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文檔簡介
第五章大氣環(huán)境影響評價
大氣環(huán)境影響評價概述大氣污染源調查與評價大氣環(huán)境質量狀況調查污染氣象參數(shù)調查大氣污染物的濃度預測模式大氣環(huán)境污染控制管理1.大氣環(huán)境影響評價概述
基本概念
常用大氣環(huán)境標準介紹
大氣環(huán)境影響評價的工作程序
*大氣環(huán)境影響評價等級與范圍
基本概念大氣污染大氣污染源
大氣污染物
大氣污染:定義:大氣因某種物質的介入而導致化學、物理、生物或放射性等方面的特性改變,從而影響大氣的有效利用,危害人體健康或者破壞生態(tài),造成大氣質量惡化的現(xiàn)象。大氣污染源定義:一個能夠釋放污染物到大氣中的裝置。按污染物產生的來源分為:自然污染源和人為污染源。人為污染源又分為工業(yè)、交通運輸、農業(yè)和生活污染源。按幾何形狀分為:點源、線源、面源、體源按運動特性分為:固定源和移動源按幾何高度分為:高架源、中架源和低架源按排放的時間長短分為:連續(xù)源、瞬時源和持續(xù)有限時間源按排放形式分為:有組織排放源和無組織排放源按影響范圍分為:局部大氣污染源和區(qū)域性大氣污染源大氣污染物定義:污染源排放到大氣中的有害物質。按污染物存在形態(tài)分為:顆粒污染物(或氣溶膠狀態(tài)污染物)和
氣態(tài)污染物。按污染物形成的過程分為:一次污染物和二次污染物。一次污染物:直接從各種排放源進入大氣,在大氣中保持其原有的化學性質,如二氧化硫等;二次污染物:在一次污染物之間或大氣中非污染物之間發(fā)生化學反應,如光化學煙霧、臭氧等。氣溶膠狀態(tài)污染物(顆粒物):
氣溶膠系指沉降速度可以忽略的小固體粒子、液體粒子或它們在介質中的懸浮體。(1)總懸浮顆粒(totalsuspendedparticles,TSP):空氣動力學當量直徑≤100μm的固體粒子。(2)可吸入顆粒(inhalableparticles,PM10):空氣動力學當量直徑≤10μm的固體粒子,不易沉降而能長期飄浮在空氣中。(3)降塵:空氣動力學當量直徑>10μm的固體粒子,靠重力作用能在較短時間內沉降到地面。(5)粉塵(dust):由于固體物質的破碎、研磨、篩分、輸送等機械過程或土壤、巖石的風化等自然過程形成的小固體粒子,1~200μm。氣溶膠狀態(tài)污染物(顆粒物):(6)煙(fume):固體氣溶膠,0.01~1μm。(7)飛灰(flyash):指隨燃料燃燒產生的煙氣飛出的分散較細的灰分。(8)黑煙(smoke):一般系指由燃料燃燒產生的能見氣溶膠。一般將冶金過程和化學過程形成的固體顆粒氣溶膠稱為煙塵;將燃料燃燒過程產生的飛灰和黑煙,在不需仔細分時,也稱為煙塵。在其他情況下,或泛指小固體顆粒的氣溶膠時,則通稱粉塵。(9)霧(fog):是氣體中液滴懸浮體的總稱,在氣象中指造成能見度小于1km的小水滴懸浮體。氣態(tài)污染物:
以分子狀態(tài)存在的污染物,大部分為無機氣體。類別一次污染物
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氫化合物(碳氫氧化合物)含鹵素化合物NO、NH3
CO、CO2
C1~C5Hn化合物HF、HClNO2、HNO3、MNO3無醛、酮、過氧乙酰硝酸酯無大氣中主要污染物常規(guī)污染物:
指GB3095中所規(guī)定的二氧化硫(S02)、顆粒物(TSP、PMl0)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)等污染物。
特征污染物:
指項目排放的污染物中除常規(guī)污染物以外的特有污染物。主要指項目實施后可能導致潛在污染或對周邊環(huán)境空氣保護目標產生影響的特有污染物。常用大氣環(huán)境標準介紹(1)《環(huán)境影響評價技術導則――大氣環(huán)境》(HJ/T2.2-2008)規(guī)定了大氣環(huán)境影響評價的內容、工作程序、方法和要求,適用于新、改、擴建項目。(2)《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)規(guī)定了環(huán)境空氣質量功能區(qū)劃分、標準分級、污染物項目、取值時間及濃度限值,采樣與分析方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定,適用于全國范圍的環(huán)境空氣質量評價(3)《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)規(guī)定了33種大氣污染物排放限值,其指標體系為最高允許排放濃度、最高允許排放速率和無組織排放監(jiān)控濃度限值。(4)
《惡臭污染物排放標準》(GB14544-93)(5)
《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996)(6)
《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2001)常用大氣環(huán)境標準介紹(1)《環(huán)境影響評價技術導則――大氣環(huán)境》(HJ/T2.2-2008)該導則是對(HJ/T2.2-93)的第一次修訂。主要修訂內容有:評價工作分級和評價范圍確定方法,環(huán)境空氣質量現(xiàn)狀調查內容與要求,氣象觀測資料調查內容與要求,大氣環(huán)境影響預測與評價方法及要求,環(huán)境影響預測推薦模式等。該導則于2008年12月31日發(fā)布,2009年4月1日實施。自實施之日起,《環(huán)境影響評價技術導則一大氣環(huán)境》(HJ/T2.2-93)廢止。環(huán)境空氣質量功能區(qū)劃分為三類:一類區(qū)為自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū);二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村地區(qū);三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。環(huán)境空氣質量標準共分為三級:一類區(qū)執(zhí)行一級標準;二類區(qū)執(zhí)行二級標準;三類區(qū)執(zhí)行三級標準。標準制定了9種污染物在不同取值時間情況下的各級別的濃度限值,包括SO2、總懸浮顆粒物(TSP)、可吸入顆粒物(PM10)、NO2、CO、O3、鉛(Pb),苯并[a]芘(B[a]P),氟化物(F)。《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)污染物名稱取值時間濃度限值
一級標準二級標準三級標準濃度單位二氧化硫SO2年平均日平均1小時平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70
總懸浮顆粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50
可吸入顆粒物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小時平均0.050.100.150.050.100.150.100.150.30mg/m3(標準狀態(tài))二氧化氮NO2年平均日平均1小時平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.24
一氧化碳CO日平均1小時平均4.0010.004.0010.006.0020.00
臭氧O31小時平均0.120.160.20
鉛Pb季平均年平均1.501.00
苯并[a]芘B[a]P日平均0.01μg/m3(標準狀態(tài))氟化物日平均1小時平均7①20①
F月平均植物生長季平均1.8②1.2②3.0③2.0③μg/(dm2·d)《環(huán)境空氣質量標準》GB3095-1996
《環(huán)境空氣質量標準》GB3095-1996修改單一、取消氮氧化物(NOX)指標。二、二氧化氮(NO2)的二級標準的年平均濃度限值由0.04mg/m3改為0.08mg/m3;日平均濃度限值由0.08mg/m3改為0.12mg/m3;小時平均濃度限值由0.12mg/m3改為0.24mg/m3。三、臭氧(O3)的一級標準的小時平均濃度限值由0.12mg/m3改為0.16mg/m3;二級標準的小時平均濃度限值由0.16mg/m3改為0.20mg/m3。2000年1月6日起實施
污染物名稱取值時間濃度限值
一級標準二級標準三級標準濃度單位二氧化硫SO2年平均日平均1小時平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70
mg/m3(標準狀態(tài))
總懸浮顆粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入顆粒物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小時平均0.040.080.120.080.120.24一氧化碳CO日平均1小時平均4.0010.004.0010.006.0020.00臭氧O31小時平均0.120.20
《環(huán)境空氣質量標準》GB3095-1996修改單常規(guī)污染物的濃度限值
定義(《環(huán)境空氣質量標準》GB3095-1996):總懸浮顆粒物(TSP):指能懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑≤100μm的顆粒物??晌腩w粒物(PM10):指懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑≤10μm的顆粒物。氮氧化物(以NO2計):指空氣中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。鉛(Pb):指存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物。苯并[a]芘(B[a]P):指存在于可吸入顆粒物中的苯并[a]芘。氟化物(以F計):以氣態(tài)及顆粒態(tài)形式存在的無機氟化物。年平均:指任何一年的日平均濃度的算術均值。季平均:指任何一季的日平均濃度的算術均值。月平均:指任何一月的日平均濃度的算術均值。日平均:指任何一日的平均濃度。一小時平均:指任何一小時的平均濃度。植物生長季平均:指任何一個植物生長季月平均濃度的算術均值。環(huán)境空氣:指人群、植物、動物和建筑物所暴露的室外空氣。標準狀態(tài):指溫度為273K,壓力為101.325kPa時的狀態(tài)。大氣環(huán)境影響評價的工作程序第一,準備階段,主要工作為研究有關文件,進行初步的工程分析和環(huán)境現(xiàn)狀調查,確定評價工作等級和編制評價方案。第二,正式工作階段,主要工作包含調查、預測和評價第三,報告書編制階段,主要工作是給出結論,完成環(huán)境影響報告書中大氣部分的編寫。
工作程序分三階段:準備階段、正式工作階段和編制報告書階段;正式工作依次包含調查、預測和評價三大部分;調查主要包括污染源、氣象條件和環(huán)境質量現(xiàn)狀三個方面。工作程序的主要內容大體可按“三三制”來理解和記憶。大氣環(huán)境影響評價等級與范圍根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則—大氣環(huán)境》(HJ2.2-2008)的規(guī)定,分別計算每一種污染物的最大地面濃度占標率Pi(第i個污染物),及第i個污染物的地面濃度達標準限值10%時所對應的最遠距離D10%。其中Pi的定義為:
Pi=Ci/Coi×109式中:Pi——第i個污染物的最大地面濃度占標率,%;Ci——采用估算模式計算出的第i個污染物的最大地面濃度,mg/m3;Coi——第i類污染物環(huán)境空氣質量標準,mg/m31.*評價等級Coi如何取值?Coi一般選用《環(huán)境空氣質量標準》(GB3095-1996)及其修改單中1h平均取樣時間的二級標準的濃度限值,對于沒有小時濃度限值的污染物,可取日平均濃度限值的三倍值;對該標準中未包含的污染物,可參照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)中的居住區(qū)大氣中有害物質的最高允許濃度的一次濃度限值。
如已有地方標準,應選用地方標準中的相應值;對某些上述標準中都未包含的污染物,可參照國外有關標準選用,但應做出說明,報環(huán)保部門批準后執(zhí)行。Coi取值的說明:
結合項目的初步工程分析結果,選擇正常排放的主要污染物及排放系數(shù),采用估算模式計算各污染物的最大影響程度和最遠影響范圍,按評價工作分級判據(jù)進行分級。評價工作等級評價工作分級判據(jù)一級Pmax≥80%,且D10%≥5Km二級其他三級Pmax≤10%或D10%<污染源距廠界最近距離1.評價等級大氣環(huán)境影響評價等級與范圍評價工作等級
例題:1.某建設項目排放兩種大氣污染物,經計算甲污染物的最大地面濃度占標率Pi為50%,D10%為6km,乙污染物的最大地面濃度占標率Pi為70%,D10%為5.5Km,則該項目的大氣環(huán)境評價等級為()級。
2.某建設項目排放兩種大氣污染物,經計算A污染物的最大地面濃度占標率Pi為8%,D10%為3km,B污染物的最大地面濃度占標率Pi為9%,D10%為2Km,則該項目的大氣環(huán)境評價等級為()級。估算模式是一種單源預測模式,適用于評價等級及評價范圍的確定,可計算點源、面源和體源等污染源的最大地面濃度,以及建筑物下洗和熏煙等特殊條件下的最大地面濃度,估算模式中嵌入了多種預設的氣象組合條件,包括一些最不利的氣象條件,此類氣象條件在某個地區(qū)有可能發(fā)生,也有可能不發(fā)生。經估算模式計算出的最大地面濃度大于進一步預測模式的計算結果。對于小于1小時的短期非正常排放,可采用估算模式進行預測。進一步預測模式是一些多源預測模式,適用于一、二級評價工作的進一步預測工作。可基于評價范圍的氣象特征及地形特征,模擬單個或多個污染源排放的污染物在不同平均時限內的濃度分布。不同的預測模式有其不同的數(shù)據(jù)要求及適用范圍。估算模式
(1)點源參數(shù):點源排放速率(/s);排氣筒幾何高度(m);排氣筒出口內徑(m);排氣筒出口處煙氣排放速度(m/s);排氣筒出口處的煙氣溫度(K)。(2)面源參數(shù):面源排放速率[g/(s?m2)];排放高度(m);長度(m,矩形面源較長的一邊),寬度(m,矩形面源較短的一邊)。(3)體源參數(shù):體源排放速率(g/s);排放高度(m);初始橫向擴散參數(shù)(m),初始垂直擴散參數(shù)(m)。(4)如評價范圍屬復雜地形,需提供地形參數(shù):主導風向下風向的計算點與源基底的相對高度(m);主導風向下風向的計算點距源中心距離(m)。(5)如周圍建筑物可能導致建筑物下洗,需要提供建筑物參數(shù):建筑物高度(m);建筑物寬度(m);建筑物長度(m)。(6)如項目污染源位于海岸或寬闊水體岸邊可能導致岸邊熏煙,需提供排放源到岸邊的最近距離(m)。(7)其他參數(shù):計算點的離地高度(m);風速計的測風高度(m)。估算模式需輸入的基本參數(shù)簡單地形:距污染源中心點5km內的地形高度(不含建筑物)低于排氣筒高度時,定義為簡單地形。在此范圍內地形高度不超過排氣筒基底高度時,可認為地形高度為0m。
復雜地形距污染源中心點5km內的地形高度(不含建筑物)等于或超過排氣筒高度時,定義為復雜地形。估算模式
(1)同一項目有多個(兩個以上,含兩個)污染源排放同一種污染物時,則按各污染源分別確定其評價等級,并取評價級別最高者作為項目的評價等級。(2)對于高耗能行業(yè)的多源(兩個以上,含兩個)項目,評價等級應不低于二級。(3)對于建成后全廠的主要污染物排放總量都有明顯減少的改、擴建項目,評價等級可低于一級。
評價等級的確定還應符合以下規(guī)定:大氣環(huán)境影響評價等級與范圍(4)如果評價范圍內包含一類環(huán)境空氣質量功能區(qū),或者評價范圍內主要評價因子的環(huán)境質量已接近或超過環(huán)境質量標準,或者項目排放的污染物對人體健康或生態(tài)環(huán)境有嚴重危害的特殊項目,評價等級一般不低于二級。(5)對于以城市快速路、主干路等城市道路為主的新建、擴建項目,應考慮交通線源對道路兩側的環(huán)境保護目標的影響,評價等級應不低于二級。(6)對于公路、鐵路等項目,應分別按項目沿線主要集中式排放源(如服務區(qū)、車站等大氣污染源)排放的污染物計算其評價等級。(7)確定評價工作等級的同時應說明估算模式計算參數(shù)和選項。評價等級的確定還應符合以下規(guī)定:大氣環(huán)境影響評價等級與范圍2.評價范圍的確定(續(xù))以排放源為中心點,以D10%為半徑的圓或2×D10%為邊長的矩形作為大氣環(huán)境影響評價范圍。當最遠距離超過25km時,確定評價范圍為半徑25km的圓形區(qū)域或邊長50km矩形區(qū)域。評價范圍的直徑或邊長一般不應小于5Km。對于以線源為主的城市道路等項目,評價范圍可設定為線源中心兩側各200m的范圍。*根據(jù)項目排放污染物的最遠影響范圍確定項目的大氣環(huán)境影響評價范圍。例題:某建設項目排放的大氣污染物主要為二氧化硫,經大氣估算模式預測得到如下數(shù)據(jù)。SO2最大地面濃度出現(xiàn)在100米,煙囪距廠界最近距離為500m。距煙囪距離(m)濃度(mg/m3)濃度占標率(%)10001000.0807516.1502000.0738614.7723000.0609012.1804000.0518610.3725000.0555211.1046000.0539310.7867000.0502110.0427050.0500010.0008000.045949.1889000.041798.35810000.038017.602試回答如下問題:(1)求Pimax,D10%;(2)判斷等級;(3)評價范圍。解:(1)求Pimax,D10%由這個表可以看出,Pimax=0.08075/0.5=16.15%D10%=705m(2)判斷等級因為Pimax>10%、D10%=705m>500m,所以大氣評價等級為二級。(3)評價范圍2×D10%=1410m<5km,所以評價范圍為:以煙囪為中心,直徑為5km的圓或邊長為5km的矩形。2.大氣污染源調查2.1污染因子的篩選2.2大氣污染源調查對象2.3大氣污染源調查的基本內容2.1污染因子的篩選篩選依據(jù):擬建項目的特點和當?shù)卮髿馕廴緺顩r污染因子的篩選優(yōu)先選擇項目等標排放量Pi較大的污染物其次考慮評價區(qū)內已造成嚴重污染的污染物最后考慮列入國家主要污染物總量控制指標的污染物2.1污染因子的篩選等標排放量Pi(m3/h)的計算:Pi=Qi/Coi×109式中:Qi——第i類污染物單位時間的排放量,t/h;Coi——第i類污染物環(huán)境空氣質量標準,mg/m3空氣質量標準Coi按《環(huán)境空氣質量標準》中二級、1h平均值計算;對該標準中未包含的項目,可參照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》(TJ36-79)中的相應值選用。對上述兩標準中只規(guī)定了日平均容許濃度限值的大氣污染物,Coi一般可取日平均容許濃度限值的3倍,但對于致癌物質、毒性可積累或毒性較大如苯、汞、鉛等可直接取其平均容許濃度限值。2.2大氣污染源調查與分析對象對于一、二級評價項目,應調查分析項目的所有污染源(對于改擴建項目應包括新、老污染源)、評價范圍內與項目排放污染物有關的其他在建項目、已批復環(huán)境影響評價文件的未建項目等污染源。如有區(qū)域替代方案,則對評價范圍內所有的擬替代的污染源要做詳細的調查。對于三級評價項目可只調查分析項目污染源。對于一級評價項目應進行以下各方面的調查2.3污染源調查的基本內容⑴污染源排污概況調查。①在滿負荷排放下,按分廠或車間逐一統(tǒng)計各有組織排放源和無組織排放源的主要污染物排放量;②對改、擴建項目應給出:現(xiàn)有工程排放量、擴建工程排放量、以及現(xiàn)有工程經改造后的污染物預測削減量,并按上述三個量計算最終排放量;③對于毒性較大的污染物應估計其非正常排放量;④對于周期性排放的污染源,應給出周期性排放系數(shù)。周期性排放系數(shù)取值為0~1,一般可按季節(jié)、月份、星期、日、小時等給出周期性排放系數(shù)。對于一級評價項目應進行以下各方面的調查2.3污染源調查的基本內容⑵點源調查內容。①排氣筒底部中心坐標,以及排氣筒底部的海拔高度(m);②排氣筒幾何高度(m)及出口內徑(m);③煙氣出口速度(m/s);④排氣筒出口煙氣溫度(k);⑤各主要污染物正常排放量(g/s),排放工況,年排放小時數(shù)(h);⑥毒性較大物質的非正常排放量(g/s),排放工況,年排放小時數(shù)(h)等;⑦排放工況,如連續(xù)排放或間斷排放,間斷排放應注明具體排放時間、時數(shù)和可能出現(xiàn)的頻率。對于一級評價項目應進行以下各方面的調查2.3污染源調查的基本內容⑶面源調查內容。①面源位置坐標,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)〕,排放工況,年排放小時數(shù)(h)等;⑷體源調查內容。①體源中心點坐標,體源所在位置的海拔高度(m);②體源高度(m);③體源排放速率(g/s),排放工況,年排放小時數(shù)(h)等;④體源的邊長(m);⑤初始橫向擴散參數(shù)(m);初始垂直擴散參數(shù)(m)。對于一級評價項目應進行以下各方面的調查2.3污染源調查的基本內容⑸線源調查內容。①線源幾何尺寸(分段坐標),線源距地面高度(m),道路寬度(m),街道街谷高度(m);②各種車型的污染物排放速率〔g/(s·m2)〕;③平均車速(km/h),各時段車流量(輛/h)、車型比例。⑹其他需調查的內容。①建筑物下洗參數(shù);②顆粒物的粒徑分布。二級評價項目污染源調查內容參照一級評價項目執(zhí)行,可適當從簡。三級評價項目可只調查污染源排污概況,并對估算模式中的污染源參數(shù)進行核實。3.大氣環(huán)境質量狀況調查3.1大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀監(jiān)測監(jiān)測范圍和項目
監(jiān)測布點監(jiān)測制度3.2大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀評價
監(jiān)測結果的統(tǒng)計及分析
大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀評價監(jiān)測布點:根據(jù)項目的規(guī)模和性質,結合地形復雜性、污染源及環(huán)境空氣保護目標的布局,綜合考慮監(jiān)測點設置數(shù)量。監(jiān)測點設置數(shù)量:一級評價,不應少于10個;二級評價不應少于6個;三級評價項目,如果評價區(qū)內已有例行監(jiān)測點或評價范圍內有近3年的監(jiān)測資料,且其監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性符合導則有關規(guī)定,并能滿足項目評價要求的,可不再進行現(xiàn)狀監(jiān)測,否則布置2~4個點進行監(jiān)測。監(jiān)測布點原則:應盡量全面、客觀、真實反映評價范圍內的環(huán)境空氣質量。依項目評價等級和污染源布局的不同,按照以下原則進行監(jiān)測布點:一級評價項目:以監(jiān)測期間所處季節(jié)的主導風向為軸向,取上風向為0°,至少在約0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°方向上各設置1個監(jiān)測點,在主導風向下風向距離中心點(或主要排放源)不同距離,加密布設1~3個監(jiān)測點。二級評價項目:以監(jiān)測期間所處季節(jié)的主導風向為軸向,取上風向為0°,至少在約0°、90°、180°、270°方向上各設置1個監(jiān)測點,主導風向下風向加密布點。三級評價項目:以監(jiān)測期所處季節(jié)的主導風向為軸向,取上風向為0°,至少在約0°、180°方向上各設置1個監(jiān)測點,主導風向下風向加密布點。現(xiàn)狀監(jiān)測布點原則
監(jiān)測點周圍空間應開闊,采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角小于30°;監(jiān)測點周圍應有270°采樣捕集空間,空氣流動不受任何影響;避開局地污染源的影響,原則上10m范圍內應沒有局地排放源;避開樹木和吸附力較強的建筑物,一般在15~20m范圍內沒有綠色喬木、灌木等。同時注意監(jiān)測點的可到達性和電力保證。監(jiān)測布點:監(jiān)測點位布設方法:1.網格布點;2.同心圓多方位布點法;3.扇形布點法;4.配對布點法;5.功能分區(qū)布點法;關心點、敏感點(如居民集中區(qū)、風景區(qū)、文物點、醫(yī)院、院校等)以及下風向距離最近的村莊應布置取樣點;上風向設對照點;監(jiān)測點位布設方法:1.網格布點:適用于待監(jiān)測的污染源分布非常分散(面源為主)的情況。具體布點方法是,把監(jiān)測區(qū)域網格化,根據(jù)人力、設備等條件確定布點密度。如果條件允許,可以在每個網格中心設一個監(jiān)測點。否則,可適當降低布點的空間密度。該方法監(jiān)測結果代表性強,但監(jiān)測分析的工作量大。在區(qū)域環(huán)境影響評價常應用網格布點法。監(jiān)測點位布設方法:2.同心圓多方位布點法:適用于孤立源及其所在地區(qū)風向多變的情況。布點方法是,以排放源為圓心,畫出16個或8個方位的射線和若干個不同半徑的同心圓,同心圓圓周與射線的交點即為監(jiān)測點。在實際工作中,根據(jù)客觀條件需要,往往是在主導風的下風方位布點密些,其他方位疏些。確定同心圓半徑的原則是,在預計的高濃度區(qū)及高濃度與低濃度交接區(qū)應密些,其他區(qū)疏些。監(jiān)測點位布設方法:3.扇形布點法:適用于評價區(qū)域內風向變化不大的情況。其方法步驟如下:沿主導風向軸線,從污染源向兩側分別擴出45°、22.5°或更小的夾角(視風向脈動情況而定)的射線,兩條射線構成的扇形區(qū)即是監(jiān)測布點區(qū)。再在扇形區(qū)內做出若干條射線和若干個同心圓弧,圓弧與射線的交點即為待定的監(jiān)測點。在實際環(huán)境影響評價工作中,因監(jiān)測時間較短,風向和風速等氣象條件變化大,故代表性較差。監(jiān)測點位布設方法:4.配對布點法:該布點法適用于線源。例如,對公路和鐵路建設工程進行環(huán)境影響評價時,在行車道的下風側,離車道外沿0.5~1m處設一個監(jiān)測點,同時在該點外沿100m處再設一個監(jiān)測點。根據(jù)道路布局和車流量分布,選擇典型路段,用配對法設置監(jiān)測點。監(jiān)測點位布設方法:5.功能分區(qū)布點法:該方法適用于了解污染物對不同功能區(qū)的影響。通常的做法是按工業(yè)區(qū)、居民稠密區(qū)、交通頻繁區(qū)、清潔區(qū)等分別設若干個監(jiān)測點。在環(huán)境空氣質量的例行監(jiān)測和區(qū)域環(huán)境質量現(xiàn)狀評價中,常用這種方法。監(jiān)測制度:一級評價項目:二期(冬季、夏季)監(jiān)測;二級評價項目:取一期不利季節(jié)進行監(jiān)測,必要時應作二期監(jiān)測;三級評價項目:必要時作一期監(jiān)測。每期監(jiān)測時間,至少應取得有季節(jié)代表性的7天有效數(shù)據(jù)。對于評價范圍內沒有排放同種特征污染物的項目,可減少監(jiān)測天數(shù)。對于部分無法進行連續(xù)監(jiān)測的特征污染物,可監(jiān)測其一次濃度值,監(jiān)測時間須滿足所用評價標準值的取值時間要求。
監(jiān)測結果應能說明評價區(qū)內大氣污染物監(jiān)測濃度范圍、平均值、超標率等。同時,還應進行濃度時空分布特征分析和濃度變化與污染氣象條件的相關分析。監(jiān)測結果的統(tǒng)計及分析式中:C-環(huán)境污染物的實測濃度,mg/m3;C0-污染物的環(huán)境質量標準值,mg/m3。未檢出點位數(shù)計入總監(jiān)測數(shù)據(jù)個數(shù)。不符合監(jiān)測技術規(guī)范要求的監(jiān)測數(shù)據(jù)不計入總監(jiān)測數(shù)據(jù)個數(shù)。
單項指數(shù)法:
Ii=Ci/C0i
Ci―污染物i的質量濃度值(實測或經統(tǒng)計處理),mg/m3;C0i―選定的污染物i的評價標準,mg/m3。大氣環(huán)境質量現(xiàn)狀評價當Ii≥1時為超標,否則為不超標。4.污染氣象參數(shù)調查4.1大氣湍流4.2大氣穩(wěn)定度4.3逆溫與熏煙4.4風場4.5大氣混合層高度4.6聯(lián)合頻率4.7氣象觀測資料調查大氣污染物濃度是由污染物排放量及污染氣象條件共同決定的,污染氣象條件的好壞反映了當?shù)卮髿庾詢裟芰Φ母叩?,污染氣象條件是大氣環(huán)境影響評價不可缺少的重要內容。影響污染物在大氣中擴散的氣象因素有兩個:動力因子(風和湍流)、熱力因子(大氣溫度層結和大氣穩(wěn)定度)。
大氣自凈能力:由于大氣自身的運動而使大氣污染物輸送、稀釋擴散,從而起到對大氣的凈化作用,包括平流輸送、湍流擴散和清除等機制。對于大多數(shù)評價項目,主要需要調查和研究平流輸送和湍流擴散。
平流輸送:大氣有規(guī)則運動(風)湍流擴散:大氣無規(guī)則運動大氣結構地球周圍聚集了一層很厚的大氣層,稱為大氣圈,它分為對流層、平流層、中間層、暖層、散逸層五層。對流層的特點:1、溫度隨高度增加而降低,每升高1km,氣溫約下降6.5℃。2、空氣對流(氣流作垂直和水平運動)3、溫度、濕度等各要素水平分布不均勻。對人類影響最大,通常所說的大氣污染就是指對流層,4.1大氣湍流大氣的運動除了水平運動外,還存在著不同于水平風向的各種渦旋運動,即湍流運動。湍流是一種不規(guī)則運動,由機械或動力作用生成的是機械湍流(近地面大氣與靜止地面相對運動所形成的湍流以及空氣流經粗糙下墊面時引起風向和風速突然改變所造成的湍流);由各種熱力因子誘生的是熱力湍流(因地表面受熱不均勻或大氣層結不穩(wěn)定造成的大氣湍流)。
大氣湍流的強弱取決于熱力和動力兩因子。
粗糙下墊面:山丘、樹木、建筑物等4.1大氣湍流
大氣湍流的主要效果是混合,它使污染物在隨風飄移過程中不斷向四周擴展,不斷將周圍清潔空氣卷入煙氣中,同時將煙氣帶到周圍空氣中,使得污染物濃度不斷降低。
非湍流情況下的煙團擴散如圖(a)所示。在湍流擴散過程中,各種不同尺度的湍渦,在擴散的不同階段起著不同的作用。湍渦遠小于煙團的擴散如圖(b)所示,湍渦與煙團尺寸相當?shù)臄U散如圖(c)所示,湍渦遠大于煙團的擴散如圖(d)所示。4.2風場風對大氣污染物的輸送擴散有著十分重要的作用。在大氣邊界層中,風切變還影響湍流強度及性質,對擴散產生間接作用;其他氣象因子(如大氣穩(wěn)定度等)都是通過風及湍流間接影響空氣污染的。因此,掌握有關風的知識和弄清局地風場特征,是了解一個地區(qū)大氣污染的前提條件之一。大氣邊界層:大氣流過地面時,地面上各種粗糙元,如草、沙粒、莊稼、樹木、房屋等會使大氣流動受阻,這種摩擦阻力由于大氣中的湍流而向上傳遞,并隨高度的增加而逐漸減弱,達到某一高度后便可忽略。此高度稱為大氣邊界層厚度,它隨氣象條件、地形、地面粗糙度而變化,大致為300~1000米。4.2風場風:空氣的水平運動風速:空氣在單位時間內移動的水平距離,隨時間和高度變化風向:風的來向,16個方位表示風頻:吹某一風向的風的次數(shù),占總的觀測統(tǒng)計次數(shù)的百分比主導風向:風頻最大的風向,其下風向即為污染幾率最大的方位風向玫瑰圖:為了解主要污染方向及各方位受污染概率,應繪制風向玫瑰圖,即在極坐標中按16個風向標出其頻率的大小局地風場:在局部地區(qū)由于地形影響而形成的空間和時間尺度都比較小的所謂地方性風,主要有海陸風、山谷風、過山氣流、城市熱島環(huán)流等。
污染系數(shù)=風向頻率/平均風速風玫瑰圖風玫瑰圖C表示靜風,風速小于測風儀最低閾值。局地風場局地風場:系指在局部地區(qū)由于地形影響而形成的空間和時間尺度都比較小的所謂地方性風,主要有海陸風、山谷風、過山氣流、城市熱島環(huán)流等,它們對大氣的污染擴散影響很大。海陸風局地風場海陸風:由于海陸對熱量反應的差異造成的,出現(xiàn)在大的水域附近。白天,陸暖而水涼,氣壓為海高陸低,下層氣流由海吹向陸地,形成海風,上層氣流由陸地吹向海洋,形成陸風,并因此形成海陸風環(huán)流;夜間,情況正好相反,通常海風大于陸風。海陸風環(huán)流對水域附近大氣有凈化作用,但也可能產生循環(huán)污染。山谷風局地風場山谷風:在山區(qū),由于熱力的原因,白天山坡吸收太陽輻射增熱比山谷快,故風經常從谷地吹向山坡,稱為谷風:晚上山坡比谷地冷卻快,故風經常從山頂吹向山谷地,稱為山風。山谷風的污染可出現(xiàn)以下幾種情況:①山風和谷風轉換期的污染;②山谷中熱力環(huán)流引起的漫煙;③側向封閉山谷引起的高濃度污染;④下坡風氣層中的污染。過山氣流局地風場過山氣流:由于地形阻礙作用使流場發(fā)生局地變化而產生。氣流受山峰阻擋,在山的迎風面流線密集,過山后流線稀疏,產生流線下滑作用,在背風坡產生氣流下瀉和尾流混合。污染源在山前上風側時,對迎風坡會造成高濃度的污染。在山后則會出現(xiàn)以下幾種情況:①污染源在山的上風側,并有一段距離,則煙流可能隨風越過山頭,被下沉氣流帶到地面,從而造成嚴重污染;②污染源在山后,正好處在過山氣流的下沉氣流中,煙流抬升不高,很快落到地面而造成污染;③污染源在山后的回流區(qū),煙流不能擴散出去而導致污染。城市熱島環(huán)流局地風場城市熱島環(huán)流:由城鄉(xiāng)溫度差異而引起的局地風。城市人類活動影響以及城鄉(xiāng)太陽輻射的差異,使得城市溫度經常比鄉(xiāng)村高,城區(qū)暖而輕的空氣要上升,而四周郊區(qū)冷空氣要向城區(qū)輻合補充,形成所謂“城市熱島環(huán)流”或稱“城市風”。4.3大氣溫度層結
風和湍流是影響大氣擴散能力的主要動力因子,而大氣的溫度層結和大氣穩(wěn)定度是影響大氣擴散能力的主要熱力因子。污染物在大氣中的擴散主要受湍流的影響,而大氣湍流在很大程度上取決于近地層的垂直溫度分布。由于測量大氣湍流比測量相應的垂直溫度分布要困難得多,所以常常用后者作為評價大氣湍流的指標。這種氣溫隨高度的分布通常稱為大氣層結。干絕熱遞減率γd:干空氣在絕熱運動中,每上升100m氣溫下降約1℃,即γd=1℃/100m。γd是一個常數(shù),相對氣塊而言。垂直遞減率γ:氣溫隨高度的增加而遞減的度數(shù)。如對流層,氣溫垂直遞減率平均是γ=0.65℃/100m。4.3大氣溫度層結氣溫的垂直分布可用坐標曲線來表示(圖中虛線是干絕熱γd線)。這條曲線稱為溫度層結曲線,簡稱溫度層結。從圖中可以看出,大氣中的溫度層結有四種類型:①γ>0,稱為遞減或超絕熱;②γ=γd,稱為中性;③γ=0,稱為等溫;④γ<0,稱為氣溫逆轉,簡稱逆溫。溫度層結曲線1.遞減;2.中性;3.等溫;4.逆溫4.4大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度:整層空氣的穩(wěn)定程度,是大氣中某一高度上的氣團在垂直方向上的相對穩(wěn)定程度。當氣層受到擾動,若原先是不穩(wěn)定氣層,則擾動、對流和湍流容易發(fā)展;若原先是穩(wěn)定氣層,則擾動、對流和湍流受到抑制;若原先是中性氣層,則由外界擾動所產生的氣團運動,既不受到抑制又不能得到發(fā)展。
因此,大氣不穩(wěn)定,湍流和對流充分發(fā)展,稀釋擴散能力強。大氣穩(wěn)定度是大氣湍流運動強弱的一種標志,是確定大氣擴散參數(shù)的重要依據(jù)。4.4大氣穩(wěn)定度確定方法:1.干絕熱法
用氣溫的垂直遞減率γ與干絕熱遞減率γd可以比較方便地判斷氣溫的穩(wěn)定度(靜力穩(wěn)定度),如表所示。處于不穩(wěn)定層結時,促使湍流運動的發(fā)展,大氣稀釋能力加強;處于穩(wěn)定層結時,對湍流起抑制作用,減弱大氣的擴散能力。穩(wěn)定
γ﹤γd中性
γ=
γd不穩(wěn)定
γ﹥
γd
最符合我國國情的方法是Pasquill法,由太陽高度角,云量(總云量、低云量)以及風速等地面常規(guī)氣象資料確定大氣穩(wěn)定度,是環(huán)評中常用的方法。Pasquill大氣穩(wěn)定度分為強不穩(wěn)定、不穩(wěn)定、弱不穩(wěn)定、中性、較穩(wěn)定和穩(wěn)定六級。它們分別表示為A、B、C、D、E、F。
首先由云量與太陽高度角查出太陽輻射等級數(shù),再由太陽輻射等級數(shù)與地面風速查出穩(wěn)定度等級。4.4大氣穩(wěn)定度確定方法:*2.Pasquill法云量與太陽高度角太陽輻射等級數(shù)地面風速大氣穩(wěn)定度等級太陽高度角h0使用下式計算:h0=arcsin[sinφsinσ+cosφcosσcos(15t+λ-300)]式中,h0——太陽高度角,degφ——當?shù)氐乩砭暥龋琩egλ——當?shù)氐乩斫浂?,degt——觀測時的北京時間σ——太陽傾角,deg,可按下式計算:σ=[0.006918-0.39912cosθ0+0.070257sinθ0-0.006758cos2θ0+0.000907sin2θ0-0.002679cos3θ0+0.001480sin3θ0]180/π式中,θ0-——360dn/365,degdn——一年中的日期序數(shù),0,1,2…,364云量,1/10夜間太陽高度角總云量/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太陽輻射等級數(shù)地面風速,m/s太陽輻射等級+3+2+10-1-2≤1.9AA~BBDEF2~2.9A~BBCDEF3~4.9BB~CCDDE5~5.9CC~DDDDD≥6DDDDDD大氣穩(wěn)定度的等級
逆溫是指氣溫隨高度增加的現(xiàn)象。逆溫層對污染物的擴散起到抑制作用,直接關系著地面污染程度,與空氣污染密切有關的逆溫形式主要是地面輻射逆溫。4.5逆溫與熏煙上部穩(wěn)定,下部中性熏煙型
晴朗無云(或少云)、風速不大的夜間,地面輻射冷卻很快,貼近地面氣層冷卻最快,較高的氣層冷卻較慢,因而形成了自地面開始逐漸向上發(fā)展的逆溫層,即輻射逆溫,日出后,地面受太陽照射增溫,貼地逆溫層自下而上逐漸消失,轉變?yōu)橹行曰虿环€(wěn)定層結,原來滯留在逆溫層內的污染物向上擴散受抑而向下蔓延,使地面濃度劇增造成局地嚴重污染的狀況,即熏煙污染。風廓線圖*大氣邊界層是指由于受下墊面影響而湍流化的低層大氣。通常為距地面1~2km以下高度的大氣層。*在大氣邊界層中,風速將隨高度增高而逐漸增大,在大氣擴散計算中,需要知道煙囪出口高度處的平均風速。大氣邊界層*風速隨高度變化的曲線稱為風速廓線。風速廓線的數(shù)學表達式稱為風速廓線模式。建立起風速廓線模式,就可以利用現(xiàn)有的地面風資料,計算出不同高度的風速。*近地面層常用的風速廓線模式——冪函數(shù)風速廓線模式距地面1.5km高度以下的風速可按下式計算:式中,U1——距地面Z1(m)高度處10min平均風速,m/s,通常取距地面10m高度處的平均風速;U2——距地面Z2(m)高度處10min平均風速,m/s;
P為風速高度指數(shù),與大氣穩(wěn)定度和地形條件有關,查表得。各穩(wěn)定度等級下的P值4.6大氣混合層高度混合層:如果下層空氣湍流強,上部空氣湍流弱,中間存在著一個湍流特征不連續(xù)界面,湍流特征不連續(xù)界面以下的大氣層為混合層。混合層高度:從地面算起至第一層穩(wěn)定層底的高度?;旌蠈痈叨入S時隨地變化,在一天中,早晨混合層高度一般較低,而午后混合層高度達到極大值,混合層內一般為不穩(wěn)定層結,鉛直稀釋能力比較強。混合層高度實質上表征污染物在垂直方向被熱力湍流稀釋的范圍,即低層空氣熱力對流與湍流所能達到的高度,它與大氣穩(wěn)定度密切相關。確定方法:干絕熱法、國標法等,環(huán)評中常用國標法。⑴當大氣穩(wěn)定度為不穩(wěn)定或中性(A、B、C或D類)時:h=asU10/f⑵當大氣穩(wěn)定度為穩(wěn)定(E或F類)時:h=bs(U10/f)1/2f=2?sinφh——混合層高度(E、F時指近地層高度),mU10——10m高度處平均風速,m/s(大于6m/s時取為6m/s)as、bs——混合層系數(shù),查表得;f——地轉系數(shù);?——地轉角速度,可取?=7.29×10-5rad/sφ——地理緯度,deg指風向、風速、大氣穩(wěn)定度構成的組合頻率。即統(tǒng)計不同風速、風向和大氣穩(wěn)定度出現(xiàn)概率。通常風向取16個方位(不包括靜風);穩(wěn)定度分為A、B、C、D、E、F六類;風速分5級,<1.5m/s,1.5~3m/s,3.1~5m/s,5.1~7m/s,>7m/s。4.6聯(lián)合頻率氣象觀測資料調查的基本原則:要求與項目的評價等級有關,還與評價范圍內地形復雜程度、水平流場是否均勻一致、污染物排放是否連續(xù)穩(wěn)定有關。常規(guī)氣象觀測資料包括常規(guī)地面氣象觀測資料和常規(guī)高空氣象探測資料。對于各級評價項目,均應調查評價范圍20年以上的主要氣候統(tǒng)計資料。包括:①年平均風速和風向玫瑰圖,最大風速與月平均風速;②年平均氣溫,極端氣溫與月平均氣溫;③年平均相對濕度,年均降水量,降水量極值;④日照;對于一、二級評價項目,還應調查逐日、逐次的常規(guī)氣象觀測資料及其他氣象觀測資料。氣象觀測資料調查(1)對于一級評價項目,基本要求分兩種情況:①評價范圍小于50km條件下,須調查地面氣象觀測資料,并按選取的模式要求,調查必需的常規(guī)高空氣象探測資料;②評價范圍大于50km條件下,須調查地面氣象觀測資料和常規(guī)高空氣象探測資料。地面氣象觀測資料調查要求:調查距離項目最近的地面氣象觀測站,近5年內的至少連續(xù)三年的常規(guī)地面氣象觀測資料。如果地面氣象觀測站與項目的距離超過50km,并且地面站與評價范圍的地理特征不一致,還需進行補充地面氣象觀測。常規(guī)高空氣象探測資料調查要求:調查距離項目最近的高空氣象探測站,近5年內的至少連續(xù)三年的常規(guī)高空氣象探測資料。如果高空氣象探測站與項目的距離超過50km,高空氣象資料可采用中尺度氣象模式模擬的50km內的格點氣象資料。氣象觀測資料調查要求(1)對于二級評價項目,對于二級評價項目,氣象觀測資料調查基本要求同一級評價項目。對應的氣象觀測資料年限要求為近3年內的至少連續(xù)一年的常規(guī)地面氣象觀測資料和高空氣象探測資料。
氣象觀測資料調查要求
根據(jù)所調查地面氣象觀測站的類別,并遵循先基準站,次基本站,后一般站的原則,收集每日實際逐次觀測資料。觀測資料的常規(guī)調查項目包括:時間(年、月、曰、時)、風向(以角度或按16個方位表示)、風速、干球溫度、低云量、總云量。根據(jù)不同評價等級預測精度要求及預測因子特征,可選擇調查的觀測資料的內容:濕球溫度、露點溫度、相對濕度、降水量、降水類型、海平面氣壓、觀測站地面氣壓、云底高度、水平能見度等。地面氣象資料調查內容高空氣象資料的調查內容觀測資料的時次根據(jù)所調查常規(guī)高空氣象探測站的實際探測時次確定,一般應至少調查每日1次(北京時間08點)的距地面1500m高度以下的高空氣象探測資料。觀測資料的常規(guī)調查項目包括:時間(年、月、日、時)、探空數(shù)據(jù)層數(shù)、每層的氣壓、高度、氣溫、風速、風向(以角度或按16個方位表示)。大氣環(huán)境影響評價
大氣環(huán)境影響評價概述大氣污染源調查與評價大氣環(huán)境質量狀況調查污染氣象參數(shù)調查大氣環(huán)境影響預測與評價大氣環(huán)境污染控制管理(1)確定預測因子。(2)確定預測范圍。(3)確定計算點。(4)確定污染源計算清單。(5)確定氣象條件。(6)確定地形數(shù)據(jù)。(7)確定預測內容和設定預測情景。(8)選擇預測模式。(9)確定模式中的相關參數(shù)。(10)進行大氣環(huán)境影響預測與評價。大氣環(huán)境影響預測的步驟大氣環(huán)境影響預測的步驟(1)確定預測因子:根據(jù)評價因子而定,選取有環(huán)境空氣質量標準的評價因子作為預測因子。(2)確定預測范圍:
預測范圍至少包括評價范圍,覆蓋所有關心的敏感點,同時還應考慮污染源的排放高度、評價范圍的主導風向、地形和周圍環(huán)境敏感區(qū)的位置等以進行適當調整,一般取東西向為X坐標軸、南北向為Y坐標軸,項目位于預測范圍的中心區(qū)來計算污染源對評價范圍的影響。大氣環(huán)境影響預測的步驟(3)確定計算點:計算點可分三類:環(huán)境空氣敏感區(qū)、預測范圍內的網格點以及區(qū)域最大地面濃度點。應選擇所有的環(huán)境空氣敏感區(qū)中的環(huán)境空氣保護目標作為計算點。預測網格點的分布應具有足夠的分辨率以盡可能精確預測污染源對評價范圍的最大影響,預測網格可以根據(jù)具體情況采用直角坐標網格或極坐標網格,并應覆蓋整個評價范圍。預測網格點設置方法見下表。大氣環(huán)境影響預測的步驟預測網格點設置方法預測網格方法直角坐標網格極坐標網絡布點原則距離源中心≤1000m距離源中心>1000m預測網格點網格距網格等間距或近密遠疏法徑向等間距或距源中心近密遠疏法500~100m500~100m100~500m100~500m區(qū)域最大地面濃度點的預測網格設置,應依據(jù)計算出的網格點濃度分布而定,在高濃度分布區(qū),計算點間距應不大于50m。對于臨近污染源的高層住宅樓,應適當考慮不同代表高度上的預測受體。大氣環(huán)境影響預測的步驟(4)確定污染源計算清單(參照調查清單):點源參數(shù)調查清單單位數(shù)據(jù)點源編號點源名稱X坐標Y坐標mmmmm排氣筒高度排氣筒內徑排氣筒底部海拔煙氣出口速度煙氣出口溫度年排放小時數(shù)排放工況評價因子源強煙塵粉塵SO2NO2其他m/sKhg/sg/sg/sg/s大氣環(huán)境影響預測的步驟(5)確定氣象條件:計算小時平均濃度需采用長期氣象條件,進行逐時或逐次計算。選擇污染最嚴重的(針對所有計算點)小時氣象條件和對各環(huán)境空氣保護目標影響最大的若干個小時氣象條件(可視對各環(huán)境空氣敏感區(qū)的影響程度而定)作為典型小時氣象條件。計算日平均濃度需采用長期氣象條件,進行逐日平均計算。選擇污染最嚴重的(針對所有計算點)日氣象條件和對各環(huán)境空氣保護目標影響最大的若干個日氣象條件(可視對各環(huán)境空氣敏感區(qū)的影響程度而定)作為典型日氣象條件。大氣環(huán)境影響預測的步驟(5)確定氣象條件:長期氣象條件:指達到一定時限及觀測頻次要求的氣象條件。一級評價項目的長期氣象條件為:近五年內的至少連續(xù)三年的逐日逐次氣象條件;二級評價項目的長期氣象條件為:近三年內的至少連續(xù)一年的逐日、逐次氣象條件。(6)確定地形數(shù)據(jù):在非平坦的評價范圍內,地形的起伏對污染物的傳輸、擴散會有一定的影響。對于復雜地形下的污染物擴散模擬需要輸入地形數(shù)據(jù)。(1)全年逐時或逐次小時氣象條件下,環(huán)境空氣保護目標、網格點處的地面濃度和評價范圍內的最大地面小時濃度;(2)全年逐日氣象條件下,環(huán)境空氣保護目標、網格點處的地面濃度和評價范圍內的最大地面日平均濃度;(3)長期氣象條件下,環(huán)境空氣保護目標、網格點處的地面濃度和評價范圍內的最大地面年平均濃度;(4)非正常排放情況,全年逐時或逐次小時氣象條件下,環(huán)境空氣保目標的最大地面小時濃度和評價范圍內的最大地面小時濃度;(5)對于施工期且超過一年的項目,并且施工期排放的污染物影響較大,還應預測施工期間的大氣環(huán)境質量。二級價項目預測內容為一級評價項目預測內容中的(1)、(2)、(3)、(4)項內容。三級評價項目可不進行上述預測。大氣環(huán)境影響預測內容(7)確定預測內容和設定預測情景。預測內容(一級評價):常規(guī)預測情景組合污染源類別序號排放方案預測因子計算點常規(guī)預測內容12345新增污染源(正常排放)新增污染源(非正常排放)削減污染源(若有)被取代污染源(若有)其他在建、擬建項目相關污染源(若有)現(xiàn)有方案/推薦方案現(xiàn)有方案/推薦方案現(xiàn)有方案/推薦方案現(xiàn)有方案/推薦方案所有預測因子主要預測因子主要預測因子主要預測因子主要預測因子環(huán)境空氣保護目標網格點區(qū)域最大地面濃度點環(huán)境空氣保護目標區(qū)域最大地面濃度點環(huán)境空氣保護目標環(huán)境空氣保護目標環(huán)境空氣保護目標小時濃度日平均濃度年均濃度小時濃度日平均濃度年均濃度日平均濃度年均濃度日平均濃度年均濃度HJ2.2—2008給出了大氣環(huán)境影響預測推薦模式清單。推薦模式清單包括估算模式、進一步預測模式和大氣環(huán)境防護距離計算模式等。采用《環(huán)境影響評價技術導則一大氣環(huán)境》(HJ2.2—2008)推薦模式清單中進一步預測模式進行大氣環(huán)境影響預測。選擇模式時,應結合模式的適用范圍和參數(shù)的要求進行合理選擇。進一步預測模式是一些多源預測模式,包括AERMOD、ADMS和CALPUFF,適用于一、二級評價工作的進一步預測工作。預測模式可基于評價范圍的氣象特征及地形特征,模擬單個或多個污染源排放的污染物在不同平均時限內的濃度分布。不同的預測模式有其不同的數(shù)據(jù)要求及適用范圍,不同推薦預測模式的適用范圍見表。大氣環(huán)境影響預測內容(8)選擇預測模式。大氣環(huán)境影響預測內容推薦預測模式一般適用范圍一、估算模式適用于評價等級及評價范圍的確定。估算模式是一種單源預測模式,可計算點源、面源和體源等污染源的最大地面濃度,以及建筑物下洗和熏煙等特殊條件下的最大地面濃度,估算模式中嵌入了多種預設的氣象組合條件,包括一些最不利的氣象條件,此類氣象條件在某個地區(qū)有可能發(fā)生,也有可能不發(fā)生。經估算模式計算出的最大地面濃度大于進一步預測模式的計算結果。對于小于1小時的短期非正常排放,可采用估算模式進行預測。大氣環(huán)境影響預測內容大氣環(huán)境影響預測推薦模式說明:二、進一步預測模式1.AERMOD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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)模擬大于等于l小時平均時間的濃度分布。AERMOD包括兩個預處理模式,即AERMET氣象預處理和AERMAP地形預處理模式。
AERMOD適用于評價范圍小于等于50km的一級、二級評價項目。大氣環(huán)境影響預測內容大氣環(huán)境影響預測推薦模式說明:二、進一步預測模式2.ADMS模式系統(tǒng)
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功能?;瘜W反應模塊包括計算一氧化氮,二氧化氮和臭氧等之間的反應。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(shù)模擬基本氣象參數(shù)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。
ADMS-EIA版適用于評價范圍小于等于50km的一級、二級評價項目。大氣環(huán)境影響預測內容大氣環(huán)境影響預測推薦模式說明:二、進一步預測模式3.CALPUFF模式系統(tǒng)
CALPUFF是一個煙團擴散模型系統(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50km到幾百千米范圍內的模擬尺度,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、熏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。
CALPUFF適用于評價范圍大于等于50km的一級評價項目,以及復雜風場下的一級、二級評價項目。大氣環(huán)境影響預測內容大氣環(huán)境影響預測推薦模式說明:三、大氣環(huán)境防護距離計算模式
大氣環(huán)境防護距離計算模式是基于估算模式開發(fā)的計算模式,此模式主要用于確定無組織排放源的大氣環(huán)境防護距離。計算出的距離是以污染源中心點為起點的控制距離,并結合廠區(qū)平面布置圖,確定控制距離范圍,超出廠界以外的范圍,即為項目大氣環(huán)境防護區(qū)域。大氣環(huán)境防護距離內不應有長期居住的人群。
大氣環(huán)境防護距離一般不超過2000m,如計算無組織排放源超標距離大于2000m,則應建議削減源強后重新計算大氣環(huán)境防護距離。大氣環(huán)境防護距離計算模式主要輸入參數(shù)包括:面源有效高度(m);面源寬度(m);面源長度(m);污染物排放速率(m/s);小時評價標準(mg/m3)。大氣環(huán)境影響預測內容大氣環(huán)境影響預測推薦模式說明:在進行大氣環(huán)境影響預測時,應針對區(qū)域特征,以及不同的污染物及預測范、預測時段,對模式參數(shù)進行比較分析,合理選擇模式參數(shù)。如計算TSP的長期平均濃度(日均及以上平均時段),需注意合理選擇重力沉降及干、濕沉降參數(shù),算S02和NO2濃度時,應注意根據(jù)輸出結果選用合理的半衰期及化學轉化系數(shù)等并對預測模式中的有關模型選項及化學轉化等參數(shù)進行說明。不同預測模式主要輸入模式參數(shù)見下表。大氣環(huán)境影響預測內容(9)確定模式中的相關參數(shù)。按設計的各種預測情景和方案分別進行模擬計算,并對結果進行分析與評價,主要內容包括:(1)對環(huán)境空氣敏感區(qū)的環(huán)境影響分析,應考慮其預測值和同點位處的現(xiàn)狀背景值的最大值的疊加影響;對最大地面濃度點的環(huán)境影響分析可考慮預測值和所有現(xiàn)狀背景值的平均值的疊加影響。(2)疊加現(xiàn)狀背景值,分析項目建成后最終的區(qū)域環(huán)境質量狀況,即:新增污染源預測值+現(xiàn)狀監(jiān)測值一削減污染源計算值(如果有)一被取代污染源計算值(如果有)=項目建成后最終的環(huán)境影響。若評價范圍內還有其他在建項目、已批復環(huán)境影響評價文件的擬建項目,也應考慮其建成后對評價范圍的共同影響。大氣環(huán)境影響預測內容(10)大氣環(huán)境影響預測分析與評價。(3)分析典型小時氣象條件下,項目對環(huán)境空氣敏感區(qū)和評價范圍的最大環(huán)境影響,分析是否超標、超標程度、超標位置,分析小時濃度超標概率和最大持續(xù)發(fā)生時間,并繪制評價范圍內出現(xiàn)區(qū)域小時平均濃度最大值時所對應的濃度等值線分布圖。(4)分析典型日氣象條件下,項目對環(huán)境空氣敏感區(qū)和評價范圍的最大環(huán)境影響,分析是否超標、超標程度、超標位置,分析日平均濃度超標概率和最大持續(xù)發(fā)生時間,并繪制評價范圍內出現(xiàn)區(qū)域日平均濃度最大值時所對應的濃度等值線分布圖。(5)分析長期氣象條件下,項目對環(huán)境空氣敏感區(qū)和評價范圍的環(huán)境影響,分析是否超標、超標程度、超標范圍及位置,并繪制預測范圍內的濃度等值線分布圖。大氣環(huán)境影響預測內容(10)大氣環(huán)境影響預測分析與評價。(6)分析評價不同排放方案對環(huán)境的影響,即從項目的選址、污染源的排放強度與排放方式、污染控制措施等方面評價排放方案的優(yōu)劣,并針對存在的問題(如果有)提出解決方案。(7)對解決方案講行進一步預測和評價,并給出最終的推薦方案。
評價結論與建議在環(huán)境影響報告中預測部分的最后,應結合不同預測方案的預測結果,從項選址、污染源的排放強度與排放方式、大氣污染控制措施、區(qū)域環(huán)境空氣質量承能力以及總量控制等方面綜合進行評價,并明確給出大氣環(huán)境影響可行性結論。大氣環(huán)境影響預測內容(10)大氣環(huán)境影響預測分析與評價。大氣環(huán)境影響預測內容不同評價等級的環(huán)境影響報告書對附圖、附表、附件的要求:基本附圖要求基本附表要求大氣環(huán)境影響預測內容不同評價等級的環(huán)境影響報告書對附圖、附表、附件的要求:基本附件要求
點源擴散的高斯模式
點源擴散高斯模式中參數(shù)的選取
非點源大氣污染物擴散預測
特殊情況下大氣污染物預測模式5.大氣污染物的濃度預測模式1.1坐標系(見環(huán)境工程學P478)原點:排放點(無界點源或地面源)或高架排放點在地面的投影;X軸:沿平均風向水平延伸;Y軸:在水平面上垂直于X軸;Z軸:垂直XOY平面向上延伸。煙云中心平均路徑沿X軸或平行X軸移動。在這種坐標系中,煙流中心或與X軸重合(無界點源),或在XOY面的投影為X軸(高架點源)。下面介紹的模式都是在這種坐標系中導出的。高斯模式的坐標系和基本假設圖示1.2高斯模式的有關假設(1)污染物的濃度在Y和Z方向的分布呈正態(tài)分布(高斯分布);(2)在擴散的整個空間中風速是均勻、穩(wěn)定的;(3)源強是連續(xù)均勻的;(4)在擴散過程中污染物質量是守恒的;(5)在X方向,平流作用遠大于擴散作用;(6)地面足夠平坦。對后述的模式只要沒有特殊指明,以上假設條件都是遵守的。高斯擴散模式由這一模式可求出下風向任一點的污染物濃度。
當有風時(距地面10m高處,u10≥1.5m/s)1.3連續(xù)點源高斯模式掌握c(x,y,z)——下風向某點(x,y,z)處的空氣污染物濃度,mg/m3;x——下風向距離,m;y——橫風向距離,m;z——距地面高度,m;*Q——氣載污染物源強,即釋放率,mg/s;*u——排氣筒出口處的平均風速,m/s;σy、σz——分別為水平方向和垂直方向擴散參數(shù);*He——排氣筒有效高度,m。地面濃度擴散模式
我們時常關心的是地面濃度而不是任一點的濃度。當z=0時,由推導得到地面濃度模式:掌握地面軸線濃度擴散模式
地面濃度以X軸為對稱,X軸上具有最大值,向兩側(Y方向)逐漸減小。因此,地面軸線濃度是我們所關心的。當y=0,z=0時,由推導得到地面軸線濃度模式:掌握
σy和σz是距離x的函數(shù),隨x的增大而增大,通??杀硎境上铝袃绾瘮?shù)形式:式中γ1、γ2、α1、α2均為常數(shù)。
兩項共同作用的結果,必然在某一距離x處出現(xiàn)濃度c的最大值!隨x增大而減小,隨x的增大而增大地面最大濃度模式地面最大濃度模式及距排氣筒的距離掌握掌握高斯擴散模式中σy、σz的確定(1)有風情況下擴散參數(shù)σy和σz的確定(u10≥1.5m/s)采樣時間=0.5h時,擴散參數(shù)σy和σz通??杀硎境上铝袃绾瘮?shù)形式:式中:α1——橫向擴散參數(shù)回歸指數(shù);α2——鉛直擴散參數(shù)回歸指數(shù);γ1——橫向擴散參數(shù)回歸系數(shù);γ2——鉛直擴散參數(shù)回歸系數(shù);x——
距排氣筒下風向水平距離,m;(取樣時間為0.5小時)橫向擴散參數(shù)冪函數(shù)表達式數(shù)據(jù)(取樣時間0.5小時)垂向擴散參數(shù)冪函數(shù)表達式數(shù)據(jù)>0平原地區(qū)農村及城市遠郊區(qū)的擴散參數(shù)選取方法是:A、B、C級穩(wěn)定度直接由表查算,D、E、F級穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級后由表查算。工業(yè)區(qū)或城區(qū)中的點源擴散參數(shù)選取方法是:工業(yè)區(qū)A、B級不提級,C級提到B級,D、E、F級向不穩(wěn)定方向提一級半,再按表查算;非工業(yè)區(qū)的城區(qū),A、B級不提級,C級提到B級或C級,D、E、F級向不穩(wěn)定方向提一級,再按表查算。丘陵山區(qū)的農村或城市擴散參數(shù)選取方法同工業(yè)區(qū)。說明:
如果取樣時間大于0.5h,則鉛直方向擴散參數(shù)不變,橫向擴散參數(shù)及稀釋系數(shù)滿足下式:σyτ2——對應取樣時間為τ2時的橫向擴散系數(shù),m;σyτ1——取樣時間為0.5小時計算得到的橫向擴散系數(shù),m;q——時間稀釋指數(shù),由下表確定。時間稀釋指數(shù)qq擴散參數(shù)σy和σz通??杀硎境上铝泻瘮?shù)形式:
σy=γ01T,σz=γ02T高斯擴散模式中σy、σz的確定(2)小風(1.5m/s>u10≥0.5m/s)和靜風(u10<0.5m/s)時T:煙團運行時間;γ01、γ02:小風和靜風時0.5h取樣時間的擴散參數(shù)的系數(shù);查表求γ01、γ02小風(1.5m/s>u10≥0.5m/s)和靜風(u10<0.5m/s)擴散參數(shù)的系數(shù)γ01、γ02
高斯擴散模式中σy、σz的確定例:一燃煤電廠位于城市建成區(qū)內,SO2排放速率26kg/h,煙囪高度100m,煙氣抬升高度70m,以正東為正X軸,正北為正Y軸建立直角坐標系,煙囪坐標(0,0),有兩個環(huán)境保護目標,坐標分別為A(1500,0)和B(800,400),計算0.5小時取樣時間、西風、D類穩(wěn)定度、U10=2.3m/s時這兩處的SO2落地濃度。解:(1)Q=26kg/h=7222mg/s(2)U100=U10城市、D類穩(wěn)定度,查表得P=0.25解:(2)U100=2.3×100.25=4.09m/s
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