区域面源对大气环境的影响预测与评价——以如东

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1、精品论文区域面源对大气环境的影响预测与评价以如东经济开发区为例宗延燕 河海大学环境科学与工程学院，南京（210098） E-mail: zongyanyan888摘要：对开发区进行环境影响评价是开发区可持续发展的需要，大气环境影响评价是环境影响评价体系中不可缺少的组成部分。本文立足区域规划建立大气污染物影响面源预测模 式，并应用于如东经济开发区的大气环境影响预测与评价。对该地区的基本气象资料进行统 计和分析后确定出3种典型气象日。采用EIAA大气环境影响评价助手软件，在典型气象日条 件下对控制区内的TSP、HCL和二甲苯的日平均浓度进行了预测，得到周围环境保护敏感目 标的日平均浓度影响值，结果

2、表明该开发区建成后排放的污染物对周围大气环境影响较小。 最后针对开发区的具体情况提出了相应的大气环境污染减缓措施以供管理部门参考。 关键词：开发区，面源，大气环境影响评价中图分类号：X81. 引言大气环境影响预测评价是环境影响评价中不可缺少的组成部分，尤其是随着各地为发展 经济招商引资而专门设立的经济开发区越来越多，城市大气污染已经成为威胁人体健康的主 要因素1,2。区域大气环境影响评价是区域环境影响评价的重要内容之一，通过识别和预测 区域开发活动对区域大气环境所产生的影响，按照社会经济发展与环境保护相协调的原则， 事先制定出消除或减轻环境污染和破坏的对策，为区域开发规划和管理提供决策依据3。

3、 本文通过面源预测模式对如东经济开发区的面源污染对大气环境的影响进行预测评价，从而 为开发区的开发规划和环境质量保护、环境管理提供依据。2. 如东经济开发区简介和气象参数2.1 如东经济开发区简介如东经济位于如东县城西侧，规划范围为东沿掘苴河珠江路黄山路如泰运 河东江路一线，南至南环路，西沿洋口运河昆仑山路串场河一线，北至友谊河， 总规划面积38.12km2，其中工业区的面积共21.4 km2。发区为集工业、居住、行政办公、商 贸、文体等多功能于一体的综合性经济开发区。产业定位为纺织、印染、食品、机械、电子。 如东经济开发区至今已经形成了食品、电子、纺织、机械等主导产业，产业优势渐已显露， 初

4、步构筑起了取向明显、特色鲜明、主体多元、富有活力的工业体系。开发区的建设对提高 开发区科技产业的聚集度、推动开发区的总体开发建设、确保区域经济社会发展目标的顺利 完成起到重大作用，为如东经济稳定、持续、快速发展提供了新的动力。2.2 区域污染气象特征分析2.2.1 气候特征 如东县属北亚热带季风气候，根据南通市近五年气象资料统计分析结果：年均气温15.0，年均气压1018.5百帕，年平均降水量1074.1mm，年平均风速3.0m/s。受季风气候影响，冬季盛行偏北风；夏季盛行偏东风；春季以东东南风为主；秋季以东北风为主。全年主 导风向为东风(风频9.8)，次主导风向为东东南风(风频9.4)。全年

5、静风频率1.3，以冬- 7 -季静风频率最高(风频1.4)。2.2.2 大气稳定度采用环境影响评价技术导则大气环境（HJ/T2.2-93）中推荐的Pasquill稳定度分 类法，根据南通市近五年地面气象观测资料，统计分析得出全年及四季各类大气稳定度的出 现频率(%),详见表1。一日中大气层结，白天偏中性和较不稳定状态，夜间偏中性和稳定状 态，各时次大气稳定度出现频率见表2。表 1 全年及四季大气稳定度出现频率稳定度ABCDEF春0.310.014.148.415.012.3夏0.812.017.039.420.210.8秋0.110.114.736.718.320.2冬0.13.910.547

6、.619.918.1全年0.39.014.143.018.315.3表 2 各时次大气稳定度出现频率各时次ABCDEF02 时0.00.20.138.229.731.808 时0.413.121.356.68.10.014 时0.318.036.444.00.00.020 时0.00.30.236.133.829.6全天0.29.014.143.118.315.32.2.3 地面流场特征 根据评价区大气边界层风速特点，近地面风速随高度呈指数分布，表达式为：PU n Z n = U 0 Z 0 式中：U0Z0高度处的风速；UnZn高度处的风速；P指数。 风速高度指数P值，根据环境影响评价技术导则

7、(HJ/T2.2-93)中的城市给定值取值，在不同大气稳定度条件下的P取值见表3。表 3 不同稳定度下风廓线指数大气稳定度BCDEFP 值0.150.200.250.300.302.2.4 混合层厚度 实测资料表明：本地区混合层厚度有明显的日变化，清晨混合层厚度较小，日出后随着地面增温升温，不稳定层逐渐加厚，午后时间混合层厚度最大，随着时间的推移，混合层厚度逐渐减小，傍晚时分趋近于零，具体见表4。各类稳定度下的混合层厚度见表5。表4 不同时刻的混合层厚度 单位：m时间8 时11 时14 时17 时混合层厚度1205287910表5 各类稳定度下的混合层厚度 单位：m稳定度ABCDEF实测值12

8、0010026914513091303. 污染源环境影响预测及减缓措施3.1 污染源预测根据开发区供热工程规划，将采取集中供热，开发区建成后产生的废气主要为工艺废气， 这些废气由排气筒排放，按面源进行分析和预测。工艺废气污染物计算式如下：G=A*Y式中：G 某种污染物排放量，t/a；A 工业用地面积，ha；Y某种污染物排污系数，t/aha。根据开发区内现有企业大气污染物烟尘、粉尘、HCl和二甲苯的排放量，得出本开发区 建成区单位面积排污系数。各大气污染物的排放量见表64。表6 开发区建成区排污系数及排污量行业类别面积排污系数(t/a.ha)(ha)烟尘粉尘HCL二甲苯电子58.600.170.

9、000060.04纺织687.700.0300食品720.1090.0300机械794.700.170.000060.005工业区排污量(t/a)7.9167.90.056.33.2 预测模式开发区大气预测采用面源模式5。对于面积较大的面源(1km2)，一般可划分成一系列 的网格，每个网格代表一个面源，可有不同的有效源高和源强，然后再用点源简化积分法近 似计算。令Cs为接受点来自面源贡献的浓度，则Cs由下式给出：1Cs = Q j j2 j =2 (, )(,)j u H2 1/ j jj1j1j j式中：Qi、Hj、uj分别是接受点上风方第j个网格的单位面积单位时间排放量，平均排放高度和Hj

10、处的平均风速； , 是垂直扩散参数z的回归指数和回归系数， z = x, , 即 2 , 2 , x 轴指向上风方，坐标原点在接受点，其它参数用以下式子计算： = ( 1) / 2 ;= H 2 / (2 2 x 2 a );j= H j 1j2j 1j/ (2 2 xj 12 a );(,) 不完全伽马函数，可由下述公式确定：(,)=a1(b+1/)ca = 2.32 + 0.28 b = 10.00 5.00 c = 0.88 + 0.82 如果面源范围较大，且分布较均匀，u1.5m/s时也可按以上各式计算，但当平均风速u1m/s时，一律取u=1m/s。一孤立面源内的平均浓度Cs可按下式计

11、算：jCs =Q( , )2式中 = H 2 /(2 2 x 2 a )，x为沿平均风向面源边长的1/2，根据具体情况也可取x=(S/)1/2，S为面源面积。当S1km2时，Cs可按点源修正法计算。3.3 预测内容3.3.1 预测条件（1）典型气象日的设定6本文采用有代表性的典型气象日来模拟计算日平均浓度,这样得到的结果与实际情况吻 合性最好，计算典型日的设定见表7。表7 典型日气象条件典 型 日风向WWWNWWNWWWNWWNWW风 速(m/s)2.82.532.532.82.82.2稳 定度DDDCCDEE典 型 日风向NNENNENENENEENEENENE风 速(m/s)21.51.5

12、1.51.91.921.5稳 定度EDDBCDDE典 型 日风向EESESEESEEESEESEE风 速(m/s)2.62.93.62.92.62.932.8稳 定度EEDDCDDE（2）评价范围以开发区38.12km2为基础，开发区东、北、南边界各外延1km，西边界外延2km；（3）预测因子TSP、HCl、二甲苯；3.3.2 预测内容 主要预测内容：典型日条件下各关心点TSP、HCl、二甲苯的浓度贡献值；关心点及评价范围见图1。3.4 预测结果图 1 关心点位置及评价范围图计算典型日TSP、HCL和二甲苯对敏感点的日平均浓度贡献值，计算结果见表8。表8 典型日条件下TSP、HCL和二甲苯对敏

13、感点的日平均浓度贡献值典型日典型日典型日关心点HCLTSP二甲苯HCLTSP二甲苯HCLTSP二甲苯府北居住区8.00E-102.10E-039.00E-08000000府西居住区5.00E-101.50E-032.70E-081.00E-101.00E-046.20E-09000县政府4.00E-101.40E-032.70E-08000000第一职高5.00E-101.90E-033.10E-08004.00E-10000国清寺4.00E-101.20E-032.30E-0802.00E-043.20E-09000大坝村3.00E-108.00E-041.80E-08000000环桥村00

14、01.20E-093.80E-031.10E-071.00E-106.00E-048.40E-09胡家园0001.20E-093.30E-031.20E-075.00E-102.00E-033.00E-08陈高村0001.20E-093.30E-031.40E-075.00E-101.80E-033.10E-08周家凌0009.00E-102.40E-038.60E-086.00E-101.80E-035.40E-08杨窖三组0002.00E-104.00E-041.40E-081.30E-093.40E-031.70E-07黄竹园村0000005.00E-101.00E-039.30E-08

15、芳泉村0002.00E-101.20E-031.80E-08000占标准的比例()1.10E-051.38.90E-051.20E-051.61.00E-041.10E-051.47.70E-05由表可见典型日条件下氯化氢、二甲苯对周围环境的日均最大贡献值分别占评价标准的1.2E-05、1.0E-04%，对周围敏感点的影响很小。表明本开发区建成后排放的污染物对周 围环境影响较小。3.5 减缓措施为了最大限度的减小开发区的工业面源对周围大气环境的影响，特制订减缓措施如下， 以供开发区管理部门参考：（1）开发区集中供热，热源为开发区内的如东协鑫环保热电有限公司，彻底拆除自建小锅 炉；（2）对于电子

16、行业产生的含苯系物的工艺废气，建议采用二级活性炭吸附装置处理；（3）开发区建设绿地生态系统：开发区四周边界与居民区之间设置50米的绿化隔离带；园 区内工业用地与居住、商业办公用地之间以及公路沿线也应建立类似的防护林带；保留和建 设沿河、公路、区内主干道的河流绿色廊道与交通绿色廊道等，设置连接绿地斑块；选择优 良的防污绿化植物等等。4. 小结经预测，TSP、HCL、二甲苯日均浓度在选取的典型日条件下均满足评价标准的要求。 为尽量降低大气环境影响，提出了污染防治措施，为开发区管理部门提供参考。参考文献1 胡晨燕,李光明,徐斌等,大气环境影响评价点源预测模型软件系统的开发,污染防治技术,2004 年

17、 8 月,第16 卷第 4 期2 刘永,郭怀成,城市大气污染物浓度预测方法研究,安全与环境学报,2003 年 12 月,第 4 卷第 4 期3 徐瑞祥,朱云梅,周生路等,城市开发区大气环境影响评价研究以扬州市经济技术开发区为例,长江流域 资源与环境,2003 年 5 月,第 12 卷第 3 期4 鲁东霞,工业集聚区发展规划的大气环境影响评价方法研究,气象与环境科学,2008 年 2 月,第 31 卷 第 1期5 HJ/T2.2-93,环境影响评价技术导则大气环境,北京:国家环境保护总局.19936 秦艳,施介宽,张志宗,典型气象日方法在大气环境影响评价中的应用, 东华大学学报(自然科学版),2

18、006年 2 月,第 32 卷第 1 期7 GB/T13201-91,制定地方大气污染物排放标准的技术方法S. 1991Aire Environment Impact of Non-point Source Pollution: a case study in economic and technological developing region in Rudong CityZong YanyanEnvironmental Science and Engineering Institute of Hohai University, Nanjing（210098）AbstractRegiona

19、l Environment Impact Assessment is very important to the sustainable development of UrbanDeveloping Region. Air Environment Impact Assessment occupies an important position in Environment Impact Assessment. In this paper, through a case study in Economic and Technological Developing Region locating

20、in Rudong City, the non-point source model of atmospheric pollutant is set up.Three typical weather days are given by statistics and analysis on the basic meteorological data of the area.And the density of TSP, HCL and xylene in the controlled area were forecast by the EIAA,the daily average concent

21、ration distribution to the ambient sensitive protection objects on the typical weather days is given.The results show that after the completion of the development region emissions ofpollutantswillhavesmallerenvironmentalimpacttothesurrounding atmospheric environment.Finally ,the author puts forward the suggestions with regard to the management. Keywords:urbandevelopingregion;non-pointsource pollution;regionalenvironment impactassessment作者简介：宗延燕，女，1983年生，山东泰安市人。河海大学环境科学与工程学院环境工程 专业在读硕士研究生。