P为风速高度指数,与大气稳定度和地形条件有关,查表得。各稳定度等级下的P值4.6大气混合层高度混合层:如果下层空气湍流强,上部空气湍流弱,中间存在着一个湍流特征不连续界面,湍流特征不连续界面以下的大气层为混合层。混合层高度:从地面算起至第一层稳定层底的高度。混合层高度随时随地变化,在一天中,早晨混合层高度一般较低,而午后混合层高度达到极大值,混合层内一般为不稳定层结,铅直稀释能力比较强。混合层高度实质上表征污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围,即低层空气热力对流与湍流所能达到的高度,它与大气稳定度密切相关。确定方法:干绝热法、国标法等,环评中常用国标法。⑴当大气稳定度为不稳定或中性(A、B、C或D类)时:h=asU10/f⑵当大气稳定度为稳定(E或F类)时:h=bs(U10/f)1/2f=2Ώsinφh——混合层高度(E、F时指近地层高度),mU10——10m高度处平均风速,m/s(大于6m/s时取为6m/s)as、bs——混合层系数,查表得;f——地转系数;Ώ——地转角速度,可取Ώ=7.29×10-5rad/sφ——地理纬度,deg指风向、风速、大气稳定度构成的组合频率。即统计不同风速、风向和大气稳定度出现概率。通常风向取16个方位(不包括静风);稳定度分为A、B、C、D、E、F六类;风速分5级,<1.5m/s,1.5~3m/s,3.1~5m/s,5.1~7m/s,>7m/s。4.6联合频率气象观测资料调查的基本原则:要求与项目的评价等级有关,还与评价范围内地形复杂程度、水平流场是否均匀一致、污染物排放是否连续稳定有关。常规气象观测资料包括常规地面气象观测资料和常规高空气象探测资料。对于各级评价项目,均应调查评价范围20年以上的主要气候统计资料。包括:①年平均风速和风向玫瑰图,最大风速与月平均风速;②年平均气温,极端气温与月平均气温;③年平均相对湿度,年均降水量,降水量极值;④日照;对于一、二级评价项目,还应调查逐日、逐次的常规气象观测资料及其他气象观测资料。气象观测资料调查(1)对于一级评价项目,基本要求分两种情况:①评价范围小于50km条件下,须调查地面气象观测资料,并按选取的模式要求,调查必需的常规高空气象探测资料;②评价范围大于50km条件下,须调查地面气象观测资料和常规高空气象探测资料。地面气象观测资料调查要求:调查距离项目最近的地面气象观测站,近5年内的至少连续三年的常规地面气象观测资料。如果地面气象观测站与项目的距离超过50km,并且地面站与评价范围的地理特征不一致,还需进行补充地面气象观测。常规高空气象探测资料调查要求:调查距离项目最近的高空气象探测站,近5年内的至少连续三年的常规高空气象探测资料。如果高空气象探测站与项目的距离超过50km,高空气象资料可采用中尺度气象模式模拟的50km内的格点气象资料。气象观测资料调查要求(1)对于二级评价项目,对于二级评价项目,气象观测资料调查基本要求同一级评价项目。对应的气象观测资料年限要求为近3年内的至少连续一年的常规地面气象观测资料和高空气象探测资料。

气象观测资料调查要求

根据所调查地面气象观测站的类别,并遵循先基准站,次基本站,后一般站的原则,收集每日实际逐次观测资料。观测资料的常规调查项目包括:时间(年、月、曰、时)、风向(以角度或按16个方位表示)、风速、干球温度、低云量、总云量。根据不同评价等级预测精度要求及预测因子特征,可选择调查的观测资料的内容:湿球温度、露点温度、相对湿度、降水量、降水类型、海平面气压、观测站地面气压、云底高度、水平能见度等。地面气象资料调查内容高空气象资料的调查内容观测资料的时次根据所调查常规高空气象探测站的实际探测时次确定,一般应至少调查每日1次(北京时间08点)的距地面1500m高度以下的高空气象探测资料。观测资料的常规调查项目包括:时间(年、月、日、时)、探空数据层数、每层的气压、高度、气温、风速、风向(以角度或按16个方位表示)。大气环境影响评价

大气环境影响评价概述大气污染源调查与评价大气环境质量状况调查污染气象参数调查大气环境影响预测与评价大气环境污染控制管理(1)确定预测因子。(2)确定预测范围。(3)确定计算点。(4)确定污染源计算清单。(5)确定气象条件。(6)确定地形数据。(7)确定预测内容和设定预测情景。(8)选择预测模式。(9)确定模式中的相关参数。(10)进行大气环境影响预测与评价。大气环境影响预测的步骤大气环境影响预测的步骤(1)确定预测因子:根据评价因子而定,选取有环境空气质量标准的评价因子作为预测因子。(2)确定预测范围:

预测范围至少包括评价范围,覆盖所有关心的敏感点,同时还应考虑污染源的排放高度、评价范围的主导风向、地形和周围环境敏感区的位置等以进行适当调整,一般取东西向为X坐标轴、南北向为Y坐标轴,项目位于预测范围的中心区来计算污染源对评价范围的影响。大气环境影响预测的步骤(3)确定计算点:计算点可分三类:环境空气敏感区、预测范围内的网格点以及区域最大地面浓度点。应选择所有的环境空气敏感区中的环境空气保护目标作为计算点。预测网格点的分布应具有足够的分辨率以尽可能精确预测污染源对评价范围的最大影响,预测网格可以根据具体情况采用直角坐标网格或极坐标网格,并应覆盖整个评价范围。预测网格点设置方法见下表。大气环境影响预测的步骤预测网格点设置方法预测网格方法直角坐标网格极坐标网络布点原则距离源中心≤1000m距离源中心>1000m预测网格点网格距网格等间距或近密远疏法径向等间距或距源中心近密远疏法500~100m500~100m100~500m100~500m区域最大地面浓度点的预测网格设置,应依据计算出的网格点浓度分布而定,在高浓度分布区,计算点间距应不大于50m。对于临近污染源的高层住宅楼,应适当考虑不同代表高度上的预测受体。大气环境影响预测的步骤(4)确定污染源计算清单(参照调查清单):点源参数调查清单单位数据点源编号点源名称X坐标Y坐标mmmmm排气筒高度排气筒内径排气筒底部海拔烟气出口速度烟气出口温度年排放小时数排放工况评价因子源强烟尘粉尘SO2NO2其他m/sKhg/sg/sg/sg/s大气环境影响预测的步骤(5)确定气象条件:计算小时平均浓度需采用长期气象条件,进行逐时或逐次计算。选择污染最严重的(针对所有计算点)小时气象条件和对各环境空气保护目标影响最大的若干个小时气象条件(可视对各环境空气敏感区的影响程度而定)作为典型小时气象条件。计算日平均浓度需采用长期气象条件,进行逐日平均计算。选择污染最严重的(针对所有计算点)日气象条件和对各环境空气保护目标影响最大的若干个日气象条件(可视对各环境空气敏感区的影响程度而定)作为典型日气象条件。大气环境影响预测的步骤(5)确定气象条件:长期气象条件:指达到一定时限及观测频次要求的气象条件。一级评价项目的长期气象条件为:近五年内的至少连续三年的逐日逐次气象条件;二级评价项目的长期气象条件为:近三年内的至少连续一年的逐日、逐次气象条件。(6)确定地形数据:在非平坦的评价范围内,地形的起伏对污染物的传输、扩散会有一定的影响。对于复杂地形下的污染物扩散模拟需要输入地形数据。(1)全年逐时或逐次小时气象条件下,环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面小时浓度;(2)全年逐日气象条件下,环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面日平均浓度;(3)长期气象条件下,环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面年平均浓度;(4)非正常排放情况,全年逐时或逐次小时气象条件下,环境空气保目标的最大地面小时浓度和评价范围内的最大地面小时浓度;(5)对于施工期且超过一年的项目,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。二级价项目预测内容为一级评价项目预测内容中的(1)、(2)、(3)、(4)项内容。三级评价项目可不进行上述预测。大气环境影响预测内容(7)确定预测内容和设定预测情景。预测内容(一级评价):常规预测情景组合污染源类别序号排放方案预测因子计算点常规预测内容12345新增污染源(正常排放)新增污染源(非正常排放)削减污染源(若有)被取代污染源(若有)其他在建、拟建项目相关污染源(若有)现有方案/推荐方案现有方案/推荐方案现有方案/推荐方案现有方案/推荐方案所有预测因子主要预测因子主要预测因子主要预测因子主要预测因子环境空气保护目标网格点区域最大地面浓度点环境空气保护目标区域最大地面浓度点环境空气保护目标环境空气保护目标环境空气保护目标小时浓度日平均浓度年均浓度小时浓度日平均浓度年均浓度日平均浓度年均浓度日平均浓度年均浓度HJ2.2—2008给出了大气环境影响预测推荐模式清单。推荐模式清单包括估算模式、进一步预测模式和大气环境防护距离计算模式等。采用《环境影响评价技术导则一大气环境》(HJ2.2—2008)推荐模式清单中进一步预测模式进行大气环境影响预测。选择模式时,应结合模式的适用范围和参数的要求进行合理选择。进一步预测模式是一些多源预测模式,包括AERMOD、ADMS和CALPUFF,适用于一、二级评价工作的进一步预测工作。预测模式可基于评价范围的气象特征及地形特征,模拟单个或多个污染源排放的污染物在不同平均时限内的浓度分布。不同的预测模式有其不同的数据要求及适用范围,不同推荐预测模式的适用范围见表。大气环境影响预测内容(8)选择预测模式。大气环境影响预测内容推荐预测模式一般适用范围一、估算模式适用于评价等级及评价范围的确定。估算模式是一种单源预测模式,可计算点源、面源和体源等污染源的最大地面浓度,以及建筑物下洗和熏烟等特殊条件下的最大地面浓度,估算模式中嵌入了多种预设的气象组合条件,包括一些最不利的气象条件,此类气象条件在某个地区有可能发生,也有可能不发生。经估算模式计算出的最大地面浓度大于进一步预测模式的计算结果。对于小于1小时的短期非正常排放,可采用估算模式进行预测。大气环境影响预测内容大气环境影响预测推荐模式说明:二、进一步预测模式1.AERMOD模式系统

AERMOD是一个稳态烟羽扩散模式,可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布,适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。AERMOD考虑了建筑物尾流的影响,即烟羽下洗。模式使用每小时连续预处理气象数据模拟大于等于l小时平均时间的浓度分布。AERMOD包括两个预处理模式,即AERMET气象预处理和AERMAP地形预处理模式。

AERMOD适用于评价范围小于等于50km的一级、二级评价项目。大气环境影响预测内容大气环境影响预测推荐模式说明:二、进一步预测模式2.ADMS模式系统

ADMS可模拟点源、面源、线源和体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布,还包括一个街道窄谷模型,适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。模式考虑了建筑物下洗、湿沉降、重力沉降和干沉降以及化学反应等功能。化学反应模块包括计算一氧化氮,二氧化氮和臭氧等之间的反应。ADMS有气象预处理程序,可以用地面的常规观测资料、地表状况以及太阳辐射等参数模拟基本气象参数的廓线值。在简单地形条件下,使用该模型模拟计算时,可以不调查探空观测资料。

ADMS-EIA版适用于评价范围小于等于50km的一级、二级评价项目。大气环境影响预测内容大气环境影响预测推荐模式说明:二、进一步预测模式3.CALPUFF模式系统

CALPUFF是一个烟团扩散模型系统,可模拟三维流场随时间和空间发生变化时污染物的输送、转化和清除过程。

CALPUFF适用于从50km到几百千米范围内的模拟尺度,包括了近距离模拟的计算功能,如建筑物下洗、烟羽抬升、排气筒雨帽效应、部分烟羽穿透、次层网格尺度的地形和海陆的相互影响、地形的影响;还包括长距离模拟的计算功能,如干、湿沉降的污染物清除、化学转化、垂直风切变效应,跨越水面的传输、熏烟效应以及颗粒物浓度对能见度的影响。适合于特殊情况,如稳定状态下的持续静风、风向逆转、在传输和扩散过程中气象场时空发生变化下的模拟。

CALPUFF适用于评价范围大于等于50km的一级评价项目,以及复杂风场下的一级、二级评价项目。大气环境影响预测内容大气环境影响预测推荐模式说明:三、大气环境防护距离计算模式

大气环境防护距离计算模式是基于估算模式开发的计算模式,此模式主要用于确定无组织排放源的大气环境防护距离。计算出的距离是以污染源中心点为起点的控制距离,并结合厂区平面布置图,确定控制距离范围,超出厂界以外的范围,即为项目大气环境防护区域。大气环境防护距离内不应有长期居住的人群。

大气环境防护距离一般不超过2000m,如计算无组织排放源超标距离大于2000m,则应建议削减源强后重新计算大气环境防护距离。大气环境防护距离计算模式主要输入参数包括:面源有效高度(m);面源宽度(m);面源长度(m);污染物排放速率(m/s);小时评价标准(mg/m3)。大气环境影响预测内容大气环境影响预测推荐模式说明:在进行大气环境影响预测时,应针对区域特征,以及不同的污染物及预测范、预测时段,对模式参数进行比较分析,合理选择模式参数。如计算TSP的长期平均浓度(日均及以上平均时段),需注意合理选择重力沉降及干、湿沉降参数,算S02和NO2浓度时,应注意根据输出结果选用合理的半衰期及化学转化系数等并对预测模式中的有关模型选项及化学转化等参数进行说明。不同预测模式主要输入模式参数见下表。大气环境影响预测内容(9)确定模式中的相关参数。按设计的各种预测情景和方案分别进行模拟计算,并对结果进行分析与评价,主要内容包括:(1)对环境空气敏感区的环境影响分析,应考虑其预测值和同点位处的现状背景值的最大值的叠加影响;对最大地面浓度点的环境影响分析可考虑预测值和所有现状背景值的平均值的叠加影响。(2)叠加现状背景值,分析项目建成后最终的区域环境质量状况,即:新增污染源预测值+现状监测值一削减污染源计算值(如果有)一被取代污染源计算值(如果有)=项目建成后最终的环境影响。若评价范围内还有其他在建项目、已批复环境影响评价文件的拟建项目,也应考虑其建成后对评价范围的共同影响。大气环境影响预测内容(10)大气环境影响预测分析与评价。(3)分析典型小时气象条件下,项目对环境空气敏感区和评价范围的最大环境影响,分析是否超标、超标程度、超标位置,分析小时浓度超标概率和最大持续发生时间,并绘制评价范围内出现区域小时平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图。(4)分析典型日气象条件下,项目对环境空气敏感区和评价范围的最大环境影响,分析是否超标、超标程度、超标位置,分析日平均浓度超标概率和最大持续发生时间,并绘制评价范围内出现区域日平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图。(5)分析长期气象条件下,项目对环境空气敏感区和评价范围的环境影响,分析是否超标、超标程度、超标范围及位置,并绘制预测范围内的浓度等值线分布图。大气环境影响预测内容(10)大气环境影响预测分析与评价。(6)分析评价不同排放方案对环境的影响,即从项目的选址、污染源的排放强度与排放方式、污染控制措施等方面评价排放方案的优劣,并针对存在的问题(如果有)提出解决方案。(7)对解决方案讲行进一步预测和评价,并给出最终的推荐方案。

评价结论与建议在环境影响报告中预测部分的最后,应结合不同预测方案的预测结果,从项选址、污染源的排放强度与排放方式、大气污染控制措施、区域环境空气质量承能力以及总量控制等方面综合进行评价,并明确给出大气环境影响可行性结论。大气环境影响预测内容(10)大气环境影响预测分析与评价。大气环境影响预测内容不同评价等级的环境影响报告书对附图、附表、附件的要求:基本附图要求基本附表要求大气环境影响预测内容不同评价等级的环境影响报告书对附图、附表、附件的要求:基本附件要求

点源扩散的高斯模式

点源扩散高斯模式中参数的选取

非点源大气污染物扩散预测

特殊情况下大气污染物预测模式5.大气污染物的浓度预测模式1.1坐标系(见环境工程学P478)原点:排放点(无界点源或地面源)或高架排放点在地面的投影;X轴:沿平均风向水平延伸;Y轴:在水平面上垂直于X轴;Z轴:垂直XOY平面向上延伸。烟云中心平均路径沿X轴或平行X轴移动。在这种坐标系中,烟流中心或与X轴重合(无界点源),或在XOY面的投影为X轴(高架点源)。下面介绍的模式都是在这种坐标系中导出的。高斯模式的坐标系和基本假设图示1.2高斯模式的有关假设(1)污染物的浓度在Y和Z方向的分布呈正态分布(高斯分布);(2)在扩散的整个空间中风速是均匀、稳定的;(3)源强是连续均匀的;(4)在扩散过程中污染物质量是守恒的;(5)在X方向,平流作用远大于扩散作用;(6)地面足够平坦。对后述的模式只要没有特殊指明,以上假设条件都是遵守的。高斯扩散模式由这一模式可求出下风向任一点的污染物浓度。

当有风时(距地面10m高处,u10≥1.5m/s)1.3连续点源高斯模式掌握c(x,y,z)——下风向某点(x,y,z)处的空气污染物浓度,mg/m3;x——下风向距离,m;y——横风向距离,m;z——距地面高度,m;*Q——气载污染物源强,即释放率,mg/s;*u——排气筒出口处的平均风速,m/s;σy、σz——分别为水平方向和垂直方向扩散参数;*He——排气筒有效高度,m。地面浓度扩散模式

我们时常关心的是地面浓度而不是任一点的浓度。当z=0时,由推导得到地面浓度模式:掌握地面轴线浓度扩散模式

地面浓度以X轴为对称,X轴上具有最大值,向两侧(Y方向)逐渐减小。因此,地面轴线浓度是我们所关心的。当y=0,z=0时,由推导得到地面轴线浓度模式:掌握

σy和σz是距离x的函数,随x的增大而增大,通常可表示成下列幂函数形式:式中γ1、γ2、α1、α2均为常数。

两项共同作用的结果,必然在某一距离x处出现浓度c的最大值!随x增大而减小,随x的增大而增大地面最大浓度模式地面最大浓度模式及距排气筒的距离掌握掌握高斯扩散模式中σy、σz的确定(1)有风情况下扩散参数σy和σz的确定(u10≥1.5m/s)采样时间=0.5h时,扩散参数σy和σz通常可表示成下列幂函数形式:式中:α1——横向扩散参数回归指数;α2——铅直扩散参数回归指数;γ1——横向扩散参数回归系数;γ2——铅直扩散参数回归系数;x——

距排气筒下风向水平距离,m;(取样时间为0.5小时)横向扩散参数幂函数表达式数据(取样时间0.5小时)垂向扩散参数幂函数表达式数据>0平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法是:A、B、C级稳定度直接由表查算,D、E、F级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表查算。工业区或城区中的点源扩散参数选取方法是:工业区A、B级不提级,C级提到B级,D、E、F级向不稳定方向提一级半,再按表查算;非工业区的城区,A、B级不提级,C级提到B级或C级,D、E、F级向不稳定方向提一级,再按表查算。丘陵山区的农村或城市扩散参数选取方法同工业区。说明:

如果取样时间大于0.5h,则铅直方向扩散参数不变,横向扩散参数及稀释系数满足下式:σyτ2——对应取样时间为τ2时的横向扩散系数,m;σyτ1——取样时间为0.5小时计算得到的横向扩散系数,m;q——时间稀释指数,由下表确定。时间稀释指数qq扩散参数σy和σz通常可表示成下列函数形式:

σy=γ01T,σz=γ02T高斯扩散模式中σy、σz的确定(2)小风(1.5m/s>u10≥0.5m/s)和静风(u10<0.5m/s)时T:烟团运行时间;γ01、γ02:小风和静风时0.5h取样时间的扩散参数的系数;查表求γ01、γ02小风(1.5m/s>u10≥0.5m/s)和静风(u10<0.5m/s)扩散参数的系数γ01、γ02

高斯扩散模式中σy、σz的确定例:一燃煤电厂位于城市建成区内,SO2排放速率26kg/h,烟囱高度100m,烟气抬升高度70m,以正东为正X轴,正北为正Y轴建立直角坐标系,烟囱坐标(0,0),有两个环境保护目标,坐标分别为A(1500,0)和B(800,400),计算0.5小时取样时间、西风、D类稳定度、U10=2.3m/s时这两处的SO2落地浓度。解:(1)Q=26kg/h=7222mg/s(2)U100=U10城市、D类稳定度,查表得P=0.25解:(2)U100=2.3×100.25=4.09m/s

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