武汉市大气环境容量

1武汉市大气环境容量大气环境容量是指在满足大气环境目标值（即能维持生态平衡并且不超过人体健康要求的阈值）的条件下，某区域大气环境所能承纳污染物的最大能力，或所能允许排放的污染物的总量。前者常被称为自净介质对污染物的同化容量；而后者则被称为大气环境目标值与本底值之问的差值容量。它们的大小取决于该区域内大气环境的自净能力以及自净介质的总量。若超过了容量的阈值，大气环境就不能发挥其正常的功能或用途，生态的良性循环、人群健康及物质财产将受到损害。研究大气环境容量可为制定区域大气环境质量标准、控制和治理大气污染提供重要的依据。1.1武汉市空气质量功能区划根据《环境空气质量杯准》（GB3095-1996），结合武汉市实际情况，确定武汉市环境空气质量功能区类别范围及其执行的环境质量标准如下：表1-1武汉市环境空气质量功能区类别功能区类别区域范围辖区面积（km2）执行的环境质量标准一类区沉湖湿地珍稀水禽自然保护区、嵩阳森林公园、九真山森林公园蔡甸区141.13一级标准龙泉山风景区、青龙山森林公园江夏区26.81木兰生态旅游区黄陂区947.00道观河风景旅游区新洲区47.88二类区除一类和三类功能区以外的地区全市7331.59二级标准三类区青山工业区青山区三级标准葛店工业区洪山区备注①一类区与二类区相邻的地区向二类区扩展300米为缓冲带，执行一级标准；②一类区与三类区相邻的地区向三类区扩展500米为缓冲带，执行一级标准；③二类区与三类区相邻的地区向三类区扩展300米为缓冲带，执行二级标准。注：武汉市自2013年开始执行《环境空气质量标准》（3095-2012），新标准规定三类区并入二类区执行新的二级标准1.2武汉市空气质量监测系统目前武汉市城区拥有10个国家环境空气自动监测点（9个环境空气质量评价点和1个对照点），分别是汉口花桥、武昌紫阳、沌口新区、汉口江滩、吴家山、东湖梨园、汉阳月湖、东湖高新、青山钢花和沉湖七壕（对照点），具备SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3的监测能力。环境空气质量监测点的具体位置见下表1-2。表1-2武汉市城区环境空气自动监测点具体位置一览表序号点位名称点位地点1汉口花桥江岸区花桥二村花桥小学分校2沌口新区武汉经济技术开发区公共卫生服务中心3汉阳月湖汉阳区琴台路月湖公园4武昌紫阳武昌区首义路198号（武昌区文体局）5东湖梨园东湖生态旅游风景区梨园6青山钢花青山区和平大道1250号（中国冶金地质总局中南局）7汉口江滩江岸区江滩市政广场8东湖高新东湖新技术开发区华师园北路11号（宇虹环保科技园）9吴家山东西湖区吴家山中学10沉湖七壕蔡甸区消泗乡七壕村1.3武汉市大气环境质量现状按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）评价，2014年武汉市城区环境空气质量优良天数为182天，空气质量优良率为49.9%。2014年，全市工业废气排放总量5873.2亿标立方米，较上年增加4.27%。全市二氧化硫排放总量9.02万吨，较上年下降11.48%；其中工业排放8.45万吨，较上年下降12.16%。全市氮氧化物排放总量13.7万吨，较上年下降6.87%；其中工业排放量8.42万吨，较上年下降11.92%，机动车排放量5.14万吨，较上年增加2.8%。全市烟（粉）尘排放总量2.75万吨，较上年增加7%；其中工业烟（粉）尘排放总量2.16万吨，较上年增加9.1%；机动车烟（粉）尘排放量0.49万吨，与上年持平。全市重点污染企业拥有工业废气处理设施1216台（套），其中脱硫设施57台（套），脱硝设施15台（套）。2014年武汉市城区SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO年均值浓度分别为21微克/立方米、55微克/立方米、113微克/立方米、82微克/立方米、1.1毫克/立方米，O3日最大8小时滑动年均值为88微克/立方米。按《环境空气质量标准》（GB3095-2012）年平均二级标准评价，2014年武汉市环境空气质量不达标项目包括二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物。2014年全市降尘平均值为9.27吨/平方公里·月，比2013年下降0.42吨/平方公里·月。2014年全市降水pH年均值为5.45，比2013年上升0.01；酸雨pH年均值为4.94，比2013年上升0.11；酸雨样品检出频率为24.0%，比2013年下降7.0个百分点。与2013年相比，酸雨污染状况有所好转。1.4大气环境容量模式1.4.1概述根据《制定大气污染物排放标准的技术方法》（GB/T3840-91）计算武汉市大气环境的环境容量，其中武汉市的主要控制因子为SO2、NO2、PM10、PM2.5。在总量控制区开展区域环境容量分析，目的是确定总量控制区的区域环境容量，使在下一步的总量控制研究中，能根据所确定的大气环境容量来制定总量区的区域总量控制目标。因此，区域大气环境容量分析是实施区域总量控制的基础。1.4.2核算方法：采用A-P值法计算A-P值法为国家标准《制定大气污染物排放标准的技术方法》（GB/T3840-91）提出的总量控制区排放总量限值计算公式；根据计算出的排放量限值及大气环境质量现状本底情况，确定出该区域可容许的排放量。A-P值法模型具有简便易行、可操作性强、使用范围广等优点，该方法已成为我国最主要的区域大气环境容量分析模型。（1）总量控制区内大气污染物排放总量限值的计算方法总量控制区污染物排放总量的限值由式（1）计算：niakiakQQ1(1)式中：Qak----总量控制区某种污染物年允许排放总量限值，104t；Qaki----第i功能区某种污染物年允许排放总量限值，104t；n----功能区总数；i----总量控制区内各功能分区的编号；a----总量下标；k----某种污染物下标。各功能区污染物排放总量限值由式（2）计算：SSAQikiaki（2）niiSS1（3）式中：Qaki----第i功能区某种污染物年允许排放总量限值，104t；S----总量控制区总面积，km2；Si----第i功能区面积，km2；Aki----第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104t·a-1·km-1，计算方法见1.1.3。各类功能区内某种污染物排放总量控制系数由式（4）计算：kikiACA（4）式中：Aki----第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104t·a-1·km-1；Cki----GB3095等国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i功能区类别相应的年日平均浓度限值，mg·m-3；A----地理区域性总量控制系数，104·km2·a-1，可参照表1.1-1所列数据选取。Aki亦可按（GB/T3840-91）附录A2方法求取。1.4.3容量控制系数（A）的确定根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》（GB/T13201-91）中推荐的本地总量控制系数A值（湖北地区A值的范围为3.5～4.9），可通过研究区域某大气污染物合理的达标保证率确定A值：A=Alowerlimit+（Aupperlimit-Alowerlimit）（1-P）式中：Aupperlimit，Alowerlimi分别为GB/T13201-91中所研究区域A值上限和下限，104km2/a；P为达标保证率，%。所求达标保证率根据2014年武汉市按照《环境空气质量标准》（GB3095-2012）年平均二级标准评价得出的各污染物日评价浓度达标率。得到武汉市各污染物的A值，见表1-3。表1-3各污染物的A值单位：104km2/a污染物污染物日均质量达标率（%）A值SO21003.5NO286.33.7PM1077.33.81.5各功能区环境质量标准各功能区环境质量标准值参照《环境空气质量标准》（GB3095—2012）。表1-4各功能区环境质量标准值单位：ug/m3项目SO2NO2PM10年平均年平均年平均一类区204040二类区6040701.6污染物本底浓度一类区SO2、NO2、PM10四种污染物的本底浓度，取2013年对照的沉湖七壕监测站提供的监测数据；二类区SO2、NO2、PM10四种污染物的本底浓度，取2014年武汉市城区环境空气质量的年平均值。详见表1-5。表1-5本底浓度的取值（年均值）单位：ug/m3污染物SO2NO2PM10一类区本底浓度202397二类区本底浓度21551131.7大气环境承载力根据武汉市的环境空气质量要求，结合环境背景情况，得到各污染因子的环境承载力。大气环境承载力等于环境质量控制目标减去环境质量背景值。结果见表1-6。表1-6各污染因子的大气环境承载力（年均值）单位：ug/m31.8A值法测算的大气环境容量经计算，武汉市控制区SO2大气环境容量为10.86万t/a，NO2大气环境容量为-3.62万t/a，PM10大气环境容量为-15.72万t/a，具体见表1-8。表1-7武汉市的大气环境容量功能区面积(km2)Ｑ城区(104t/a)SO2NO2PM10一类区1162.8300.79-2.73二类区7331.5910.86-4.41-12.99合计8494.4110.86-3.62-15.72项目SO2NO2PM10一类区017-57二类区39-15-43