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XX省城市大气环境容量核定培训教材前言从“九五”开始，我国开始实行《全国主要污染物排放总量控制计划》，这是我国环境保护的一项重大举措，也是保证实现环境保护目标的客观需要。为了更合理地制定总量控制目标和控制战略，使有限的大气环境容量资源得到合理的利用，促进城市大气污染物排污许可证制度的落实，为“十一五”城市环境保护规划提供技术支持，国家环保总局要求以城市为单位开展大气环境容量测算工作。XX省人民政府办公厅明传电报《XX省人民政府办公厅关于转发XX省地表水和城市大气环境容量测算工作方案的通知》的要求（吉政办明电[2004]39号）和XX省环保局根据国家环保局有关的文件精神决定在XX省内的各县级以上政府所在城市（城镇）开展城市大气环境容量测算工作（详见吉控字[2003]34号文件），受XX省环保局的委托XX市环境保护科学研究院（以下称XX市环科院）来承担各城市的大气环境容量测算的技术培训工作。根据国家环境保护总局《关于印发全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案的通知》（环发[2003]141号）和《关于加强环境容量测算工作的通知》（环办[2003]116号）、吉环控[2004]6号文件《关于做好环境容量测算基础工作的通知》精神，并根据国家的《全国重点城市大气环境容量核定工作方案》、国家环保总局环境规划院编制的《重点城市大气环境容量核定技术导则》（修改稿）和《城市大气环境容量核定技术报告编制大纲》，XX市环科院近些年在大气环境容量工作方面的一些经验，并给合XX省各城市的特点，以及XX市环科院在接受任务后为更好地开展大气环境容量测算，制定本教材。但是由于我们的工作经验和技术能力的不足，在本教材中有可能存在着各种各样的问题，希望大家提出来讨论。第一章城市大气环境容量核定工作方案1.1、技术流程大气环境容量测算的技术流程包括污染因子的确定、大气污染源数据收集、大气环境质量现状数据收集、气象数据收集和分析、模型选取、环境容量测算、最后报送环保总局等主要环节。技术流程框图见图1。XX省城市大气环境容量核定培训教材图1大气环境容量测算技术流程框图1.2、工作内容和方法1.2.1、大气环境容量测算污染因子在这次大气环境容量测算中，大气容量测算污染因子国家要求为SO2、PM10、污染源数据收集质量现状数据收集如不够，布点监测筛选大气扩散模型根据模型需要进行气象参数收集或气象现场观测现状环境容量测算计算各源对控制点的实际浓度贡献,确定是否削减排放量现状容量测算结果测算因子确定（SO2、NO2、PM10）确定大气扩散模型各污染源的环境浓度贡献报送国家环保总局(或省环保局)总局（或省环保局）审查核定国家环境空气质量控制目标XX省城市大气环境容量核定培训教材NO2等三项。依据排放源高度，可将排放源划分成点源与面源进行计算。同时考虑到不同高度的排放源对当地环境质量影响的差异以及管理需求，对高于（含）180米的高架源(由于高架源参与远距离输送，有些对本地影响有限)，在容量测算时要特别考虑。在污染源排放清单中要特别注明高于180米（含）的高架源的位置及排放量。在进行容量模式计算时，在保证一定精度的前提下，为节省计算时间，一般将排放高度较低（30米）、排放强度小（或单位时间能耗低）的污染源划为面源，只留少数高架源作为点源。区分点源和面源的一般原则如下：a.将居民生活和零散商业排放源作为第一类面源，其平均排放高度为7-10米左右。b.将烟囱几何高度小于30米，且无法进一步实施控制的排放源划为第二类面源。c.将烟囱几何高度大于或等于30米，或者虽然几何高度小于30米，但可以找到一种以上更有效的控制措施的排放源作为点源。d.开放源、机动车排放等按面源处理。有条件的城市可以考虑增加大气污染物二次转化等因素。大气污染源排放清单编制可参考附表，最主要的是要满足所选定模型的输入数据要求，还应在申报登记的基础上进行补充调查，调查统计内容主要有以下几部分：1、点源调查内容：a.排气筒底部中心坐标(相对值或经纬度)；b.排气筒高度（m）及出口内径(m)；c.排气筒出口烟气温度（℃）；d.烟气出口烟气量（m3/s）；e.各主要污染物正常排放量（t/a,t/h或kg/h）。2、面源调查内容：将城市在选定的坐标系内网格化。一般城市建成区面积在100KM2以上的可取1000×1000(m2),否则按500×500（m2），按网格统计面源的下述参数：a.各主要污染物排放量的时变化值（最大时排放量或平均时排放量［t/(h·km2)］，以及时变化系数），时排放系数可按各季或各月给出典型日的时XX省城市大气环境容量核定培训教材变化系数；b.面源排放高度（m），如网格内排放高度不等时，可按排放量加权平均取平均排放高度；c.面源分类，如果源分布较密且排放量较大，当其高度差较大时，可酌情按不同平均高度将面源分为2-3类（即按高度分成2-3类）。d.面源分布一般处理办法。面源污染源在网格中比较均匀时，采用单位面积的平均源强处理办法，其坐标采用网格中心点的X、Y、Z值；如果其中某一类面源在某一网格中分布非常不均匀，即相对集中而且排放量大时，为了提高计算精度，需要特殊处理，给出相对集中的面源的面积（X和Y值）和该面积的中心坐标值。或者在面源非常不均匀的网格，采用加密网格的方法处理。对于排放强度大的开放源作为点源或单独的面源（区别于前面的第一、二类面源）处理。3、线源调查内容：对于机动车排放污染较重的城市（划分标准见表1），需要将高速路、快速路和主干路作为线源，选用合适模型进行处理。机动车源的排放高度定为1米。将各个城市按上述3个参考指标划分得到折算等级值，折算值总和S=P+V+A，当S≥7时，该城市被划分为机动车排放污染程度较重城市。表1机动车排放污染程度划分标准参考指标划分限值（建议）折算等级值备注人均GDP水平（元/人）—PP≥2500038000≤P250002XX省城市大气环境容量核定培训教材P80001机动车保有量（万辆）—VV≥1003包括摩托车50≤V1002V501空气质量（NO2年均浓度，mg/m3）—AA10.083以各城市环境空气质量监测数据为准0.04A1≤0.082A1≤0.0414、污染源分析对重点污染源和未达标污染源进行排序并分析其贡献情况。1.2.2、大气环境质量现状数据收集（1）原有国控点例行监测数据收集收集所在地区近5年的环境监测资料，分析污染物的来源、大气环境质量达标情况及变化趋势。（2）大气环境质量现状监测。根据模型验证需要，如对原有国控点数据密度不够，无法满足需要的，需进行大气环境质量现状监测(建议同时监测当时的风速、风向、云量和温度等气象参数)。（3）清洁对照点各城市要有清洁对照点的数据。容量测算规划中应说明大气污染背景值。1.2.3、城市类型划分大气污染物的扩散规律，除了与气象条件有关外，还与城市面积的大小、城市下垫面即地形条件有关，因此全国把城市根据区域大小和地形复杂程度兼顾经济发展水平和污染程度划分成四类，第一类城市：建成区面积大于150平方公里，并且GDP在500亿元以上、第二产业占GDP的比重不低于42%，或其中某项指标略低，但其它两项指标较高的城市；第二产业占GDP的比重不低于42%，或其中某项指标略低，但其它两项指标较高的城市；第三类城市：建成区面积大于40平方公里，并且GDP在100亿元以上、第二产业占GDP的比重不低于42%，或其中某项指标略低，但其它两项指标较高的城市；第四类城市：上述三类城市之外的其他城市。XX省城市大气环境容量核定培训教材1.2.4、容量测算的具体要求城市中，大气环境质量2002年未达到各环境功能区标准的城市必须进行大气环境容量测算工作。1.2.5、模型选取我国自“六五”以来，陆续有不少城市计算过大气环境容量，各自开发编制和使用过针对自身城市特点的大气扩散模型。包括多源模型和（GB/T3840-91）A-P值法。形成商业软件包的有：美国环保局推荐的ISC-AERMOD大气扩散模型软件，由美国Lakes环境公司开发，本软件已经汉化，在中国的一些城市成功应用；英国剑桥环境研究公司开发的ADMS大气扩散模型软件，分“ADMS-评价”、“ADMS-工业”、“ADMS-城市”等独立系统，也有一些城市正在使用；还有宁波环科院六五软件工作室开发的EIAA环评助手、中国环科院的“区域大气环境总量控制管理模型”等。未形成商业软件包的有：国家环保总局环境规划院的“大气扩散烟团轨迹模型”。简单介绍两个模型■第一是选用ADMS-城市，该软件有以下特点：——应用的多功能性。大气质量管理，城市交通规划，环境影响评价，大气污染的预测预报等。‧——先进的扩散模型。应用了最新的基于边界层高度和Monin-Obukhov长度的边界层结构参数的物理知识，Monin-Obukhov长度是一种由摩擦力速度和地表热通量而定的长度尺度。——包括各种污染源类型。可详细地模拟3000个网格污染源,1500个道路污染源和1500个工业污染源(包括点、面和体污染源)能够被同时模拟。由于可将较小的污染源集成为网格污染源,更多非常大数量的污染源在模型实际运行中都可被考虑进去。污染源数量非常大时,建议用户将小的点源和道路源集成为网格源进行运算,有利于提高运行速度。——化学反应模块。可以计算大气中的一氧化氮(NO),二氧化氮(NO2),臭氧(O3)和挥发性有机化合物之间的化学反应。——交通线源的污染物排放量计算，使用一个污染排放因子的数据库。——直接与排污清单数据库连接。——简便易使的交互式图形用户界面。XX省城市大气环境容量核定培训教材——与商业化地理信息系统(例如ArcView和MapInfo)软件的有机连接。——气象预处理器可自动处理各种输入数据。如风速、日期、时间和云盖度或风速、地表热通量和边界层高度计算边界层参数。气象数据可以是原始数据,小时值或经统计分析的数据。----ADMS-城市可以产生与地理信息系统中的数字地图数据相结合的污染物的等值浓度图。——在英国环境与交通部(DETR)所资助的遍布全英国各城市的大气质量评价与回顾的研究项目中,评价扩散模型的表现，并与自动监测数据进行比较。——在ADMS-城市中的街道窄谷模型使用了基于丹麦的交通模型(OSPM)。OSPM已被单独验证过。■第二是还可选用“EIAA环评助手”和大气总量控制计算软件TCAEIAA以HJ/T2.2-93导则-大气环境、JTJ005-96公路建设项目环评规范-大气部分、中国环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架，内容涵盖了导则中的全部要求，并进行了适当地拓展与加深。“模型预测”中的每一个功能模块，均有RTF格式的说明文档与之相对应。这样，对于使用者来说，既可以即时地查看该功能模块的意义、来源，又可以方便地将这些文档直接插入字处理器中。因为这些文档常常包括了大量复杂的公式，这样做就大大提高了写作报告书的速度。此外，EIAA中也提供了电子表格和图形处理功能。能够输出浓度的平面分布图或轴线变化图。大气总量控制计算软件TCA（ver1.0），主要用于大气总量控制中，在污染源布局和结构已定的情况下，最优化削减分配的计算和环境容量的计算。该软件可以考虑最小削减量或最小削减费用两种优化条件。1.2.6、气象数据收集和分析地面大气污染物浓度是由污染排放量及气象条件共同决定的，相同的污染源排放的大气污染物，在不同的气象条件下能产生完全不同的污染物浓度分布。气象条件的好坏反映了当地大气自净能力的高低，气象条件评述是大气环境污染预测不可缺少的重要内容。（1）气象数据收集大气环境容量计算需要有代表性的气象数据，因为地区大气污染物的输送、稀释、迁移、转化、环境周期等等，都与气象参数有关。这类参数在不同的地XX省城市大气环境容量核定培训教材区具有不同的数值，地区之间其参数的值可能差异很大，且随时间而变化。收集可代表该区气象条件的气象台站最近5年左右气象资料；收集的内容包括每日风向、风速、总云量、低云量；年、季(月)降水量、气压、气温、湿度等，主要目的是以满足模型计算需要。如果选用相