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5大氣環(huán)境影響評價51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉(xiāng)不可期。54、雄發(fā)指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。5大氣環(huán)境影響評價5大氣環(huán)境影響評價51、山氣日夕佳,飛鳥相與還。52、木欣欣以向榮,泉涓涓而始流。53、富貴非吾愿,帝鄉(xiāng)不可期。54、雄發(fā)指危冠,猛氣沖長纓。55、土地平曠,屋舍儼然,有良田美池桑竹之屬,阡陌交通,雞犬相聞。5大氣環(huán)境影響評價內容提要:大氣中污染物在環(huán)境影響評價技術導則中分為常規(guī)污染物與特征污染物。污染物在大氣中的分布水平與釋放源的排放方式和排放強度有關,同時受制于大氣的輸送和擴散過程。大氣環(huán)境評價工作的內容與深度取決于環(huán)境評價工作等級,而評價工作等級的確定主要依據于建設項目的排放工況、環(huán)境因素以及環(huán)境管理要求,目前主要是通過估算模式計算的占標率、占標率為10%出現(xiàn)的遠端距離的結果并綜合考慮污染源與廠界的距離而確定。大氣環(huán)境影響評價則以數學模型的預測結果為依據進行分析與評價。本章在對大氣環(huán)境影響評價基礎理論進行概述的基礎上,重點介紹了依據環(huán)境影響評價技術導則對大氣環(huán)境質量進行現(xiàn)狀調查、評價的方法與要求,依據大氣環(huán)境評價工作等級合理應用估算模型以及進一步預測模型(AERMOD,ADMS,CALPUFF)進行預測評價等內容。現(xiàn)今的中職數學教學逐漸被邊緣化,我們東莞市很多中職學校數學教學都處于一種尷尬的境地:課時被削減,學校不重視,學生不愿學,教師教得疲憊,課堂教學效果較差。如何走出這一困境,筆者認為,加強教學改革,構建與專業(yè)緊密結合的中職數學教學新模式,是一條行之有效的途徑,筆者在為財會專業(yè)學生上課時,注重從以下幾個方面做了有益的嘗試,收到了非常好的效果。一、調整教學內容,創(chuàng)新數學教學體系近幾年,為適應中職教學改革,我市中職學校多次更換了數學教材,這些教材基本上都是參考普高數學改編的,其優(yōu)點是適用面廣,不足之處是未體現(xiàn)中職特色,在為專業(yè)服務方面做得不夠到位。我?,F(xiàn)在選用的教材是中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材,這套教材分為三個模塊,分別是基礎模塊、職業(yè)模塊和拓展模塊,基礎模塊是所有專業(yè)通用的,職業(yè)模塊分工科類和財經商貿服務類,拓展模塊是供升大專的學生用,相對于之前的幾套教材,這套教材比較難得的地方是為專業(yè)服務方面邁出了很大的一步,但是在面對不同的專業(yè),教師還是需要根據實際情況靈活應變,在教學時要敢于緊密結合專業(yè)對教材進行整合,靈活處理教材,根據專業(yè)需要,及時調整教學內容和教學重點,先用先教,后用后教,不必過分強調數學體系的完整性,也不必過分看重所謂的必修和選修次序,盡最大可能服務于專業(yè)課的教學,要突出中職數學的服務性和實用性。如數學的《統(tǒng)計》與財會的《統(tǒng)計基礎知識》的內容是密切相關的,所以應該把數學的《概率與統(tǒng)計初步》這一章放在基礎模塊的上冊中,在財會的《統(tǒng)計基礎知識》未開設之前學習《統(tǒng)計》,為財會的《統(tǒng)計基礎知識》的學習打下良好的基礎。又如《財務管理》中存貨的管理計算企業(yè)的最佳經濟批量,涉及到了數學的導數知識,可是中職數學教材沒有導數這一知識點,所以我們在財會專業(yè)班上課時應當適時補充《微積分初步》。再如財會專業(yè)的許多實際問題如庫存問題、邊際成本等都可以轉化為函數的數學模型來解決,所以我們在財會班上課時應該對一次函數、二次函數、指數函數、對數函數的應用作重點講解。所以根據財會專業(yè)對數學知識的需要,筆者認為財會專業(yè)的學生主要學習集合與數理邏輯、不等式、函數(包括幾個初等函數)、排列組合、概率與統(tǒng)計初步、數列、微積分初步這些知識,其他知識可根據需要作為選講。二、優(yōu)化教學設計,提高課堂教學效率課堂教學是教與學活動的主要場所,是實施全面素質教育的主陣地、主渠道,所以教師要充分依托課堂教學,優(yōu)化教學設計,把中職數學教學與財會專業(yè)緊密結合起來,充分挖掘教材所蘊含的專業(yè)因素,全面提高中職數學教學質量。1.明確專業(yè)目標教學目標是指教學活動實施的方向和預期達成的結果,它起著重要的導向作用,明確的教學目標可以形成教師圍繞著目標教,學生圍繞著目標學的良好課堂氛圍。在教學時,我們除了要準確定位每節(jié)課的知識目標、能力目標和情感目標外,還要明確其專業(yè)化目標。所謂專業(yè)化目標,是指根據教材蘊含的專業(yè)因素,結合專業(yè)特點而確定的目標。專業(yè)不同,專業(yè)化目標也有所不同。例如,等差數列的專業(yè)目標:會利用等差數列相關知識計算單利終值、固定資產折舊的年數總和等問題;等比數列專業(yè)目標:會利用等比數列相關知識計算或推導復利終值、年金終值、年金現(xiàn)值等;總體、樣本與抽樣方法的專業(yè)目標:了解統(tǒng)計中關于總體的基本概念和常用抽樣方法,為專業(yè)課《統(tǒng)計基礎知識》打下良好基礎;用樣本估計總體的專業(yè)目標:會利用樣本估計總體的相關知識進行數據統(tǒng)計分析以及市場調查分析;函數的專業(yè)目標:會利用函數模型解決會計專業(yè)的庫存問題、邊際成本等。2.創(chuàng)設專業(yè)情境在數學課堂教學中,創(chuàng)設情境很重要,尤其是要創(chuàng)設出良好的數學情境非常重要,設置的是否恰如其分,直接影響課堂的教學效果,所以在為財會專業(yè)學生上課時我們可以創(chuàng)設與財會專業(yè)背景有關的教學情境,讓學生感覺學習數學是為他們的專業(yè)課程服務,感覺學有所用,引發(fā)學生的情感體驗,取得課堂教學的高效率。案例1:等差數列的導入某企業(yè)持有一張帶息的商業(yè)匯票,面值一萬元,票面利率為8%,按單利計算。問題:(1)從第一年到第五年,各年年末的終值分別是多少元?(2)從第一年到第五年,各年年末的終值數據排成一列數,有什么特點?(3)從以上五個數據的規(guī)律,你能知道第n年年末的終值是多少元嗎?案例1是用專業(yè)課的實例來創(chuàng)設課堂問題情境的,是從《財務管理》中的單利終值的計算來引入等差數列,這樣設計不僅讓學生理解了等差數列的概念,又掌握了《財務管理》中的單利終值的計算方法,可謂一舉兩得。3.挖掘數學與專業(yè)知識的內在聯(lián)系財會專業(yè)的課程,幾乎每一門都與數學密切相關,所以我們在教學時要善于挖掘數學與財會專業(yè)知識的內在聯(lián)系,發(fā)揮數學的工具性作用,使學生學會從專業(yè)的角度看數學,讓學生明確數學知識與專業(yè)知識是有密切關聯(lián)的,使學生從內心深處感受到學習數學的作用,從而激發(fā)學生的學習熱情,提高課堂教學效率。案例2:分段函數與《稅收基礎》個人所得稅的稅率在講分段函數時,首先,跟學生一起學習最新的2012年個人所得稅征收的變化情況,其中個稅免征額提高到了3500元,個人收入所得稅的計算公式為:個人所得稅應納稅額=應納稅所得額×適用稅率-速算扣除數個人所得稅稅率表(工資、薪金所得適用)第二,引導學生將實際問題轉化為數學問題,構建數學模型。設納稅人應納稅所得額為x元,全月應納稅額為f(x)。則當x≤1500時,f(x)=0.03x當1500一、預設與生成的基本內涵1.預設“預設”最早僅是邏輯學的一個名詞概念,1892年,《意義與參照》中,首次指出“預設”是藏匿在事物內涵中,不直接表達出來的語言,并不是行動中直接的顯現(xiàn)。預設就是根據一定的事實材料和理論知識,對于研究現(xiàn)象的未知性質及其原因或規(guī)律的某種推測性說明。在語文課堂中,“預設”是教師準備課堂教學活動的先前工作,是對課堂教學的預先設計和預先設想,更是教師進行有序的教學活動的前提,他們并不在整個教學活動中直接顯現(xiàn),但它的隱性特質并不影響在語文課堂中基本構成的地位和在語文課堂教學活動中的作用?!邦A設”是不容忽視的。2.生成“生成”這一概念最早出現(xiàn)在建構主義理論家維特羅克的《作為生成過程的學習》中,從學習者的角度闡釋了“生成學習”的概念。葉瀾教授曾經說過:“動態(tài)生成性是對教育過程生動可變性的概括,它是對過去強調教育過程的預先設定性、計劃性的一個重要補充和修正?!痹谝欢ǔ潭壬现赋隽恕吧伞笔墙虒W過程的特性。實際上,“生成”是與“預設”相對應的,它是一種由無到有的過程。在語文教學活動中,“生成”是教師與學生共同配合,促使實現(xiàn)有意義、有目的的習得并完成自我構建的過程?!吧伞痹谡Z文課堂中不應該是稍縱即逝的,而應該是一種常態(tài)的存在。二、語文課堂中預設與生成之間的辯證統(tǒng)一關系1.預設是語文課堂的基礎,生成是語文課堂的活力“課堂教學是一種有目的、有意識的教育活動,預設是課堂教學的基礎特性,是保證教學質量的基本要求?!闭n堂教學中每一個看似無意產生的精彩,都是教師豐富教學經驗基礎上的精心準備。語文教學活動中的預設,為更好地營造靈動和諧的課堂氛圍提供生命基礎。但現(xiàn)實教學過程中,無論多么精心地預設,也不可能完全預計可能發(fā)生的一切。在語文課堂中,預設下的生成是完成教學目標的必然結果,更是給了語文課堂強大的生命力。理想中的語文課堂應該是以學生為中心,進行科學預設引發(fā)動態(tài)生成的過程。預設為課堂奠定著生命基礎,生成提供著課堂中的生命活力。2.預設為豐富生成提供可能,生成為完善預設創(chuàng)造條件充分地進行預設,才能從容不迫地面對學生并與其進行對話,才更有可能獲得豐富的生成資源。語文教學中的生成是新課程改革的價值追求。預設為生成資源的產生創(chuàng)造可能。但是無論多么精心的預設,都還是教師單方面相對靜止和封閉的教學活動設計。進行課堂中多元性的對話,才能更好地完成預設,也讓靈動的生成產生,體現(xiàn)出應有的動態(tài)和開放性。突破靜止、打造動態(tài)的語文課堂,預設為生成的產生創(chuàng)造可能的空間,而靈動生成的產生更為完善預設提供了必要的條件。三、中學語文課堂教學中預設與生成的現(xiàn)狀1.重預設而輕生成(1)拘泥程式化的預設實施在中學語文教學活動中,有些教師過分拘泥于設計好的“預設”程序。這種系統(tǒng)性、強制性和規(guī)格化的“預設”,既讓教師局限于語文教材的范圍,又制約教師個性化光芒的散發(fā)和學生個性的發(fā)展。在本應該豐富靈動的語文課堂上,學生的語文素養(yǎng)得不到提高。這種僵化的教學模式不是新課標所倡導的新課堂,更不受學生的歡迎。為了在課堂中“應對自如”,刻意地完成預設流程,拘泥程式化的預設實施步驟,讓學生時刻在教師的掌控之中,使得學生多樣的生成資源被抑制下去。(2)被過分重視的教師話語權為了應對中學語文教學中的“意外情況”,為了完成教學任務和教學目標,教師對文本素材努力進行思索和探討,但卻很容易忽視對具體學情的關注,對語文課堂中的生成采取一種無視的態(tài)度。在教學活動中,缺少與學生的互動和溝通,過分地強調教師的地位,制約學習者對語文學習的熱情與積極性。中學語文課堂中被過分重視的教師話語權,造成了預設過濫的局面,更抑制生成的發(fā)生。2.對生成產生誤區(qū)(1)盲目追求動態(tài)生成更多的教育者開始關注生成的重要作用。但有些中學語文教師過分地強調生成,盲目地追求動態(tài)生成,認為只要是生成就是好的,他們并沒有真正理解生成的含義。沒有預設目標的牽引,一味地進行指向不清的生成,并不能給學生真正的語文體驗,還會造成忽視預設基礎的極端狀況。(2)盲目營造課堂氛圍課堂氛圍是在現(xiàn)實自然的教學活動中,教師與學生以教學背景為襯托,所反映出的心理環(huán)境,表現(xiàn)在教師與學生的課堂狀態(tài)、情感、人際氛圍等中。為了打破傳統(tǒng)教學中生硬、沉悶的課堂氛圍,中學語文教師雖然做著不懈的努力,但還是存在盲目營造課堂氛圍的現(xiàn)象。認為活躍語文課堂氣氛,才能調動學生的積極性,促進生成的產生。但卻為了追求課堂效果導致無序且無效生成的產生。刻意地營造課堂氛圍,忽視預設的同時,也沒有真正看待生成。四、中學語文課堂教學中正確處理預設與生成之間的關系1.改變認識,打破傳統(tǒng)正確認識中學語文課堂教學中的預設與生成,深入地了解預設與生成的含義及關系,對傳統(tǒng)的語文教學模式進行重新認識和突破,改變既有的教學觀念,改變教師居高臨下的領導位置,與學生進行有效的對話。減少對語文文本的依賴,突破文本的約束,創(chuàng)造性地利用教材。為喚醒學生的學習熱情,應留有自由發(fā)揮的空間。在教材文本的基礎上,又不能拘泥在預設的框架中,要根據具體的學情和實際的教學情境,及時進行調整和修正,從而完善預設,引發(fā)生成。2.科學預設,彈性留白科學的預設要求教師所設計的預設必須是彈性且留白的。在語文課堂教學中,不論預設多么精細,都不能預測出可能出現(xiàn)的一切。但這并不是說預設沒有作用,而是要求教師設計科學的預設以進行更加合理、完美的語文教學活動。在進行預設的同時,更要給師生足夠的留白,這樣預設才不是生硬、死板的體現(xiàn)。在中學語文課堂中,預設工作更要體現(xiàn)出足夠的包容度和自由度,預設多種語文課堂教學應對方案,才能為生成的產生創(chuàng)造條件,捕捉動態(tài)的生成資源。5大氣環(huán)境影響評價內容提要
:大氣中污染物在環(huán)境影響評價技術導則中分為常規(guī)污染物與特征污染物。污染物在大氣中的分布水平與釋放源的排放方式和排放強度有關,同時受制于大氣的輸送和擴散過程。大氣環(huán)境評價工作的內容與深度取決于環(huán)境評價工作等級,而評價工作等級的確定主要依據于建設項目的排放工況、環(huán)境因素以及環(huán)境管理要求,目前主要是通過估算模式計算的占標率、占標率為10%出現(xiàn)的遠端距離的結果并綜合考慮污染源與廠界的距離而確定。大氣環(huán)境影響評價則以數學模型的預測結果為依據進行分析與評價。本章在對大氣環(huán)境影響評價基礎理論進行概述的基礎上,重點介紹了依據環(huán)境影響評價技術導則對大氣環(huán)境質量進行現(xiàn)狀調查、評價的方法與要求,依據大氣環(huán)境評價工作等級合理應用估算模型以及進一步預測模型(AERMOD,ADMS,CALPUFF)進行預測評價等內容。5.1基礎知識5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.3大氣環(huán)境現(xiàn)狀調查與評價5.4大氣環(huán)境影響預測與評價主要內容:
5.1基礎知識5.1.1大氣污染因為“環(huán)境質量是指環(huán)境系統(tǒng)的內在結構和外部所表現(xiàn)的狀態(tài)對人類及生物界的生存和繁衍的適宜性”,因此,從環(huán)境評價學的角度分析,由于自然現(xiàn)象或人類活動向大氣中排放的煙塵和廢氣過多,使大氣中出現(xiàn)新的化學物質或某種成分含量超過了自然狀態(tài)下的平均含量,從而開始影響人和動植物的正常發(fā)育和生長,給人類帶來沖擊和危害,即大氣污染。大氣污染的產生實際上是大氣系統(tǒng)的內在結構發(fā)生了變化并通過外部狀態(tài)表征出來,其實質還是由于內在結構的改變而引起了大氣對人類及生物界生存和繁衍的干擾。5.1基礎知識5.1.2大氣污染源大氣污染源是指導致環(huán)境污染的各種污染因子或污染物的發(fā)生源。例如:向環(huán)境排出污染物或釋放有害因子的工廠、場所或設備。按大氣環(huán)境影響評價技術導則(HJ2.2-2008)的規(guī)定,分為點源、面源(線源)、體源、火炬四種類別,其出發(fā)點之一是依據導則推薦模式中參數輸入的格式要求而進行的。5.1基礎知識5.1.2大氣污染源點源:通過某種裝置集中排放的固定點狀源,如煙囪、集氣筒等。面源:在一定區(qū)域范圍內,以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源,如無組織排放、儲存堆、渣場等排放源。線源:污染物呈線狀排放或者由移動源構成線狀排放的源,如城市道路的機動車排放源等。體源:由源本身或附近建筑物的空氣動力學作用使污染物呈一定體積向大氣排放的源,如焦爐爐體、屋頂天窗等?;鹁妫ɑ鹧妫┦侵苯佑擅骰鹋欧诺脑矗鐭捰蛷S火炬。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制化石燃料的燃燒(特別是不完全燃燒)將導致煙塵、硫氧化物、NOx、碳氧化物的產生,引起大氣污染問題,以燃煤引起的大氣污染最為嚴重。燃煤與燃油相比,所造成的環(huán)境污染負荷要大得多。單位質量的燃料煤的發(fā)熱量比油低,灰分含量高出100~300倍,含硫量雖可能比重油低,但為獲得同等發(fā)熱量,耗煤量大,產生的硫氧化物可能更多(取決于煤與油的含硫量的差異情況);煤的含氮率約比重油高5倍,因而NOx的生成量也高于重油。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制(1)煙塵的發(fā)生
煙塵是指伴隨燃料燃燒所發(fā)生的塵,其中含有煙黑、飛灰等粒狀懸浮物。目前對煙黑等粒狀懸浮物的發(fā)生機制還不完全清楚,但基本可以認為是燃料中的可燃性碳氫化合物在高溫下,經氧化、分解、脫氫、環(huán)化和縮合等一系列復雜反應而形成的。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制(2)硫氧化物發(fā)生機制
硫氧化物主要是指SO2和SO3。大氣中的H2S是不穩(wěn)定的硫氫化合物,在有顆粒物存在的條件下可迅速被氧化為SO2。煤中含硫量是指煤中各種形態(tài)硫的總量。其中單質硫、硫化物硫、有機硫為可燃性硫(約為全硫份的70%~90%);硫酸鹽硫不參與燃燒反應,多殘于灰燼中,稱為非可燃性硫。只有可燃性硫才參與燃燒反應過程,燃燒時主要生成SO2,只有1%~5%氧化成為SO3。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制(3)NOx的發(fā)生機制
造成大氣污染的NOx主要指NO和NO2,他們大部分來源于化石燃料的燃燒過程,也來自于硝酸或使用硝酸的生產過程。由煤的燃燒過程生成的NOx有兩類:一類是在高溫燃燒時助燃空氣中的N2和O2生成的NOx,稱為熱致NOx;另一類是燃料中的含氮化合物經高溫分解成N2,再與氧氣反應生成NOx,由此生成的NOx成為燃料NOx。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機制熱致NOx與燃燒溫度、燃燒氣體中氧的濃度,以及氣體在高溫區(qū)停留時間密切相關。已有的實驗數據證明,在燃燒氣體氧濃度相同的條件下,NO的生成速度隨燃燒溫度升高而加快。燃燒溫度在300℃以下時NO的生成量很少,燃燒溫度高于1500℃時NO的生成量顯著增加。為了減少熱致NOx的生成,應設法降低燃燒溫度,減少過??諝猓ń档蚈2的濃度)和縮短氣體在高溫區(qū)的停留時間。熱致NOx和燃料NOx生成量之和即化石燃料燃燒產生的NOx總量。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機制1)洗煤
將煤中的硫、灰分和矸石等雜質除去以提高煤的質量的工藝過程。目前主要使用物理洗煤工藝,即利用煤與雜質的密度不同加以機械分離。洗煤的工藝流程可分為四個階段:初期準備、粉煤加工、粗煤加工和最后處理。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機制初期準備階段粉煤和粗煤加工階段初期準備階段產生的排放物主要是逸散顆粒物,排放源來自路面、原料堆、殘渣堆放區(qū)、裝煤車、皮帶輸送機、破碎機和分選機的煤粉。主要排放源是空氣分離過程的空氣排氣,干式洗煤工藝排放源是在空氣脈沖使煤分層的地方,濕式洗煤工藝產生的顆粒潛在排放量非常低產生排放物的主要排放源是熱力干燥器的排氣。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(2)煤的轉化
煤除了直接用作燃料外,還可被轉化為有機氣體和液體。①煤的氣化
煤與氧氣、水蒸氣結合生成可燃性煤氣、廢氣、炭和灰分。煤氣化系統(tǒng)按其產生的煤氣熱值及所用的氣化反應器的類型可分為高熱值氣化系統(tǒng)、中熱值氣化器和低熱值氣化器。多數氣化系統(tǒng)由四步工藝構成:煤的預處理、煤的氣化、粗煤氣清洗和煤氣優(yōu)化處理。煤的氣化工藝過程中,主要大氣污染物排放情況見表5-1。表5-1(a)煤的氣化工藝中的排放物表5-1(b)煤的氣化工藝中的排放物5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(2)煤的轉化
②煤的液化
用煤生產合成有機液體的一種轉化工藝。此工藝可降低雜質含量,并將煤的碳氫比增大到變成液體的程度。煤的液化工藝有:間接液化、熱解、溶劑萃取和催化液化。典型的溶劑萃取或催化液化工藝包括:煤的預處理、溶解和液化、產品分離和提純、殘余物氣化。煤的液化工藝中主要的排放物見表5-2。表5-2煤液化工藝中的排放物5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制鋼鐵工業(yè)主要由采礦、選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼、焦化以及其他輔助工序所組成,各生產工序都不同程度地排放污染物。生產1t鋼要消耗原材料6~7t,其中約80%變成各種廢物或有害物排入環(huán)境。排入大氣的污染物主要有粉塵、煙塵、SO2、CO、NOx、氟化物和氯化物等。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(1)原料廠
鋼鐵生產的主要原料有鐵礦石、煤、石灰石、硅石、鐵合金等,常設原料廠。在加工、堆放、裝卸、運輸過程中產生粉塵,主要為氧化鐵、碳酸鈣、二氧化硅及煤焦等顆粒物,生產1t鋼產生粉塵5~15kg。由于是露天堆放,因原料含濕量及風速不同,原料粉末以塵埃形態(tài)被風吹到周圍地區(qū)的量不同。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(2)煉焦
以煙煤為原料,用高溫干餾的方法生產焦炭,并副產焦爐煤氣及煤焦油。1t干煤產生焦爐煤氣300~320m3,其中除煤氣外還含有焦油蒸汽、粗苯、氨、硫化氫等,需分別回收處理。生產1t焦炭廢氣中污染物含量見表5-1。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(2)煉焦
表5-3生產1t焦炭廢氣中的污染物含量污染物排放量/kg污染物排放量/kg煤塵0.5~5.0芳香烴0.16~2.0CO0.33~0.8氟化物0.07~0.6H2S0.10~0.8NOx0.37~2.5SO20.02~5.05.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(3)燒結和球團①燒結
燒結過程中產生的粉塵率約為8%,粉塵粒徑為0.1~100m,1t產品產生廢氣4000~6000m3,燒結排氣溫度在200℃以上。原料中的硫90%轉化為SO2,隨燒結煙氣排入大氣。此外,1t燒結礦產生NOx約0.5kg。②球團
球團設備分為豎爐、焙燒機和鏈篦機—回轉窯三種,我國主要采用豎爐球團。未經凈化時其排放量見表5-4。5.1基礎知識5.1.3典型大氣污染源產生大氣污染物的種類與機制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機制(3)燒結和球團表5-4球團凈化前排塵量車間污染源排塵量/kg·t-1含塵濃度/g·m-3車間污染源排塵量/kg·t-1含塵濃度/g·m-3豎爐運輸過程10.009.13焙燒機運輸過程16.0013.25生產過程0.530.27生產過程0.580.41小計16.33小計16.585.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算廢氣污染物的產生量(簡稱產污量)指某一大氣污染源在一定時間內,所產生的污染物的量。廢氣污染物的排放量(簡稱排污量)指某一大氣污染源在一定時間內,向大氣環(huán)境中所排放的污染物的量。實際上通常所稱污染物的產生量和排放量是指在某些特征條件下的平均估算值。5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算(1)鍋爐燃料耗量計算
鍋爐燃料耗量一般與鍋爐的蒸發(fā)量(或熱負荷)、燃料的發(fā)熱量等因素有關。對于產生飽和蒸汽的鍋爐,可用式(5-1)計算。
(5-1)
式中,B——燃煤量,kg·h-1;D——鍋爐產氣量,kg·h-1;——鍋爐在某工作壓力下飽和蒸汽熱焓,kcal·kg-1;——鍋爐給水熱焓,kcal·kg-1;Q低
——煤的低位發(fā)熱量,kcal·kg-1;——
鍋爐的熱效率,%。5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算(2)燃料燃燒過程產生污染物排放量的計算①煙塵量的計算
煤在燃燒過程中產生的煙塵主要包括黑煙和飛灰兩部分,其中黑煙是指煙氣中未完全燃燒的炭粒,燃燒越不完全,煙氣中的黑煙的濃度越大。飛灰是指煙氣中不可燃燒的礦物質的細小固體顆粒。黑煙和飛灰都與爐型和燃燒狀態(tài)有關。煙塵的計算可以采用兩種方法,實測法和估算法。5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算實測法在一定測試條件下,測出煙氣中煙塵的排放濃度,然后用式(5-2)進行計算。G=QC0
(5-2)式中:G——煙塵排放量,mg·h-1;
Q——煙氣排放量,m3·h-1(標準狀態(tài)下);C0——煙塵實測濃度,mg·m-3(標準狀態(tài)下)。
5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算估算法對于無測試條件或對數據無法進行測試的,可采用式(5-3)進行估算。G=BAdfh(1-η)(5-3)式中,B——耗煤量,kg·h-1;A——煤的灰分含量,%;dfh——煙氣中煙塵占煤的灰分量的百分數,%,其值與燃燒方式有關;η——除塵裝置的總效率,%。5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算(2)燃料燃燒過程產生污染物排放量的計算②SO2的計算
通常情況下,煤中可燃性硫占全硫分的70%~90%,計算時通常取80%。在燃燒過程中,可燃性硫和氧氣反應生產SO2。1kg硫燃燒將產生2kgSO2。因此,燃煤產生的SO2可以用式(5-4)進行計算:
(5-4)式中,——單位時間SO2的產生量,kg·h-1;B——燃煤量,kg·h-1;S——燃料煤中硫的含量,%。5.1基礎知識5.1.4大氣污染物產生量和排放量的估算(2)燃料燃燒過程產生污染物排放量的計算②SO2的計算燃油產生的SO2計算公式與燃煤基本相似,可以用式(5-5)計算:
(5-5)天然氣燃燒產生的SO2主要來自其中所含硫化氫的燃燒,SO2的產生量可以依據燃燒發(fā)生氧化反應的化學方程式進行計算。5.1基礎知識5.1.5大氣擴散進入大氣中的污染物,由于風及大氣湍流等作用,在垂直和水平兩個方向上逐漸分散稀釋的現(xiàn)象稱為大氣擴散。從各種污染源排入大氣中的污染物在污染源的下風向區(qū)域的一定空間范圍內的濃度分布水平往往要高于污染源上風向區(qū)域的濃度水平,表現(xiàn)為大氣擴散對污染源下風向一定區(qū)域的污染性,但在正常情況下,污染物通過大氣擴散作用被稀釋,一般不會對人、動物和植物造成急性污染危害。在同一地區(qū)即使污染物排放量不變,對環(huán)境造成的污染程度也會不同,有時危害嚴重,有時卻很輕或無明顯作用。這是因為在不同的氣象條件下,大氣擴散稀釋能力不同的緣故。5.1基礎知識5.1.5大氣擴散風和湍流是影響大氣擴散能力的主要氣象動力因子,對污染物在大氣中的擴散和稀釋起著決定性的作用。風在輸送、擴散和稀釋污染物上起著重要作用,風向決定污染物遷移的方向,當污染物進入大氣后就沿著風向運動遷移,因此,污染區(qū)總是在污染源的下風向。風速決定污染物的擴散和稀釋狀況,一般來說,大氣中污染物濃度與排放總量成正比,而與平均風速成反比,若風速增加一倍,由于大氣湍流的擴散稀釋能力增強,可使下風向污染物濃度減少一半。因此,根據風速、風向等氣象條件,結合地形地貌和地理位置,進行城市和工業(yè)的選址與布局,在預防和減少局部地區(qū)大氣污染上有重大現(xiàn)實意義。5.1基礎知識5.1.5大氣擴散同樣,對于建設項目選址的評價,其擬選廠址所在地區(qū)常年主導風向以及廠址周圍敏感目標與廠址之間的方位、距離等成為大氣環(huán)境評價中考慮的重要因素之一。大氣湍流也稱為大氣渦流或紊流,是指大氣以不同尺度作無規(guī)則運動的流體狀態(tài)。風速所表現(xiàn)出來的陣發(fā)性,時大時小,并且在主風向上也會出現(xiàn)上下左右無規(guī)則擺動的現(xiàn)象,就是大氣湍流所致。5.1基礎知識5.1.5大氣擴散當煙霧(或煙塵等污染物)從煙囪(或其他排氣筒)排入大氣后,在往下風向飄移的過程中,在大氣湍流無規(guī)則運動的作用下,煙團逐漸向周圍大氣中擴散,直到煙型消失。如果沒有湍流的作用,煙團僅靠其所含微粒微弱的布朗運動和較為有規(guī)則的分子擴散運動,那么煙霧將呈現(xiàn)幾乎是一條相當長的粗細變化不大的一套煙管運動。一般將大氣湍流擴散按湍流(或煙團本身截面)直徑的大小劃分為三種尺度。當湍流直徑小于煙柱直徑時,稱為均勻小尺度湍流,它的擴散速度很慢;當湍流直徑大于煙柱直徑時,稱為均勻大尺度湍流,它的擴散速度較快;當大、小尺度湍流同時存在時,稱之為復合尺度湍流,它的擴散速度最快。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型在大氣環(huán)境影響評價的實際工作中最普遍應用的是高斯模型(即正態(tài)擴散模式)。前提:假定均勻、定常的湍流大氣中污染物在空間的概率密度是正態(tài)分布,概率密度的標準差(亦即擴散參數)通常用“統(tǒng)計理論”方法或其他經驗方法確定。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型高斯模型之所以一直被廣泛應用,主要原因如下:①物理上比較直觀,其最基本的數學表達式可從普通的概率統(tǒng)計教科書或常用的數學手冊中查到;②模式直接以初等數學形式表達,便于分析各物理量之間的關系和數學推演,易于掌握和計算;③對于平原地區(qū)、下風距離在10km以內的低架源,預測結果和實測值比較一致;④對于其他復雜問題(例如,高架源、復雜地形、沉積、化學反應等問題),對模式進行適當修正后許多結果仍可應用。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型在應用時應當注意,常用的正態(tài)煙羽擴散模式實質上已假定氣流場是定常的,不隨時間變化,同時在空間是均勻的。均勻意味著:平均風速、擴散參數隨下風距離的變化關系到處都一樣,在空間是常值。而實際上大氣不滿足均勻定常條件,因此,一般的正態(tài)擴散模式應用于下墊面均勻平坦、氣流穩(wěn)定的小尺度擴散問題更為有效。由于污染物種類、排放高度和方式的不同以及所處的地理環(huán)境和氣象條件不同,對周圍環(huán)境的影響范圍和影響程度存在差別,這就需要選用不同條件下的高斯模式進行預測計算。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(1)點源擴散模式①瞬時單煙團正態(tài)擴散模式
該模型是一切正態(tài)擴散模式的基礎。假定單位容積粒子比值C/Q在空間的概率密度為正態(tài)分布,則:
(5-6)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(1)點源擴散模式式中,x,y,z,t-——預測點的空間坐標和預測時的時間;x0,y0,z0,t0——煙團初始空間坐標和初始時間;
——煙團中心在t0-t期間的遷移距離,dt,dt,dt;u,v,w——煙團中心在x,y,z方向的速度分量;C——預測點的煙團瞬時濃度;Q——煙團的瞬時排放量;
σx,σy,σz——x,y,z方向的標準差(擴散參數),是擴散時間T的函數,T=t-t0。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式a.無界空間假設下的連續(xù)點源正態(tài)分布
對于連續(xù)穩(wěn)定點源的污染物擴散的平均狀況,其濃度分布符合正態(tài)分布規(guī)律并采用的假設條件為:污染物濃度在y、z軸上為正態(tài)分布;大氣只在一個方向上做穩(wěn)定的水平運動,即水平風速為常數;在x軸方向上做準水平運動,其平流傳輸作用遠遠大于擴散作用;污染物在擴散中沒有衰減和增生,且平流輸送作用遠遠大于擴散作用;濃度分布不隨時間改變;地表面足夠平坦,污染源與坐標原點重合,即污染源的坐標為(0,0,0)。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型考慮無界空間(無地面影響)的情況,由上述假設可知大氣流場在水平和垂直方向是均勻的,因此,在y、z方向上的分布是相互獨立的,從而可以推導出無界情況下的連續(xù)點源最基本的正態(tài)擴散模式(煙羽擴散模式):
(5-7)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型
(5-7)式中,C——污染物濃度,mg·m-3;Q——單位時間的排放量(即排放率或源強),mg·s-1;σy——y軸水平方向擴散參數,m;σz——z軸垂直方向擴散參數,m;u——平均風速,m·s-1。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型值得注意的是
都是x的函數。通常表示成如下形式:
,
,
、
、
、
與大氣穩(wěn)定度有關。這意味著至少在預測點一帶的煙羽在y和z方向上的尺度變化不能太大,亦即煙羽的擴張角應當比較小,因此要求風速比較大(u10≥1.5m·s-1);其次說明對于煙羽擴張角較大的大氣不穩(wěn)定狀態(tài),可能帶來一定的誤差。式(5-7)并未考慮邊界對煙羽的限制。實際應用時,常需要對式(5-7)進行地面及混合層頂反射的邊界修正。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式b.有界空間假設下的點源擴散模式
污染物在大氣中的擴散必須考慮地面對擴散的影響,假設地面像鏡面一樣,對污染物起全反射作用。按像源法原理,假設地平線為一鏡面,在其下方有一與真實源完全對稱的虛源,則這兩個源按式(5-8)疊加后的效果和真實源考慮到地面反射的結果是等價的。以煙囪地面位置的中心點為坐標原點,實源(0,0,He)和虛源(0,0,-He)共同作用于空間某一點P(x,y,z)的污染物濃度C﹙x,y,z﹚可由式(5-9)得出。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式
(5-8)式中,u——平均風速,一般取煙囪出口處的平均風速;He——煙囪有效高度,He=H+ΔH,H和ΔH分別是煙囪的幾何高度和抬升高度;其他符號意義同前。ΔH可選用《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》
(GB/T3840―91)推薦的相關煙氣抬升公式計算。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式(a)地面濃度
在大氣環(huán)境影響預測中人們往往更關心污染物排放對近地面的影響。在式(5-8)中,令z=0得到高架點源的地面濃度計算式(5-9)。
(5-9)在污染源附近,地面濃度接近于零,然后逐漸增高,在某個距離上達到最大值,再緩慢減小;在y軸方向上,濃度按正態(tài)分布規(guī)律向兩邊減小。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式(b)地面x軸線濃度
下風方x軸線上(y=0,z=0)地面濃度C﹙x,0,0,He﹚由式(5-10)得出:
(5-10)(c)地面源
若污染源位于近地面,則將He=0代入連續(xù)點源擴散模式(5-8),得到地面源式(5-11)。
(5-11)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴散模式令z=0,可以得到地面源的地面濃度式(5-12):
(5-12)令y=0,z=0,可以得到地面源的地面x軸線濃度式(5-13):
(5-13)以上各式中,符號意義同式(5-9)。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式①混合層頂多次反射模式
大氣邊界層常常出現(xiàn)這樣的垂直溫度分布:當低層是中性層結或者不穩(wěn)定層結時,離地面幾百到上千米的高度上存在有一個穩(wěn)定逆溫層,即上部逆溫,它使污染物在垂直方向上的擴散受到抑制,逆溫層的反射作用使得污染物在逆溫層下的混合層內擴散。觀測表明,逆溫層底上下兩側的濃度通常相差5~10倍,污染物的擴散實際上被限制在地面和逆溫層底之間。上部逆溫層或穩(wěn)定層底高度稱為混合層高度(或厚度),用h表示。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式設地面及混合層全反射,連續(xù)點源的煙流擴散模式如下:a.當
<1.6h時
污染源下風向任一點小于24h取樣時間的污染物地面濃度可表示為:
(5-14)
(5-15)式中,h——混合層高度;k——反射次數,一、二級項目k可取3或4。對于三級評價k取0,即不考慮逆溫層的反射作用,其他符號意義同前。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式令z=0,得到地面濃度式(5-16):
(5-16)令y=0,z=0,得到地面x軸線濃度式(5-17):
(5-17)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式b.當
≥1.6h時
濃度在垂直方向已接近均勻分布,可按下式計算:
(5-18)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式②熏煙模式
當夜間產生貼地逆溫時,日出后將逐漸自下而上地消失,形成一個不斷增厚的混合層。原來在逆溫層中處于穩(wěn)定狀態(tài)的煙羽進入混合層之后,由于本身的下沉和垂直方向的強擴散作用,污染物濃度在這一方向將接近于均勻分布,出現(xiàn)所謂熏煙現(xiàn)象。熏煙屬于常見的不利氣象條件之一,雖然其持續(xù)時間約在30min至1h之間,但其最大濃度可高達一般最大地面濃度的幾倍。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式假定熏煙發(fā)生后,污染物濃度在垂直方向為均勻分布,將式(5-8)對z從-到積分,并除以混合層高度,則熏煙條件下的地面濃度Cf為:
(5-19)
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式(5-20)(5-21)
(5-22)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式式中,Cf——熏煙時的污染物濃度,mg·m-3;Q——單位時間排放量,mg·s-1;u-——煙囪出口處平均風速,m·s-1;hf——熏煙時的混合層高度,m;yf、zf——熏煙時煙羽進入混合層之前處于穩(wěn)定狀態(tài)的橫向和垂直向擴散參數,m;He——煙囪的有效高度,m;x、y——接受點坐標;Φ(p)在此反映原穩(wěn)定狀態(tài)下的煙羽進入混合層中的分額多少。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式通常認為p=-2.15時為煙羽的下邊界,Φ≈0,煙羽末進入混合層;p=2.15時為煙羽的上邊界,Φ≈1,煙羽全部進入混合層。hf、σy、σz為下風向距離x的函數,當給定x值時,hf由下列公式確定:
(5-23)
(5-24)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式(5-25)
(5-26)
(5-27)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式式中,——大氣密度,g·m-3;——大氣定壓比熱,J·g-1·K-1;
——位溫梯度,K·m-1;
≈
;
Ta——大氣溫度,如無實測值,可在0.005~0.015K·m-1之間選取,弱穩(wěn)定(D~E)可取下限,強穩(wěn)定(F)可取上限。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式當穩(wěn)定氣層退到煙流頂高度hf時,全部擴散物質已經向下混合,地面濃度式為(5-28):
(5-28)
(5-29)熏煙過程中產生的地面高濃度的距離為:
(5-30)式中,kh為湍流熱導系數。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式③小風(1.5m·s-1>u10≥0.5m·s-1)和靜風(u10<0.5m·s-1)的擴散模式
連續(xù)點源的小風和靜風擴散模式,可以直接通過式(5-6)從t0=-到t0=t積分后求得。當風速較小時(u10<1.5m·s-1),可假設
,
;再假設Q=常值,u=常值,u=w=0,煙囪地面位置的中心點為坐標原點,下風方為x軸,并將對t0的積分變換為對T的積分,則可得小風和靜風擴散模式的解析解。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式污染物地面濃度
可表示為:(5-31)式中,
(5-32)
(5-33)
(5-34)(5-35)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式式中,
、——分別是小風和靜風條件下橫向和垂直方向擴散參數的回歸系數;T——小風和靜風氣象條件的擴散時間,s。實驗結果表明,小風和靜風時的擴散參數基本上符合上述隨T的變化關系。靜風時,令u=0,式(5-31)中G=1。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式④連續(xù)線源模式
主要用于預測流動源以及其他線狀污染源對大氣環(huán)境質量的影響。連續(xù)線源是指連續(xù)排放擴散物質的線狀污染源,其源強處處相等且不隨時間變化。通常把繁忙的公路車流當作連續(xù)線源。在高斯模式中,連續(xù)線源等于連續(xù)點源在線源長度上的積分,得到連續(xù)線源濃度公式:
(5-36)5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式(5-36)式中,Ql——線源源強,單位時間單位長度排放量;f——表示連續(xù)點源濃度函數,可根據源高及有無混合層反射等情況選擇適當的表達式。對直線型線源等簡單情形,可求出連續(xù)線源的解析式。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式a.線源與風向垂直
取x軸與風向一致,坐標原點為線源中點,線源在y軸上的長度為2y0。地面全反射的濃度式(5-37):
(5-37)
(5-38)
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式假設平行于y軸的線源是由無窮多個點源排列而成,將式(5-10)對y從-到積分,可得風向與線源垂直時無限長線源任一接受點(x,z)的濃度為:
(5-39)
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式b.線源與風向平行
線源在x軸上,長度為2x0,中點與坐標原點重合。在近距離可作假定σy=ax,σz/σy=b(a,b為常數),線源的地面濃度公式為:
(5-40)式中,
。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(2)特殊氣象條件下的擴散模式b.線源與風向平行
無限長線源的地面濃度式為:
(5-41)c.線源與風向成任意交角
風向與線源夾角為
(
≤90°)時的濃度式為:
(5-42)
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(3)多點源和面源①多點源模式
計算時將各個源對接受點濃度的貢獻進行疊加。在評價區(qū)內選一原點,以平均風向為x軸,各個源對評價區(qū)內任一地面點(x,y)的濃度總貢獻Cn可按下式計算:
(5-43)式中,Cn——總濃度,mg·m-3;Cr——第r個點源對點(x,y,0)的濃度貢獻,mg·m-3,可根據不同條件選用的有關點源模式,但應注意坐標變換,將(x,y,0)代以(x-xr,,y-yr,0)。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(3)多點源和面源②面源模式
如果面源或無組織源的面積S≤1km2,面源外的Cs可按點源擴散模式計算,但需附加一個初始擾動,使煙羽在x=0處有一個和面源橫向寬度相等的橫向尺度,以及和面源高度相等的垂直向尺度。注意到煙羽的半寬度等于2.15σy或2.15σz,此擴散模式又稱虛擬點源模式,它在點源公式中增加了一個初始的擴散參數,相當于將面源排放的污染物集中在面源中心,再向上風向后退一個距離,變成虛點源。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(4)日均濃度模式
在《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)中規(guī)定的日均濃度標準為任何一日的平均濃度不允許超過的限值。在建設項目的大氣環(huán)境影響評價中,計算出污染物排放引起的日均濃度貢獻值與環(huán)境本底值或現(xiàn)狀值疊加后作為日均濃度,再與環(huán)境標準比較是否超過標準限值。
日均濃度的計算有三種方法:典型日法、保證率法和換算法。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型典型日法是目前國內較為常用的方法,是在某一期間(常取5~7d)中選擇典型日的氣象條件(一般是惡劣天氣條件)計算出污染物排放造成的平均濃度貢獻值作為日均濃度貢獻值。但實際上很難保證這5~7d中日均最大濃度為最大日均濃度,即難以說明任一日的日均濃度是否超過環(huán)境標準。嚴格做法是用下式計算。(5-44)式中,Cd﹙x,y,0﹚——接受點的日均地面濃度,mg·m-3;Chi﹙x,y,0﹚——接受點每天中第i小時的小時平均濃度,mg·m-3;n——一天中計算的次數。
5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.1高斯模型(4)日均濃度模式
保證率法是國際上比較通用的,是采用接受點較近的一年逐時氣象資料,用式(5-44)計算接受點(敏感目標)逐日日均濃度貢獻值,然后將其值按大小順序排列,確定其一累積頻率如95%或98%,則對應的日均濃度為該接受點日均濃度貢獻值。若累積頻率定為95%,則意味著一年中該接受點有95%的日子日均濃度在該值以下。換算法是指由年或季長期平均濃度按一定比例換算為日均濃度。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.2ADMS城市大氣擴散模型ADMS城市大氣污染物擴散模型是基于三維高斯擴散模型的多源模型,模擬城市區(qū)域來自工業(yè)、民用和道路交通污染源產生的污染物在大氣中的擴散。該模型在中國部分城市得到應用,實踐證明只要選擇合適的參數,模型計算結果準確度較高。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.2ADMS城市大氣擴散模型ADMS可模擬點源、面源、線源和體源等排放出的污染物在短期(小時平均、日平均)、長期(年平均)的濃度分布,還包括一個街道窄谷模型,適用于農村或城市地區(qū)、簡單或復雜地形。模式考慮了建筑物下洗、濕沉降、重力沉降和干沉降以及化學反應等。化學反應模塊包括計算NO、NO2和O3等之間的反應。ADMS有氣象預處理程序,可以用地面的常規(guī)觀測資料、地表狀況以及太陽輻射等參數模擬基本氣象參數的廓線值。在簡單地形條件下,使用該模型模擬計算時,可以不調查探空觀測資料。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)AERMOD是一個穩(wěn)態(tài)煙羽擴散模式,可基于大氣邊界層數據特征模擬點源、面源、體源等排放出的污染物在短期(小時平均、日平均)、長期(年平均)的濃度分布,適用于農村或城市地區(qū)、簡單或復雜地形。AERMOD考慮了建筑物尾流的影響,即煙羽下洗。模式使用每小時連續(xù)預處理氣象數據模擬≥1h平均時間的濃度分布。AERMOD系統(tǒng)包括AERMOD擴散模型、AERMET氣象預處理和AERMAP地形預處理模式。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)作為新一代法規(guī)性質的大氣擴散模式,AERMOD具有下述特點:(1)按空氣湍流結構和尺度的概念,湍流擴散由參數化方程給出,穩(wěn)定度用連續(xù)參數表示;(2)中等浮力通量對流條件采用非正態(tài)的PDF模式;(3)考慮了對流條件下浮力煙羽和混合層頂的相互作用;(4)考慮了高尺度對流場結構及湍動能的影響;(5)AERMOD模式系統(tǒng)可以處理:地面源和高架源、平坦和復雜地形和城市邊界層。5.1基礎知識5.1.6大氣污染物擴散預測基本模型5.1.6.4
CALPUFF煙團擴散模型系統(tǒng)可模擬三維流場隨時間和空間發(fā)生變化時污染物的輸送、轉化和清除過程。CALPUFF適用于從50公里到幾百公里范圍內的模擬尺度,包括了近距離模擬的計算功能,如建筑物下洗、煙羽抬升、排氣筒雨帽效應、部分煙羽穿透、次層網格尺度的地形和海陸的相互影響、地形的影響;還包括長距離模擬的計算功能,如干、濕沉降的污染物清除、化學轉化、垂直風切變效應、跨越水面的傳輸、薰煙效應,以及顆粒物濃度對能見度的影響。適合于特殊情況,如穩(wěn)定狀態(tài)下的持續(xù)靜風、風向逆轉、在傳輸和擴散過程中氣象場時空發(fā)生變化下的模擬。5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.1大氣環(huán)境容量大氣環(huán)境容量主要是指對于一定地區(qū),根據其自然凈化能力,在特定的污染源布局和結構下,為達到環(huán)境目標值,所允許的大氣污染物最大排放量。環(huán)境目標值即所確定的相應等級的國家或地方環(huán)境空氣質量標準。5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.1大氣環(huán)境容量一般說來,污染物的環(huán)境容量是指大氣環(huán)境單元所允許承納的污染物的最大質量。所謂某環(huán)境單元指的是一個特定的環(huán)境。大氣環(huán)境容量是一種特殊的環(huán)境資源,它與其他自然資源在使用上有著明顯的差異。研究環(huán)境容量的意義主要在于:(1)便于對總量控制的研究,特別是對已建成區(qū)污染源的控制和削減;(2)可利用環(huán)境容量合理布局新開發(fā)區(qū)。5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制(1)環(huán)境總量控制的工作環(huán)節(jié)5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制(2)總量控制的基本計算方法
此法是指用A值法計算控制區(qū)域中允許排放總量,用P值法分配到每個污染源的一種方法。計算大氣環(huán)境容量常采用A-P值法5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制(2)總量控制的基本計算方法
①A值法
屬于地區(qū)系數法,只要給出控制區(qū)總面積及各功能分區(qū)的面積,再根據當地總量控制系數A值也能計算出該面積上的總允許排放量。用A值法計算大氣環(huán)境容量時一般將大氣污染源分為點源與低矮面源兩部分:5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法a.點源的排放總量Qa
對于一般城市范圍氣態(tài)污染物的總排放量控制時,排放總量可由下式進行計算:
(5-45)式中,A為與地區(qū)有關的常數;CS為大氣污染物濃度的標準限值;S為地區(qū)的總面積。如果全城市又分為n個分區(qū),每分區(qū)面積為Si,全市面積為S,顯然有:
(5-46)5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法那么各分區(qū)排放總量應由式(5-47)計算決定。
(5-47)若取
,則有:
(5-48)式中,A——為總量控制系數,主要由當地的通風量決定;
——i分區(qū)總排放量分擔率。5.1基礎知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法b.低矮面源的排放總量Qb
可采用下式進行計算:
(5-49)式中,B——低矮面源總量控制系數,
;——低矮面源分擔率。在分析了街區(qū)大小及我國各地穩(wěn)定度頻率的分布、風速資料后,我國按行政區(qū)給出了A值,
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