第五章+大气环境影响评价

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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1. 大气污染源 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。 污染物排放量与源强2. 大气污染物 主要空气污染物种类： 含硫化合物 含氮化合物 含碳化合物 卤代化合物 放射性物质和其他有毒物质 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1 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）2 大气稳定度和污染用气温的垂直递减

2、率Y与干绝热递减率丫可以比较方便地判断气温的稳定度（静力稳d 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。3. 影响大气污染的其他因素 风 辐射与云 天气形势 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1 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（u21.5m/s）,可采用烟流扩散公式。设地面为全反射体:c( x, y, z)=expyz2g 2z(z -H )2e 2G 2y(z + H )

3、2+ exp e2g 2z5-1)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；x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;b ,b 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 yz函数；He有效排放高度，m.=Y X ai，1扩散参数b ,b通常表示成如下形式：byz向德距离，Y ,Y ,a ,a与大气稳定度有关。1 2 1 2最大地面浓度 Cmax 及出现距离：Cma由下式求解:Cmax2Q兀 euH 2eHemax2若 b = Y 2 Xa2 则

4、z2Cmax2Q兀 euH 2Pe1xmaxH afa 421 + -1 Y丿I a丿22a2丄/1 -e22. 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：当b 1.6hzP (x, y, Z)二Q2冗ub byzexp 一y22b 2y(z 一 H + 2nh)2e + exp 一 2b 2z(z + H + 2nh)22b 2z.(5-2)通常取n=-44计算结果就能达到足够的精度当b三1.6hz浓度在铅直方向已接近均匀分布，可按下式计算：p (x, y)=exp -&2兀uc h(y、y22c

5、2y5-3)3. 熏烟扩散公式P f(X，y，=_QJ 2兀 uczyf fexpy22c 2yfIp exp竝乜2兀dp5-4)在熏烟高度zf以下浓度在铅直方向接近均匀分布地面浓度计算公式为:式中：c =c + H /8,p 二(z H )/cyf y ef e zy22c 2yf5-5)当稳定气层消退到烟流顶高度h时，全部扩散物质已经向下混合，地面浓度公式为:P =exp f (2兀uc h、yf f、h 二 H + 2.15cf ez熏烟过程中产生地面高浓度的距离为：5-6)uP cx 二(h 2 - H 2)f 2k f eh式中： k 湍流热传导系数。h4. 连续线源公式在高斯型模式

6、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5-7)P (x, y, z) = Qq I Lfdlu0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： 线源与风向垂直 线源与风向 线源与风向成任意交角5. 连续面源公式源强恒定的面源称为连续面源。exp2兀uoQA()0 y(X+Xy)Z(X+Xz)expy22o 2y x+x )y(z + H)2e2o 2z (x+x )-z+ exp(z - H)2e2o 2z (x+x )-z5-13)式中：QA某面源单元的源

7、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。6. 长期平均浓度公式 简单的扇形公式 联合频率计算公式7. 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PasquillGifford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

8、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 o , o 的确定：与 Pasquill 分类法相应的扩散参数（平坦地yz形，低架源）可采用表5-6和表5-7的PasquillGifford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，

9、D、E、F级向不稳定方向提一级，再按表5-6、表5-7查算。8. 烟气抬升公式抬升后的烟气咼度称有效咼度He，可用下式表达：He=Hs+A H式中：Hs排气筒几何高度，m;A H抬升高度，m,其计算方法如下： 有风时，中性和不稳定条件：当烟气热释放率Q1大于或等于2100KJ/S，且烟气温度h与环境问地的差值 T大于或等于35K时,5-16)AH = n Qn1 H n2 u-10 h 1 2Q = 0.35P Q-h a v TtAT 二 T - Tta烟气热释放率，式 n 烟气热状况与地表状况系数； n 烟气热释放率指数； 01n 排气筒高度指数, n 、n 、n 具体数值见表 5-9；Q

10、 2 0 1 2 hKJ/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; Q 实际排烟率，m3/s;vA T烟气出口温度与环境温度差，K； T 烟气出口温度，K； sT 环境大气温度， K；u 排气筒出口处平均风速， m/s.a当 1700KJ/sQ 2100KJ/s 时，hQ - 1700AH =AH + (AH -AH 戶(5-17)12 / 400AH 二 2(1.5V D + 0.01Q )/u - 0.048(Q -1700)/u1Shh式中：V 排气筒出口处烟气排出速度，m/s;sD排气筒出口直径，m.当 Qh W1700KJ/s 或者 T3

11、5K 时,AH 二 2(1.5v D + 0.01Q )/u(5-18)sh 有风时,稳定条件:AH = Q13(dTa dz+ 0.0098 3u -f；丿5-19)式中：dT : dz =排气筒几何高度以上的大气温度梯度，K/m.a 静风(W0.5m/s)和小风(1.5m/sUo三0.5m/s)时,8AH = 5.50Q丄 + 0.0098h I dz丿5-20)其中，dT /dz取值宜小于0.01K/m. a二、实用模拟预测方法1. 模式构成2. 模式类型3. 模式选择 污染源及污染物 污染源的类型 污染物的性质 模拟的失控范围及分辨率 模式区的范围 模拟的时间尺度 要求的空间分辨率 模

12、拟区的下垫面特征 对模式效能的要求4. 模式性能评价三、平原句地空气质量模式1. 坐标系 风向坐标系 地理坐标系2. 小时平均浓度的计算 逐时计算法 分类计算法 保证率计算法3 日均浓度计算 逐日计算法 典型日（控制日）法 气象分析法 综合分析法 保证率法 采样时间修正法4 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1 按影响时段划分通常以建设项目的建设周期来划分： 建设阶段影响 运行阶段影响 服务期满后的影响2 按影响方式划分 直接影响 间接影响二、建设项目的大气环境影响识别1 交通运输建设项目的大气环境影响识别 汽车

13、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。 汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度 汽车的体积小，流动性大。2 能源建设项目对大气环境影响的识别 排放量都大 一般都以高架点源的形式排放污染物 影响范围大3.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1. 基本内容和工作程序 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。 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。 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。 评价去大气扩散规律的研究，

14、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。 评价区污染浓度预测。 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。2. 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。3 评价标准二、大气污染源调查和现状评价1 污染源调查内容 工艺流程 排放量 对改扩建项目的主要污染物排放量 毒性较大的物质 污染物排放方式 点源调查统计内容 面源调查统计内容 对排放颗粒物的重点点源

15、 风面源2 调查方法 现场实测 物料衡算法 经验估算法3 污染源评价 等标污染负荷污染物的等标污染负荷：CP 二一Qij Cijoi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:n n CPj=2 P.= yjQ.jij Coi ijJ=1i=1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：p = Kp =yCJQiiJC iJJ =1J=1oi 等标污染负荷比在第j个污染源中，第i种污染物的污染负荷比：KiJPJynPiJi=1K 无量纲,它是一个确定污染源内各种污染物排序的参数, K 最大者就是最主要的污 iJiJ染物。 评价区内，第

16、j个污染源的污染负荷比:yn PK=JiJi=1PK 无量纲，它可以确定评价区的主要污染源及污染源的排序， K 最大者就是最主要 JJ的污染源。三、大气环境质量现状监测与评价1.大气环境质量现状监测 监测范围和监测项目 检测布点 网格布点 同心圆对方位布点法 扇形布点法 配对布点法 功能分区布点法 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

17、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。 采样及分析方法2.大气环境质量现状评价 监测结果的统计及分析 监测数据的有效性检验 监测数据的统计 监测数据的分析 大气环境质量现状评价四、大气环境影响评价内容1. 建设项目概况及工程分析 建设项目概况 生产工艺分析 原材料情况 主要污染物及其排放情况 大气环保工程情况2. 建设项目周围地区的环境概况3. 边界层污染气象条件分析4. 大气环境质量现状监测与评价 说明大气污染物现状监测情况 说明评价区污染源调查情况 采用单项评价指数法对监测结果进行评价5.

18、大气环境影响预测与评价 采用列表法 介绍扩散模式的选择及其对修正过程 介绍扩散模式中有关参数的选取和参数模式化处理 介绍模式预测的验证情况 简要介绍模式计算过程中的关键技术问题 进行浓度迭加分析和评价6. 环境经济损益分析 环境费用 内部费用 外部费用 环境收益 货币收益 非货币收益7. 评价结论和对策某厂使用硫含量 1.590 的煤，其年用量为2000 t ，烟囱的有效高度为25 米，烟囱的出口处 风速为2.5m/s,烟气排放量为760万Nm3/a，试问计算在D稳定度下，距离该厂烟囱1000 米的某一环境敏感点SO2的地面轴线浓度？【已知在D稳定度下1000米处的水平方向扩散 参数为 156，垂直方向扩散参数为 109，地面轴线浓度公式为：C(x, o, o, H )=eexp(H 22c 2yz某工厂烟囱有效源高50m, SO2排放量120kg/h，排口风速4.0m/s，求SO2最大落地浓度 (P=40)若使最大落地浓度下降至0.010mg/m3,其它条件相同的情况下，有效源高应为多 少？1 10 100 下风距离x/km00O下风距离和水平扩散参数的关系1 10 100 下风距离x/kmOOOo OO 1-下风距离和铅直扩散参数的关系