资源描述
大 气 环 境 影 响 评 价 气 象 条 件污 染 源环 境 质 量 现 状 污 染 气 象 及 大 气扩 散 规 律 90 10 iii cQP 正 常非 正 常 无 组 织 排 放 量排 放 源 排 放 量点 源面 源 地 面 气 象 资 料 高 空 气 象 资 料 收 集 评 价 区 内 及 其 界 外 区 各 例 行 大 气 监 测 点 的 近三 年 监 测 资 料 , 进 行 如 下 统 计 分 析 :统 计 分 析 各 点 各 取 值 周 期 的 主 要 污 染 物 浓 度 值 ;评 价 长 期 浓 度 、 短 期 浓 度 达 标 情 况 和 变 化 趋 势 ;统 计 分 析 一 定 周 期 内 , 短 期 浓 度 的 超 标 率 情 况分 析 不 同 季 节 主 要 大 气 污 染 物 污 染 水 平 的 变 化 情况 iii SCI -y轴 和 z轴 的 扩 散 参 数 (即 标 准 差 ) C( x、 y、 z) -下 风 向 某 点 ( x、 y、 z) 处 的 污 染 物 浓 度 -平 均 风 速 ( m/s) ; 式 中 : -源 强 ( mg/s) ; 有 很 强 的 假 定 , 限 定 条 件 多未 考 虑 地 面 、 地 形 条 件气 象 条 件 仅 考 虑 风 速污 染 源 空 间 位 置 没 有 考 虑 等 等需 要 进 行 修 正 )2exp()2exp(2),( 2222 zyzy zyuQzyxC 2 )(exp2 )()exp2exp(2),( 2 22 222 zezeyzy HzHzyuQzyxC y, z扩 散 参 数He有 效 排 放 源 高 2 )2(exp2 )2(exp 2exp2)0,( 2 22 2 22 z ek kn z e yzy HnhHnhF FyuQyxC )2exp()0,0,( 22zezy HUQxC )2/(12112 12 22 )1()( )/(2 emm Hx PUHeQC 1、 空 间 任 意 一 点 P(x, y, z)的 浓 度 分 布3、 轴 线 上 任 意 一 点 P(x,0,0)的 浓 度 分 布 ( z=0, y=0) 式 中 : Li: 抬 升 中 混 合 层 的 高 度 ( 大 气 边 界 层 高 度 ) ; Li H: 混 合 层 顶 与 烟 云 轴 线 的 高 差 : 薰 烟 条 件 下 的 侧 向 扩 散 参 数 , 据 经 验 : 式 中 : u: 为 稳 定 层 中 的 平 均 风 速 ; Li: 抬 升 中 混 合 层 的 高 度 , tm为 混 合 层 自 hs升 到 的 时 间 差 ; 式 中 : r为 离 高 架 源 的 距 离 ( m) , u为 平 均 的 水 平 散 布 速 度 , 一 般 u=0.4m/s。 QL为 线 源 单 位 长 度 的 源 强 ;积 分 值 能 从 正 态 概 率 表 中 查 出 。 式 中 : QA-某 面 源 单 元 的 源 强 ; X0 -等 效 点 源 的 位 置 与 面 源 中 心 的 距 离 。 表 2 主 要 污 染 气 象 观 测 方 法 及 大 气 扩 散 模 式名 称 方 法 与 模 式 常 用 方 法 和 模 式大 气 扩 散 参 数 平 衡 球 法 、 照 相 法 、 双 向 风 标 法 、 激 光 雷 达 扫 描 法 、 风 洞 实 验 法 、 国 标 法 国 标 法 、 平 衡 球大 气 稳 定 度 Ri 法 、 rd法 、 MO法 、 uk法 、 PT法 、 烟 流 形 状 法 等 PT法混 合 层 高 度 rd法 、 国 标 法 、 罗 氏 法 国 标 法风 廓 线 双 经 纬 仪 法 、 国 标 法 、 系 留 气 球 国 标 法 、 双 经 纬 仪 法逆 温 低 空 探 测 仪 法 低 空 探 测 仪 法 ( 逆 温 )有 风 模 式 高 斯 烟 流 模 式 高 斯 烟 流 模 式 ( 有 风 )面 源 模 式 箱 模 式 、 窄 烟 云 模 式 、 后 退 电 源 模 式 后 退 点 源 模 式 静 风 模 式 烟 团 模 式 、 360度 均 匀 分 布 模 式 烟 团 模 式颗 粒 物 模 式 部 分 反 射 模 式 、 源 损 耗 模 式 、 倾 斜 烟 云 模 式 倾 斜 烟 云 模 式非 正 常 模 式 烟 团 模 式 烟 团 模 式山 区 模 式 峡 谷 模 式 、 箱 模 式 、 艾 根 模 式 艾 根 模 式日 平 均 浓 度 保 证 率 法 、 典 型 日 法 、 换 算 法 典 型 日 法环 境 容 量 AP法 、 烟 团 轨 迹 、 ADMS城 市 、 ISCAERMOD、 环 评 助 手 AP法 qttytyt )( 1212 hyhy 5.01 23.1 其 中 q为 时 间 稀 释 指 数 , 有 下表 可 查 ( 为 取 样 时 间 ) :适 用 时 间 范 围 (h) q1 100 0.30.5 1 0.2 n 应 根 据 预 测 的 各 污 染 因 子 的 浓 度 分 布 图 , 指 明 其 超 标 区 或 Ii最大 值 区 ( 未 超 标 时 ) 的 位 置 、 面 积 、 Ii的 变 化 范 围 和 平 均 值 ,以 及 超 标 区 的 功 能 特 点 。n 一 次 取 样 浓 度 超 标 时 , 应 估 计 其 季 ( 期 ) 或 年 的 超 标 小 时 数 或频 率 值 。 季 ( 期 ) 、 年 按 其 平 均 浓 度 值 是 否 超 标 计 算 。 应 给 出 各 计 算 点 ( 包 括 关 心 点 ) 的 Kij值 以 及 超 标 区 、各 功 能 区 和 全 评 价 区 的 Kij平 均 值 。 %100 iijij ccK n 根 据 建 设 项 目 各 主 要 污 染 因 子 的 全 部 排 放 源 在 评 价 区 的 超标 区 ( 或 Ii值 的 最 大 区 域 ) 中 或 关 心 点 上 的 污 染 分 担 率 Kij,同 时 结 合 评 价 区 的 环 境 特 点 、 工 业 生 产 现 状 和 发 展 规 划 ,以 及 环 境 质 量 水 平 和 可 能 的 改 造 措 施 等 因 素 , 从 大 气 环 保角 度 , 对 厂 址 选 择 是 否 合 理 , 提 出 评 价 和 建 议 。n 根 据 建 设 项 目 各 类 ( 如 点 、 面 源 ; 各 分 厂 或 车 间 等 ) 和 各个 ( 点 源 ) 污 染 源 在 评 价 区 ( 主 要 指 超 标 区 和 关 心 点 ) 以及 本 项 目 的 厂 区 、 办 公 区 、 职 工 生 活 区 的 污 染 分 担 率 , 同时 结 合 环 境 、 经 济 等 其 它 因 素 , 对 总 图 布 置 从 大 气 环 保 角度 提 出 评 价 和 建 议 。 浓 度 等 值 线 图 2021-5-20 60 大 气 环 境 质 量 评 价 应 用 实 例某 钢 铁 厂 技 改 工 程 大 气 环 境 影响 评 价 ( 简 介 ) 2021-5-20 61 内 容 提 纲1. 项 目 简 介2. 评 价 等 级 和 范 围3. 工 程 分 析4. 环 境 调 查5. 影 响 预 测6. 影 响 评 价 2021-5-20 62 1. 项 目 简 介 某 钢 铁 厂 原 生 产 钢 材 15万 t/a, 现 计 划 扩 展 其 生 产 能力 到 30万 t/a。 预 计 需 完 成 转 炉 炼 钢 、 电 炉 炼 钢 等 系统 的 扩 建 和 技 术 改 造 。 其 废 气 的 排 放 量 将 增 加 , 因而 导 致 大 气 污 染 加 重 , 所 以 进 行 该 工 程 项 目 的 大 气环 境 影 响 评 价 。 该 厂 地 处 一 大 城 市 的 东 面 , 厂 区 距 城 区 中 心 7km,地 形 为 河 谷 盆 地 , 地 质 结 构 为 风 成 黄 土 。 气 候 属 温带 半 干 早 气 候 , 干 旱 而 寒 冷 , 温 差 大 、 降 水 少 , 冬季 较 长 。 年 平 均 气 温 6 9 。 2021-5-20 63 2. 评 价 等 级 和 范 围 技 改 工 程 的 主 要 污 染 物 每 年 TSP排 放 量 为4580t/a, SO2排 放 量 为 1201t/a。 根 据 等 标排 放 量 Pi划 分 评 价 等 级 , 计 算 得 评 价 等 级为 三 级 评 价 ( PTSP 1.3 108) , 根 据 实 际环 境 状 况 选 定 厂 中 心 6 5km为 评 价 范 围 。 2021-5-20 64 3. 工 程 分 析( 1) 工 艺 流 程 及 排 放 的 污 染 物 电 炉 炼 钢 工 艺 流 程 为 : 钢 铁 料 、 合 金 料 熔 化 氧 化 扒 渣 还 原 浇 铸 。 在 熔 化 、 氧 化 、 还 原 阶 段 均 有 废 气 外 排 , 主 要 是烟 尘 、 SO2、 CO、 CO2、 氟 化 物 等 。 转 炉 炼 钢 工 艺 流 程 为 矿 石 、 石 灰 、 铁 水 、 氧 气 转 炉 炼 钢 。 炼 钢 、 炼 铁 阶 段 有 废 气 外 排 , 主 要 是 烟 尘 、 SO 2、CO等 。 2021-5-20 65 ( 2) 主 要 污 染 物 、 污 染 源 及 排 放 量 现 有 废 气 污 染 源 废 气 排 放 总 量 为 14.43 108m3/a,其 中 烟 尘 排 放 量 为 5386t/a, SO2排 放 量 为 707.17t/a,NOx排 放 量 为 123t/a, CO排 放 量 638t/a。 另 据 调 查 ,主 要 污 染 物 是 烟 尘 、 SO2, 主 要 污 染 源 是 转 炉 车 间 ,其 等 标 污 染 负 荷 分 担 率 为 36 , 其 次 是 电 炉 车 间 分担 率 为 23 。 根 据 工 程 初 步 设 计 方 案 , 计 算 得 技 改 工 程 投 产 后 ,废 气 排 放 总 量 为 31 10 8m3/a, 由 于 改 造 布 袋 除 尘治 理 措 施 , 烟 尘 排 放 量 为 4580t/a( 减 少 15 ) ,SO2排 放 量 1210 t/a。 2021-5-20 66 4. 环 境 调 查 现 状 监 测 以 转 炉 车 间 为 中 心 东 西 向 3km, 南 北 向各 2.5km的 范 围 布 点 , 采 用 功 能 区 与 扇 形 布 点 相结 合 共 设 7个 采 样 点 , 厂 区 2个 , 厂 生 活 区 1个 ,市 区 3个 , 对 照 点 1个 ( 各 监 测 点 图 ) 。 评 价 采 用上 海 大 气 指 数 : I上 = 评 价 标 准 采 用 GB3095 1996中 的 二 级 标 准 , 并根 据 上 海 大 气 质 量 指 数 分 级 标 准 ( 见 下 表 ) 。 目前 , 它 是 最 通 用 的 大 气 环 境 质 量 现 状 评 价 的 指 数 。 2021-5-20 67 各 监 测 点 分 布 图城区 厂 区 北 2021-5-20 68 上 海 大 气 污 染 指 数 分 级分 级 清 洁 轻 污 染 中 污 染 重 污 染 极 重 污 染I上 5. 0 A、 B、 C 0.11 0.06 0.15 0.03 0 0D 0.26 0.34 0.23 0.10 0.13 0E、 F 0.10 0.06 0.04 0 0 0 2021-5-20 72 另 外 , 需 收 集 全 年 不 利 ( 逆 温 ) 气 象 条 件 参 数 。 污染 源 参 数 分 类 为 将 评 价 区 内 30m以 下 的 源 及 无 组 织排 放 作 为 面 源 处 理 , 30m以 上 的 排 气 筒 按 高 架 源 处理 ( 数 据 略 ) 。 (3)预 测 模 型 及 方 法 预 测 采 用 高 斯 模 式 。 扩 散 参 数 选 取 : 查 表 求 算 ( 取 样 时 间 为 0.5h) 。 有 效 源 高 的 确 定 : 面 源 按 冷 排 放 考 虑 , 忽 略 热 力抬 升 高 度 ; 高 架 源 按 热 排 放 考 虑 , 其 有 效 排 烟 高 度为 : He H H 式 中 : H e有 效 源 高 , m; H烟 囱 几 何 高 度 , m; H抬 升 高 度 , m。 抬 升 高 度 按 国 标 GB3840 83 制 定 地 方 大 气 污 染 物排 放 标 准 的 技 术 原 则 和 方 法 中 规 定 的 模 式 计 算 。 2021-5-20 73 ( 4) 预 测 结 果 工 程 建 成 后 的 大 气 中 污 染 物 浓 度 是 : 将 短 期 浓度 监 测 时 的 气 象 条 件 用 于 预 测 模 型 的 计 算 , 根据 建 设 工 程 的 污 染 源 ( 转 炉 、 电 炉 炼 钢 车 间等 ) , 计 算 出 与 现 状 监 测 相 同 条 件 下 的 预 测 浓度 , 再 与 监 测 点 的 现 状 监 测 数 据 叠 加 。 即 : Ci=Cpi+Cbi 2021-5-20 74 评 价 需 绘 出 的 各 种 图 有 :主 导 风 向 下 各 大 气 稳 定 类 型 的 大 气 环 境 质 量 状 况短 期 预 测 分 布 图月 、 季 、 年 平 均 大 气 环 境 质 量 状 况 长 期 预 测 分 布图各 大 气 稳 定 度 类 型 下 主 要 评 价 因 子 TSP、 SO2的最 大 落 地 浓 度 值 和 距 离 ,主 要 评 价 因 子 TSP、 SO2季 、 年 最 大 落 地 浓 度 的平 均 值 和 平 均 距 离如 下 面 两 图 ( 仅 为 部 分 略 图 ) 2021-5-20 75D类 稳 定 度 下 SO2小 时 预 测 浓 度 分 布 图 ( 左 )冬 季 逆 温 E、 F类 稳 定 度 下 SO2小 时 预 测 浓 度 分 布 图 ( 右 ) 2021-5-20 76 6. 影 响 评 价 钢 铁 厂 投 产 后 , 在 评 价 区 内 各 测 点 SO2夏 、 冬 季的 日 平 均 值 低 于 “ 大 气 质 量 标 准 ” 二 级 标 准 限 值 ,单 项 评 价 指 数 在 0.09 0.44。 TSP因 技 改 工 程 改 造 烟 尘 治 理 措 施 , 总 排 放 量 减少 , 日 平 均 值 在 评 价 区 内 较 监 测 时 会 降 低 0.180.31mg/m3。 因 炼 钢 区 本 底 超 标 , 项 目 建 成 后 此区 TSP仍 将 超 标 , 但 总 的 结 果 是 评 价 区 内 TSP污染 将 减 轻 。 2021-5-20 77Air Environment Impact Assessment 2021-5-20 78 大 气 环 境 污 染 与 大 气 扩 散大 气 环 境 影 响 预 测开 发 行 为 对 大 气 环 境 的 影 响 识 别大 气 环 境 影 响 评 价 2021-5-20 79 一 大 气 环 境 污 染二 大 气 扩 散 过 程 2021-5-20 80 1. 大 气 污 染 源 ( 种 类 、 污 染 物 排 放 量 与 源 强 )2. 大 气 污 染 物 ( 种 类 、 大 气 组 成 与 空 气 污 染 物成 分 ) 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 2021-5-20 81 1. 大 气 湍 流2. 大 气 稳 定 度 和 污 染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 2021-5-20 82 概 念 指 气 层 的 稳 定 度 , 即 大 气 中 某一 高 度 上 的 气 团 在 垂 直 方 向 上 相 对 稳定 的 程 度 受 密 度 层 结 和 温 度 层 结 共 同 作 用 2021-5-20 83 按 照 稳 定 度 将 大 气 分 为 : 稳 定 的 大 气 : 当 大 气 中 某 一 气 块 在 垂 直 方 向 上 有一 个 小 的 位 移 , 如 果 层 结 大 气 使 气 块 趋 于 回 到 原 来的 平 衡 位 置 , 则 称 层 结 是 稳 定 的 , da 不 稳 定 的 大 气 : 如 果 层 结 大 气 使 气 块 趋 于 继 续 离开 原 来 位 置 , 则 称 层 结 是 不 稳 定 的 , da 中 性 的 大 气 : 介 于 上 两 者 之 间 , d=a 研 究 大 气 垂 直 递 减 率 用 于 判 断 , 气 块 稳 定 情 况 ,气 体 垂 直 混 合 情 况 , 考 察 污 染 物 扩 散 情 况 。 2021-5-20 84100 200300z/m 262524A=0.8 /100m d26.22523.8 2021-5-20 85 2021-5-20 86 一 大 气 扩 散 基 本 计 算 公 式二 实 用 模 拟 预 测 方 法三 平 原 局 地 空 气 质 量 模 式 2021-5-20 87 在 大 气 环 境 影 响 评 价 的 实 际 工 作 中 , 大 气 扩 散 计算 通 常 以 高 斯 大 气 扩 散 公 式 为 主 。 高 斯 模 式 是 一 类 简 单 实 用 的 大 气 扩 散 模 式 。 在 均匀 、 定 常 的 湍 流 大 气 中 污 染 物 浓 度 满 足 正 态 分 布 , 由此 可 导 出 一 系 列 高 斯 型 扩 散 公 式 。 实 际 大 气 不 满 足 均 匀 、 定 常 条 件 , 因 此 一 般 的 高斯 扩 散 公 式 应 用 于 下 垫 面 均 匀 平 坦 、 气 流 稳 定 的 小 尺度 扩 散 问 题 更 为 有 效 。 2021-5-20 88 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 (u1.5m s), 可 采 用 烟 流 扩 散 公 式 。 设地 面 为 全 反 射 体 : 2( , , , ) 22 22 2exp2 2. exp exp2 2x y z H y z ye e z z Q yC uz H z H 2021-5-20 89 扩 散 参 数 y、 z通 常 表 示 成 如 下 形 式 :11y x 22z x 最 大 地 面 浓 度 Cmax及 出 现 距 离 :当 , z y const max 22 ze yQC euH max: 22 ez x x H 2/12max 2 eHx 2021-5-20 90 当 , 且则 , z y const 11y x 22z x max 2 12 eQC euH P 2 21 121max 2 21eHx 121 1 12 2 21 21 1 1 11 12 212 21 eP H e 2021-5-20 91 2 有 混 合 层 反 射 的 扩 散 公 式 大 气 边 界 层 常 常 出 现 这 样 的 铅 直 温 度 分 布 : 低 层是 中 性 层 结 或 不 稳 定 层 结 , 在 离 地 面 几 百 米 到 12 km 的 高 度 中 存 在 一 个 稳 定 的 逆 温 层 , 即 上 部 逆 温 ,它 使 污 染 物 的 铅 直 扩 散 受 到 抑 制 。 观 测 表 明 , 逆 温 层底 上 下 两 侧 的 浓 度 通 常 相 差 510倍 , 污 染 物 的 扩 散 实际 上 被 限 制 在 地 面 和 逆 温 层 底 之 间 。 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 : 2021-5-20 92 2021-5-20 93 ( 1) 当 z1.6h浓 度 在 铅 直 方 向 已 接 近 均 匀 分 布 , 可 按 下 式 计算 : 2, , , 22 22 2exp2 22 2exp exp2 2x y z H y z ye e n z zQ yC uz H nh z H nh 2 , , 2exp 22x y H yyQ yC u h 2021-5-20 94 3 熏 烟 扩 散 公 式 高 架 连 续 点 源 排 入 稳 定 大 气 层 中 的 烟 流 , 在 下 风向 有 效 源 高 度 上 形 成 狭 长 的 高 浓 度 带 。 当 低 层 增 温 使稳 定 气 层 自 下 而 上 转 变 成 中 性 , 或 不 稳 定 层 结 扩 展 到烟 流 高 度 时 , 使 烟 流 向 下 扩 散 产 生 熏 烟 过 程 , 造 成 地面 高 浓 度 。 此 时 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 : 2021-5-20 95式 中 : 22, , 2 exp 221 exp 22 ff x y z yfyf fp Q yC u zp dp /8 yf y eH ( )/f e zp z H 2021-5-20 96 当 稳 定 气 层 消 退 到 烟 流 顶 高 度 hf 时 , 全 部扩 散 物 质 已 经 向 下 混 合 , 地 面 浓 度 公 式 为 : 22, , exp 222.15 ff x y h yfyf ff e zQ yC u hh H 2021-5-20 97 4 连 续 线 源 公 式 连 续 线 源 是 指 连 续 排 放 扩 散 物 质 的 线 状 源 , 其 源强 处 处 相 等 且 不 随 时 间 变 化 。 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 :式 中 :Q l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 。 , , 0LLx y z QC fdlu 2021-5-20 98 对 直 线 型 线 源 等 简 单 的 情 形 则 有 : (1) 线 源 与 风 向 垂 直 : 取 x 轴 与 风 向 一 致 , 坐标 原 点 设 于 线 源 中 点 , 线 源 在 y轴 上 的 长 度 为2y0。 有 地 面 全 反 射 的 浓 度 公 式 为 : 212 2,0,0, 22 1exp exp2 22 2plx H pzzQ H pC dpu 01 yyp 02 yyp 2021-5-20 99 (2) 无 限 长 线 源 ( 线 源 与 风 成 大 于 45度 角 ) 的地 面 浓 度 公 式 为 :为 线 源 与 风 的 夹 角 2, ,0, 22 exp 22 sinlx y H zzQ HC u 2021-5-20 100 5 连 续 面 源 公 式源 强 恒 定 的 面 源 称 为 连 续 面 源 。 对 面 源 扩 散 的 处 理方 法 主 要 有 虚 点 源 法 和 积 分 法 等 。虚 点 源 法 : 设 想 每 个 面 源 单 元 上 风 向 有 一 个 “ 虚 点源 ” , 它 所 造 成 的 浓 度 效 果 与 对 应 的 面 源 单 元 相 当 。可 以 用 虚 点 源 的 浓 度 公 式 计 算 面 源 的 浓 度 : 2, , 22 22 2exp2 2exp exp2 2zy y z z Ax y z yz x xy x x x xe ez x x z x xQ yC uz H z H 2021-5-20 101 2021-5-20 102 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 。若 有 : L为 面 源 单 元 的 边 长 。 应 用 同 样 的 原 理 ,也 可 以 用 虚 点 源 计 算 线 源 、 体 源 造 成 的 浓 度 。 11y x 22z x 1 21/ 1/1 2/2.15/4.3 , ey z HLx x 2021-5-20 103 6 长 期 平 均 浓 度 公 式长 期 平 均 浓 度 : 在 几 天 、 几 月 或 一 年 的 长 时 段 内 ,各 种 风 向 均 可 能 出 现 。 此 时 表 示 短 时 间 烟 流 横 向 散 布的 y已 不 重 要 , 可 以 用 风 向 频 率 计 算 水 平 浓 度 公 式 。(1)简 单 的 扇 形 公 式 : 在 任 意 角 宽 度 为 2 n 的 扇 形 区内 , 连 续 点 源 的 地 面 公 式 是 : 1/21/2 222 exp2 2 ez zHnfQC ux 式 中 : f在 所 平 均 的 时 段 内 该 扇 形 区 风 向 所 占 的 成 数 。 u, z应 取 平 均 时 段 内 平 均 风 速 和 铅 直 扩 散 参 数的 平 均 值 (例 如 , 取 D类 稳 定 度 的 z)。 2021-5-20 104 (2)联 合 频 率 计 算 公 式 : 在 长 时 间 内 , 不 同 风 速 和 稳定 度 影 响 浓 度 的 权 重 并 不 相 等 。 更 精 确 的 计 算 , 应该 按 照 每 一 种 风 向 、 风 速 和 稳 定 度 的 频 率 加 权 平 均 ,此 时 的 浓 度 公 式 为 :式 中 : k、 m、 l风 向 、 稳 定 度 和 风 速 等 级 的 下标 ; ck、 m、 l在 每 一 个 给 定 风 向 、 稳 定 度 和 风速 时 的 浓 度 , 可 取 相 应 的 高 斯 扩 散 公 式 计 算 ; k、 m、 l 风 向 、 稳 定 度 和 风 速 的 相 对 联 合频 率 , 即 有 : , , , ,k ml k mlk m lC c, , 1k m lk m l 2021-5-20 105 Pasquill(帕 斯 奎 尔 )分 类 法 ( 最 常 用 的 方 法 ) 帕 斯 奎 尔 根 据 大 量 常 规 观 测 资 料 , 首 先总 结 出 了 根 据 云 量 、 云 状 、 太 阳 辐 射 状 况 和地 面 风 速 等 常 规 气 象 资 料 , 划 分 大 气 稳 定 度 。他 把 大 气 对 污 染 物 的 扩 散 能 力 用 A、 B、 C、D、 E、 F六 个 稳 定 级 别 来 表 示 ( 表 5-3) 。 2021-5-20 106 使 用 该 表 应 注 意 : 稳 定 度 级 别 中 , A极 不 稳 定 ; B不 稳 定 ;C弱 不 稳 定 ; D中 性 ; E弱 稳 定 ; F稳 定 。 从 AF表 示 大 气 扩 散 能 力 逐 渐 减 弱 。 稳 定 度 级 别 A B 表 示 按 A和 B级 别 数 据 内 插 。 夜 间 ( 夜 晚 ) 定 义 为 日 落 前 1小 时 至 日 出 后 1小 时的 时 段 。 不 论 何 种 天 气 状 况 , 夜 间 前 后 各 1小 时 算 作 中 性 ,即 D级 稳 定 度 。 强 太 阳 辐 射 对 应 于 碧 空 下 太 阳 高 度 角 大 于 60 0的条 件 , 弱 太 阳 辐 射 相 当 于 碧 空 下 太 阳 高 度 角 从 150一350。 2021-5-20 107 帕 斯 奎 尔 划 分 稳 定 度 的 方 法 对 于 开 阔 乡 村 地 区能 给 出 较 可 靠 的 稳 定 度 , 但 城 市 地 区 是 不 大 可 靠 的 。这 种 判 别 主 要 是 由 于 城 市 较 大 的 地 面 粗 糙 度 及 热 岛效 应 对 城 市 稳 定 度 的 影 响 。 最 大 的 差 别 出 现 在 静 风晴 夜 , 这 样 的 夜 间 , 在 乡 村 地 区 大 气 状 态 是 稳 定 的 ,但 在 城 市 , 在 高 度 相 当 于 建 筑 物 的 平 均 高 度 几 倍 之内 是 微 不 稳 定 或 近 中 性 的 , 它 上 面 有 一 个 稳 定 层 。 稳 定 度 级 别 划 分 表 见 表 5-3。 这 种 划 分 稳 定 度的 方 法 不 严 格 , 多 数 人 有 改 进 。 见 表 5-4和 5-5。 2021-5-20 108 扩 散 参 数 y、 z与 水 平 距 离 x关 系 可 用 函数 表 示 ( 表 5-6和 5-7) : y r1x1 z= r2x2 2021-5-20 109 在 C级 大 气 稳 定 度 条 件 下 , 求 在 高 架 点 源 下 风 向800m处 的 扩 散 参 数 。 mxr rx rC mxr rx rCaz z ay y 25.49800106803.0800 106803.0917595.0 0)2( 43.85800177154.0800 177154.0924279.0 m10000)1( :7/65m800 917595.02 22 22 924279.01 11 11 21 值 计 算 得 :和及 查 得 的将 , 栏 , 得 :级 稳 定 度 、 下 风 距 离值 查 值 计 算 得 :和及 查 得 的将 , 栏 , 可 得 :级 稳 定 度 、 下 风 距 离值 查 )表处 的 扩 散 参 数 计 算 ( 查解 : 下 风 2021-5-20 110 烟 气 抬 升 对 高 速 或 热 量 很 大 的 烟 气 排 放 而 言 是 非常 重 要 的 因 素 。 因 为 污 染 物 落 地 浓 度 的 最 大 值 与 烟气 有 效 高 度 的 平 方 成 反 比 , 烟 气 抬 升 高 度 有 时 可 达烟 囱 本 身 高 度 的 数 倍 , 从 而 极 显 著 地 降 低 了 地 面 污染 物 的 浓 度 。烟 气 抬 升 公 式 很 多 , 总 的 来 说 可 以 分 为 两 大 类 :一 类 是 通 过 对 抬 升 机 理 的 研 究 而 得 到 的 理 论 公 式 ,另 一 类 是 通 过 实 验 观 测 得 到 的 经 验 公 式 。 以 下 主 要介 绍 HJ/T2.2 93所 推 荐 的 计 算 公 式 , 它 是 在 综 合多 种 研 究 结 果 的 基 础 上 而 提 出 的 一 种 半 经 验 公 式 。 2021-5-20 111 烟 囱 的 有 效 源 高 由 几 何 高 度 Hs和 烟 气 抬 升 高 度 H组 成 。 Hs是 烟 囱 的 实 体 高 度 , H是 指 烟 气 在 排 出 烟 囱 口 之 后 因 动 力抬 升 和 热 力 浮 升 作 用 继 续 上 升 的 高 度 , 这 个 高 度 可 达 数 十 米至 上 百 米 , 对 减 轻 地 面 的 大 气 污 染 有 很 大 作 用 。 抬 升 后 的 烟 气 高 度 称 为 有 效 高 度 He( 烟 囱 的 有 效 高 度 ) ,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 : ( 1) 有 风 时 , 中 性 和 不 稳 定 条 件 : 当 烟 气 热 释 放 率 Q h大 于或 等 于 2100kJ/s, 且 烟 气 温 度 与 环 境 温 度 的 差 值 T大 于 或等 于 35 K时 , 2021-5-20 112 T Ts Ta 式 中 : no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 , no、 nl、 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 240 m时 , 取 Hs240 m;Pa大 气 压 力 , kPa;Qv实 际 排 烟 率 , m3/s;T烟 气 出 口 温 度 与 环 境 温 度 差 , K;T t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。 10 21 uHQnH nnh tvah TTQPQ 5.3 2021-5-20 113 当 1700 kJ/sQh2100 kJ/s时 ,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; H2与 ( 式 5-16) 中 的 定 义 相 同 。 当 Q h 1700kJ/s或 者 T 35K时 , 1 2 1.5 0.01 0.048 1700s h hv D Q QH u u 2 1.5 0.01s hv D QH u 4001700)( 121 hQHHHH 2021-5-20 114 ( 2) 在 有 风 且 稳 定 条 件 时 , 建 议 按 下 列 计 算 烟 气 抬 升 高 度 H (m):式 中 : dTa/dZ排 气 筒 几 何 高 度 以 上 的 大 气 温 度 梯 度 ,K/m。 ( 3) 静 风 ( u108, 即至 少 需 要 输 入 8个 不 同 时 次 一 次 浓 度 所 需 的 模式 输 入 参 数 。 所 不 同 的 是 , 还 需 输 入 所 有 污 染源 和 计 算 点 的 坐 标 和 每 个 计 算 时 次 的 风 向 值 。 2021-5-20 142 计 算 日 均 浓 度 的 关 键 在 于 如 何 用 比 较 简 单的 方 法 求 取 对 各 种 典 型 气 象 条 件 具 有 代 表 性 的值 , 以 及 如 何 求 得 法 规 需 要 的 最 大 日 均 浓 度 。(1)逐 日 计 算 法 : 在 逐 时 计 算 法 的 基 础 上 可 以得 到 一 年 内 任 意 24小 时 的 平 均 浓 度 。 这 种 方 法的 优 点 是 信 息 量 大 , 可 以 得 到 每 个 计 算 点 最 大的 日 均 浓 度 和 日 均 浓 度 的 概 念 分 布 等 对 大 气 环境 规 划 和 排 污 总 量 控 制 等 非 常 有 价 值 的 信 息 。当 然 , 它 需 要 的 基 础 数 据 量 和 计 算 量 都 比 较 大 ,一 般 不 易 办 到 。 2021-5-20 143 (2)典 型 日 (控 制 日 )法 : 所 谓 “ 典 型 日 ” , 是 指 与模 拟 区 典 型 空 气 质 量 状 况 相 对 应 的 有 代 表 性 的“ 气 象 日 ” 。 若 能 通 过 某 种 方 法 找 出 若 干 组 典 型日 的 气 象 条 件 , 则 能 避 免 逐 时 、 逐 日 计 算 之 苦 。 气 象 分 析 法 : 这 是 单 纯 利 用 气 象 资 料 寻 求“ 典 型 日 ” 气 象 参 数 的 方 法 , 并 不 考 虑 污 染 源 的状 况 , 甚 至 不 考 虑 污 染 源 是 否 存 在 。 它 仅 根 据 模拟 区 的 气 象 资 料 和 大 气 扩 散 规 律 , 分 析 并 归 纳 出代 表 该 地 区 一 般 的 、 有 利 和 不 利 的 日 均 大 气 扩 散稀 释 条 件 , 必 要 时 可 作 一 些 计 算 试 验 , 以 确 定 各种 典 型 日 的 模 式 输 入 参 数 。 孤 立 源 与 浓 度 场 的 响应 关 系 最 简 单 , 用 这 种 方 法 更 有 效 , 对 于 拟 建 项目 的 预 测 计 算 则 是 必 由 之 路 。 2021-5-20 144 综 合 分 析 法 : 这 是 利 用 平 行 观 测 的 气 象 和 浓度 资 料 综 合 确 定 典 型 日 计 算 条 件 的 方 法 。 在 多源 情 况 下 , 模 拟 区 的 空 气 质 量 不 仅 取 决 于 气 象条 件 , 还 和 污 染 源 的 布 局 以 及 二 者 的 相 互 关 系有 关 。 一 般 需 要 积 累 二 年 以 上 的 平 行 观 测 资 料才 能 总 结 出 比 较 可 靠 的 典 型 日 条 件 。(3)保 证 率 法 : 由 于 日 均 浓 度 的 计 算 条 件 由 8 个 以 上 的 一 次 浓 度 计 算 条 件 所 组 成 , 此 时 可 能的 气 象 条 件 组 合 数 多 不 胜 数 , 要 求 出 与 浓 度 相对 应 的 概 率 分 布 将 十 分 困 难 , 同 时 还 要 考 虑 污染 源 分 布 的 影 响 , 难 度 就 更 大 , 我 国 已 有 这 方面 的 探 索 和 研 究 。 2021-5-20 145 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 。 在 已 计 算 逐 时 、 逐 日 平 均 浓 度 的 情 况 下 ,可 以 进 一 步 求 取 一 年 内 任 意 时 段 的 长 期 平 均 浓度 , 除 此 之 外 , 一 般 都 采 用 联 合 频 率 法 计 算 长期 平 均 浓 度 , 其 要 点 是 : 需 要 用 地 理 坐 标 系 以 便 计 算 不 同 风 向 浓 度 分布 的 迭 加 ; 长 期 平 均 浓 度 公 式 代 表 每 一 对 源 和 计 算 点 之间 的 相 应 关 系 , 每 一 个 计 算 点 上 的 浓 度 等 于 所有 源 在 该 点 长 期 平 均 浓 度 之 和 ; 利 用 一 年 以 上 的 资 料 可 以 统 计 模 拟 区 大 气 稳定 度 、 风 速 和 风 向 的 联 合 频 率 。 2021-5-20 146 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 (1)建 设 阶 段 影 响 (2)运 行 阶 段 影 响 (3)服 务 期 满 后 的 影 响2 按 影 响 方 式 划 分 (1)直 接 影 响 (2)间 接 影 响 2021-5-20 147 二 、 建 设 项 目 的 大 气 环 境 影 响 识 别对 大 气 环 境 产 生 影 响 的 工 业 部 门 主 要 包 括 :l 能 源 工 业l 交 通 运 输 业l 钢 铁 工 业l 有 色 金 属 冶 炼 工 业l 化 学 工 业l 石 油 化 学 工 业l 制 浆 和 造 纸 工 业 等 2021-5-20 148 1 交 通 运 输 建 设 项 目 的 大 气 环 境 影 响 识 别交 通 运 输 业 的 影 响 要 注 意 几 个 特 殊 性 :(1) 汽 车 排 气 量 虽 小 , 但 汽 车 数 量 多 , 尾 气 成 分复 杂 。(2)汽 车 尾 气 排 气 口 高 度 接 近 与 人 的 呼 吸 高 度 。在 一 定 范 围 内 , 污 染 物 的 地 面 浓 度 与 距 离 的 平方 成 反 比 。(3)汽 车 的 体 积 小 , 流 动 性 大 。 汽 车 尾 气 污 染 具有 流 动 性 、 不 确 定 性 。 2021-5-20 149 2 能 源 建 设 项 目 对 大 气 环 境 影 响 的 识 别火 力 发 电 厂 建 成 后 对 大 气 环 境 的 影 响 主 要 来 自煤 炭 燃 烧 后 的 排 放 。 (1)排 放 量 都 大 (2)一 般 都 以 高 架 点 源 的 形 式 排 放 污 染 物 。 (3)影 响 范 围 大 。 2021-5-20 150 第 四 节 大 气 环 境 影 响 评 价一 、 工 作 程 序 、 评 价 等 级 和 评 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 (排 污 种 类 、 源 强 、 源 高 、 排 放方 式 、 排 放 温 度 、 排 烟 速 度 等 )资 料 , 进 行 污 染 源 评 价 。 大 气 环 境 现 状 监 测 与 评 价 , 取 得 本 底 浓 度 值 , 进 行评 价 区 的 环 境 现 状 评 价 。 评 价 区 地 形 和 气 象 资 料 的 收 集 和 观 测 , 取 得 环 境 预测 所 必 须 的 气 象 条 件 和 地 形 条 件 资 料 。 2021-5-20 151 评 价 区 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 。 评 价 区 污 染 浓 度 预 测 。 模 拟 计 算 工 程 投 产 后将 造 成 的 长 期 和 短 期 环 境 浓 度 分 布 , 得 到 影 响浓 度 值 。 将 本 底 浓 度 值 与 影 响 浓 度 值 迭 加 , 得到 浓 度 分 布 预 测 值 , 并 绘 制 环 境 质 量 变 化 图 。 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 。 2021-5-20 152 2021-5-20 153 2 评 价 等 级 划 分 环 境 影 响 评 价 技 术 导 则 大 气 环 境 ( HJ T2.293) , 将 大 气 环 境 影 响 评 价 分 为三 级 。 不 同 级 别 的 评 价 工 作 要 求 不 同 , 一 级 评价 项 目 要 求 最 高 , 二 级 次 之 , 三 级 较 低 。3 评 价 标 准 在 环 境 空 气 质 量 标 准 ( GB30951996)中 环 境 空 气 质 量 划 分 为 三 类 功 能 区 :相 应 的 环 境 空 气 质 量 标 准 分 为 三 级 : 一 类 区 执 行 一 级 标 准 ; 二 类 区 执 行 二 级 标 准 ; 三 类 区 执 行 三 级 标 准 。 2021-5-20 154Pi(m3/h) 地 形 Pi2.5 109 2.5 109 Pi2.5 108 Pi 2.5 108复 杂 地 形 一 二 三平 原 二 三 三 930 3 10)/( )/( :)/( mmgC htQP hmPi ii i等 标 排 放 量评 价 工 作 等 级 2021-5-20 155 2021-5-20 156 环 境 空 气 质 量 标 准 ( GB3095-1996) 中 未 规 定 的 参 数 则 采用 TJ36 79中 的 一 次 最 高 容 许 浓 度 值 ; 在 上 列 标 准 中 未 规 定的 项 目 可 选 用 国 外 标 准 , 但 必 须 征 得 环 保 部 门 批 准 。对 一 个 拟 建 项 目 , 通 过 初 步 工 程 分 析 , 可 以 确 定 1 3个 污染 物 为 主 要 污 染 物 , 然 后 计 算 其 Pi值 , 取 其 中 最 大 者 , 确 定评 价 级 别 。可 以 根 据 项 目 规 模 及 其 周 围 的 环 境 情 况 , 以 及 当 地 大 气 污染 程 度 , 对 评 价 工 作 的 级 别 作 适 当 调 整 , 但 调 整 幅 度 上 下 不应 超 过 一 级 。 对 于 三 级 评 价 项 目 , 如 果 P i2.5 107, 其 评 价内 容 可 按 有 关 规 定 进 一 步 从 简 。 调 整 或 从 简 结 果 应 征 得 环 保主 管 部 门 同 意 。 2021-5-20 157 编 号 物 质 名 称 最 高 容 许 浓 度 ( mg/m3)一 次 日 平 均1 一 氧 化 碳 3.00 1.002 乙 醛 0.013 二 甲 苯 0.304 二 氧 化 硫 0.50 0.15 2021-5-20 158 题 目 : 某 拟 建 化 工 厂 位 于 平 原 地 区 , 排 放 的 三 种 主要 污 染 物 量 为 : 硫 酸 雾 40kg/h, 氮 氧 化 物 10kg/h, 硝基 苯 1kg/h; 该 厂 排 气 筒 高 拟 定 为 H=60m。 问 该 项 目的 评 价 等 级 。已 知 : 按 GB3095-1996, 氮 氧 化 物 的 1h平 均 浓 度C0NOx=0.15mg/m3; 该 标 准 缺 其 他 两 项 , 因 此 查 TJ36-79的 值 : C0H2SO4=0.30mg/m3, 硝 基 苯C0NB=0.01mg/m3。答 案 : P imax=P0H2SO4=1.3 1082.5 108。 故 该 项 目定 为 三 级 评 价 项 目 。 2021-5-20 159 二 、 大 气 污 染 源 调 查 和 现 状 评 价 目 的 : 找 出 影 响 评 价 区 域 大 气 质 量 的 主 要污 染 源 和 主 要 污 染 物 , 为 确 定 大 气 环 境 现 状 监测 因 子 和 大 气 环 境 影 响 评 价 因 子 提 供 依 据 。1 污 染 源 调 查 内 容 (1)工 艺 流 程 : 按 生 产 工 艺 流 程 或 按 分 厂 、 车 间分 别 绘 制 污 染 流 程 图 。(2)排 放 量 : 按 分 厂 或 车 间 逐 一 统 计 各 有 组 织 排放 源 和 无 组 织 排 放 源 的 主 要 污 染 物 排 放 量 。 2021-5-20 160 (3)对 改 扩 建 项 目 的 主 要 污 染 物 排 放 量 : 应 给 出 现有 工 程 排 放 量 , 新 扩 建 工 程 排 放 量 , 以 及 预 计 现有 工 程 经 改 造 后 污 染 物 的 削 减 量 , 并 按 上 述 三 个量 计 算 最 终 排 放 量 。(4)毒 性 较 大 的 物 质 : 除 调 查 统 计 主 要 污 染 物 的 正常 生 产 的 排 放 量 外 , 对 于 毒 性 较 大 的 物 质 还 应 该估 计 其 非 正 常 排 放 量 。 如 点 火 开 炉 、 设 备 检 修 、原 燃 料 中 毒 性 较 大 成 分 含 量 波 动 、 净 化 措 施 达 不到 应 有 效 率 的 设 备 及 管 理 事 故 等 。 除 极 少 数 要 求较 高 的 一 级 评 价 项 目 外 , 一 般 只 对 上 述 各 项 中 排放 量 显 著 增 加 的 非 正 常 排 放 进 行 统 计 。 2021-5-20 161 (5)污 染 物 排 放 方 式 : 可 将 污 染 源 划 分 为 点 源 和面 源 , 面 源 包 括 无 组 织 排 放 源 和 数 量 多 、 源 强源 高 都 不 大 的 点 源 。 可 根 据 污 染 源 源 强 和 源 高的 具 体 分 布 状 况 确 定 点 源 的 最 低 源 高 和 源 强 。厂 区 内 某 些 属 于 线 源 性 质 的 排 放 源 可 并 入 其 附近 的 面 源 , 按 面 源 排 放 统 计 。 2021-5-20 162 (6)
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