第五章+大气环境影响评价

1第五章大气环境影响评价第一节大气环境污染与大气扩散一、大气环境污染⒈大气污染源⑴定义与分类：造成大气污染的空气污染物的发生源称为空气污染源。可分为自然源和人为源两大类。⑵污染物排放量与源强⒉大气污染物⑴主要空气污染物种类：①含硫化合物②含氮化合物③含碳化合物④卤代化合物⑤放射性物质和其他有毒物质⑵大气组成与空气污染物成分：大气由多种气体混合而成，可分为恒定成分、可边成分和不定成分。二、大气扩散过程⒈大气湍流：湍流是一种不规则运动，其特征量是时空随机变量。非湍流和湍流情况下的烟团扩散(图见书本)烟团在三种不同湍涡下的扩散(图见书本)⒉大气稳定度和污染用气温的垂直递减率与干绝热递减率d可以比较方便地判断气温的稳定度（静力稳定度）。不同的稳定度条件下烟流的形态：（1）扇形（2）圆锥形（3）波浪形（4）熏烟形(5)屋脊形另外，逆温层对污染物的扩散起着抑制作用。⒊影响大气污染的其他因素⑴风⑵辐射与云⑶天气形势⑷下垫面条件第二节大气环境影响预测一、大气扩散基本计算公式⒈连续点源烟流扩散公式所有连续点源公式，包括应用于各种特殊条件下的变形公式，仅适合于连续排放扩散物质且源强恒定的源。当有风时（u≥1.5m/s），可采用烟流扩散公式。设地面为全反射体：222y2e222)(exp2)H-(z-exp2exp2),,(zezzyHzyuQzyxc（5-1）式中：C(x,y,z)——下风向某点(x,y,z)处的空气污染物浓度，mg/m3;2x——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/m3;u——排气筒出口处的平均风速，m/s;zy,——分别为水平方向和垂直方向扩散参数，他们是下风距离及大气稳定度的函数；He——有效排放高度，m.扩散参数zy,通常表示成如下形式：11z，22z，x为下风向德距离，2121,,,与大气稳定度有关。最大地面浓度Cmax及出现距离：（1）当yz常数时Cmax由下式求解：z|maxxx=2He若22z则⒉有混合层反射的扩散公式上部逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度（或厚度），用h表示。设地面及混合层全反射，连续点源的烟流扩散公式如下：⑴当hz6.1),,(zyxnzezeyzynhHznhHzyuQ2222222)2(exp2)2(exp2exp2……………………….（5-2）通常取n=-4～4计算结果就能达到足够的精度⑵当z≥1.6hmax22zeyQCeuHmax212eQCeuHP221121max221eHx1211122212111111221221ePHe3浓度在铅直方向已接近均匀分布，可按下式计算：222exp2),(yyyhuQyx（5-3）⒊熏烟扩散公式在熏烟高度fz以下浓度在铅直方向接近均匀分布，地面浓度计算公式为：dppyzuQzyxpyffyfff2exp212exp2),,(222（5-4）式中：zefeyyfHzpH/)(,8/当稳定气层消退到烟流顶高度fh时，全部扩散物质已经向下混合，地面浓度公式为：222exp2yffyffyhuQ（5-5）zefHh15.2熏烟过程中产生地面高浓度的距离为：)(222efhpafHhkcux（5-6）式中：kh——湍流热传导系数。⒋连续线源公式在高斯型模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的积分，其浓度公式为：LlfdluQzyx0),,(（5-7）式中：Ql——线源源强，其单位为单位时间单位长度排放的物质量；f——表示连续点源浓度的函数，可根据源高及有无混合层反射等情况选择适当的表达式。对直线型线源等简单的情形则有：⑴线源与风向垂直⑵线源与风向⑶线源与风向成任意交角⒌连续面源公式源强恒定的面源称为连续面源。4（5-13）式中：QA———某面源单元的源强，在虚点源法中，其单位与连续点源相同；x,y,z——计算点的坐标，坐标原点位于面源中心在地面的垂直投影点上；xy,xz——虚点源向上风向的后退距离。⒍长期平均浓度公式⑴简单的扇形公式⑵联合频率计算公式⒎扩散参数的选择与计算以下重点介绍当前最常用的Pasquill分类方法及Pasquill—Gifford扩散参数。该方法根据10m高处地表平均风速、白天日射强度、夜间云量将稳定度分成以下几类，即强不稳定类A，不稳定类B，弱不稳定类C、中性D、弱稳定E、稳定F、也有定义很稳定G。具体分类方法见表5-3。结合我国气象记录情况，我国国家标准HJ/2.2-93给出表5-4，以确定太阳辐射等级数。由平均（10分钟至1小时平均）风速（10m高观测）及辐射等级按表5-5确定稳定度级别。（1）有风时扩散参数zy,的确定：与Pasquill分类法相应的扩散参数（平坦地形，低架源）可采用表5-6和表5-7的Pasquill—Gifford参数。表5-6横向扩散参数幂函数表达式数据；表5-7垂直扩散参数幂函数表达式数据；（2）小风和静风时扩散参数的确定：按表5-8选取参数说明：对平原地区农村及城市远郊区，A、B、C级稳定度直接由表5-6、表5-7查算，D、E、F级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表5-6、表5-7查算；对工业区或城区中的点源，A、B不提级，C级提到B级，D、E、F级向不稳定方向提一级，再按表5-6、表5-7查算。⒏烟气抬升公式抬升后的烟气高度称有效高度He，可用下式表达:He=Hs+H式中：Hs——排气筒几何高度，m;H——抬升高度，m,其计算方法如下：⑴有风时，中性和不稳定条件：当烟气热释放率hQ大于或等于2100KJ/s,且烟气温度2,,22222exp22expexp22zyyzzAxyzyzxxyxxxxeezxxzxxQyCuzHzH5与环境问地的差值ΔT大于或等于35K时，1021uHQnHnnh（5-16）tvahTTQPQ35.0atTTT式n0——烟气热状况与地表状况系数；n1——烟气热释放率指数；n2——排气筒高度指数，n0、n1、n2具体数值见表5-9；Qh——烟气热释放率，KJ/s;H——排气筒距地面几何高度，m；超过240m时，取H=240m；Pa——大气压力，hPa;Qv——实际排烟率，m3/s;T——烟气出口温度与环境温度差，K；Ts——烟气出口温度，K；Ta——环境大气温度，K；u——排气筒出口处平均风速，m/s.当1700KJ/shQ2100KJ/s时，4001700)(121hQHHHH（5-17）uQuQDVHhhS/)1700(048.0/)01.05.1(21式中：Vs——排气筒出口处烟气排出速度，m/s;D——排气筒出口直径，m.当hQ≤1700KJ/s或者ΔT35K时，uQDvHhs/)01.05.1(2（5-18）⑵有风时,稳定条件:3131310098.0udzdTQHah（5-19）式中：dzdTa=排气筒几何高度以上的大气温度梯度，K/m.⑶静风(u10≤0.5m/s)和小风(1.5m/su10≥0.5m/s)时,83410098.050.5dzdTQHah（5-20）其中,dzdTa/取值宜小于0.01K/m.二、实用模拟预测方法⒈模式构成⒉模式类型6⒊模式选择⑴污染源及污染物①污染源的类型②污染物的性质⑵模拟的失控范围及分辨率①模式区的范围②模拟的时间尺度③要求的空间分辨率⑶模拟区的下垫面特征⑷对模式效能的要求⒋模式性能评价三、平原句地空气质量模式⒈坐标系⑴风向坐标系⑵地理坐标系⒉小时平均浓度的计算⑴逐时计算法⑵分类计算法⑶保证率计算法⒊日均浓度计算⑴逐日计算法⑵典型日（控制日）法①气象分析法②综合分析法⑶保证率法⑷采样时间修正法⒋长期平均浓度计算平均时间超过24h的浓度称为长期平均浓度。第三节开发行为对大气环境的影响识别一、大气环境影响的类型⒈按影响时段划分通常以建设项目的建设周期来划分：⑴建设阶段影响⑵运行阶段影响⑶服务期满后的影响⒉按影响方式划分⑴直接影响⑵间接影响二、建设项目的大气环境影响识别⒈交通运输建设项目的大气环境影响识别⑴汽车尾气污染的特殊性，决定了交通运输业对大气影响的严重性。⑵汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度⑶汽车的体积小，流动性大。⒉能源建设项目对大气环境影响的识别⑴排放量都大⑵一般都以高架点源的形式排放污染物7⑶影响范围大⒊矿业建设项目的大气环境影响识别第四节大气环境影响评价一、工作程序、评价等级和平价标准⒈基本内容和工作程序①弄清建设项目概况，进行工程的大气环境影响因素分析，获得有关源参数资料，对源进行排放评价。②大气环境现状监测与评价，取得本底浓度值对评价去的环境现状进行评价。③评价区地形和气象资料的收集和观测，取得大气环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。④评价去大气扩散规律的研究，取得评价区的大气扩散参数，并选择适用于评价区的烟气抬升高度模式及大气扩散模式。⑤评价区污染浓度预测。⑥确定评价标准，评价预测结果，作出结论，提出预防和改善大气质量的对策和建议。上述评价过程于示图5-6中。⒉评价等级划分《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ/T2.2-93），根据拟建项目的主要污染物排放量、周围地形复杂程度，以及当地应执行的环境空气质量标准等因素，将大气环境影响评价分为三级。⒊评价标准二、大气污染源调查和现状评价⒈污染源调查内容⑴工艺流程⑵排放量⑶对改扩建项目的主要污染物排放量⑷毒性较大的物质⑸污染物排放方式⑹点源调查统计内容⑺面源调查统计内容⑻对排放颗粒物的重点点源⑼风面源⒉调查方法⑴现场实测⑵物料衡算法⑶经验估算法⒊污染源评价⑴等标污染负荷①污染物的等标污染负荷：Pij=oiijCCQij②若第j个污染源共有n种污染物参与评价，则该污染源的总等标污染负荷为：8Pj=njijP1=ijniijQCoiC1③若评价区共有m个污染源含有i种污染物，则该污染物在评价去内的总等标污染负荷为：Pi=mjmjijoiijijQCCP11⑵等标污染负荷比①在第j个污染源中，第i种污染物的污染负荷比：niijijijPPK1Kij无量纲，它是一个确定污染源内各种污染物排序的参数，Kij最大者就是最主要的污染物。②评价区内，第j个污染源的污染负荷比：Kj=PPniij1Kj无量纲，它可以确定评价区的主要污染源及污染源的排序，Kj最大者就是最主要的污染源。三、大气环境质量现状监测与评价⒈大气环境质量现状监测⑴监测范围和监测项目⑵检测布点①网格布点②同心圆对方位布点法③扇形布点法④配对布点法⑤功能分区布点法⑶监测制度：监测时间和频率的确定，主要考虑当地的气象条件和人们的生活和工作规律。一般说来，规模较大的评价项目不得少于二期（夏季、冬季），较小的评价项目可取一期不利季节。《环境空气质量标准》（GB3095-1996）规定：对SO2等气态污染物的小时平均浓度，每小时至少有45分钟的采样时间；日均浓度，每日至少有18小时采样时间；年平均浓度，每年至少有分布均匀的144个日均值，每月至少有分布均匀的12个日均值。对其他污染物也做类似规定。⑷采样及分析方法⒉大气环境质量现状评价9⑴监测结果的统计及分析①监测数据的有效性检验②监测数据的统计③监测数据的分析⑵大气环境质量现状评价四、