大气环境影响评价.ppt

第七章大气环境影响评价 第一节大气环境影响评价工作程序和评价等级 一 大气环境影响评价工作程序 二 评价等级划分 掌握 评价等级判别参数 等级排放量 m3 h Qi 第i类污染物单位时间排放量 t h Coi 第i类污染物的空气质量标准 一般采用二级标准 mg m3 如果排放污染物多于n种 以Pi最大者为准 解 1 计算污染物排放量每小时燃煤量 960t 24h 40t h每小时SO2排放量 40 0 008 0 85 2 0 574 t h 2 计算判别参数GB3095中SO2的1小时评价质量浓度限值 二级标准 为0 5mg m3 则Pi Qi C0i 109 0 572 0 5 109 1 44 1092 5 109 Pi 2 5 108 因为其复杂地形 故应按二级评价 例 某工厂位于山谷 锅炉日耗煤960t 煤炭含硫量为0 8 其中可燃硫含量为85 试确定其评价等级 三 大气环境影响评价范围 评价区的中心 建设项目的主要污染源 如烟囱 主轴 主导风向 如无明显主导风向 可取东西或南北方向 评价范围 正方形或矩形 一级 半径16 20km 二级10 14km 三级4 6km 平原地区取上限 复杂地形取下限 确定上述各等级大气评价范围边长的原理是 保证项目主要大气污染物在评价区下风向边界处的地面浓度不高于其最大落地浓度的1 4 考虑到评价区边界外相邻区域 简称界外区域 对评价区的影响 对于排放口较高且排放量较大的点源以及地形 地理特征的调查 还应扩大到界外区域 各方位的界外区域的边长大致为评价区边长的0 5倍 如果界外区域包含有环境保护敏感区 则应将评价区扩大到这些环境保护敏感区 如果评价区内有荒山 沙漠等非环境保护敏感区 则可适当缩小评价区的范围 大气环境影响评价因子的筛选 掌握 筛选依据 拟建项目的特点和当地大气污染状况优先选择项目等标排放量Pi较大的污染物其次考虑评价区内已造成严重污染的污染物最后考虑列入国家主要污染物总量控制指标的污染物 第二节大气环境调查前期工作 1 基础资料收集 1 地理位置与地貌特征 2 自然环境调查 3 社会环境调查2 现场准备工作目标确定 技术路线设计与优化 工作进度安排 部门间协调 仪器和仪表的校准等 第三节大气环境质量现状调查与评价 调查与评价目的 查清评价区的大气环境质量现状及其形成原因 取得影响预测与评价所需的背景数据 为影响预测提供用于叠加计算所需的 本底值 调查与评价内容 获取现有的监测资料 开展现状监测 分析评价当地大气环境质量现状 一 现有监测资料分析统计分析各点各期主要污染物的浓度值 超标率 动态变化规律等 分析评价区大气环境质量的时空分布规律 二 大气环境现状监测布点方法监测位置监测制度 1 布点方法 掌握 扇形布点 以污染源为中心 沿烟羽走向呈45 90 扇形内布设监测点 目的 模式验证 测定扩散参数 测定下风向的浓度分布 网格布点 在监测范围内分成若干等面积方形网格 在网格内布设监测点 目的 为弄清多而分散的污染源所引起的大气污染 功能布点 将监测范围按工业区 生活区等分成若干功能区 在各功能区内布设监测点 目的 为弄清某些地区各风向方位的污染状况 同心圆布点 以污染源为中新画若干同心圆 再从圆心向各方位以22 5 的角度画出射线 射线与圆周交点可选为监测点 目的 为弄清某些地区各风向方位的污染状况 2 监测位置 掌握 监测点的位置应具有较好的代表性 设点的测量值能放映一定地区范围的大气污染的水平和规律 测点尽可能分布均匀 同时又便于工作 通常采用环境功能区为主兼顾主导风结合均匀性的原则 一般在主导风下风向 保护目标要布点 监测点周围应开阔 采样口水平线与周围建筑物高度的夹角应不大于30度 测点周围没有局地污染源 并应避开树木和吸附能力较强的建筑物 原则上应在20m以内没有局地污染源 在15 20m以内避开绿色乔 灌木 在建筑物高度的2 5倍距离内避开建筑物 3 监测制度 三 大气环境现状分析与评价 1 监测数据统计2 监测数据分析3 现状评价 1 单项指数法 2 综合指数法 1 单项指数法 单项质量指数法的计算公式为 式中 ci为第i种污染物监测值 mg m3 c0i为第i种污染物评价质量标准限值 mg m3 Ii为第i种污染物质量指数 Ii 1 清洁 Ii 1 污染 2 综合指数法 沈阳大气质量指数 上海大气质量指数 内梅罗指数 2 综合指数法 格林大气污染综合指数 1 指数模式 SO2污染指数 烟雾污染指数 污染综合指数 式中 S SO2实测日平均浓度 10 6 C 实测日平均烟雾系数 COH单位 305m COH 125ug m3TSP 2 指数分级 期望水平 警戒水平 极限水平 3 适用条件 寒泠季节或以燃煤为主要污染源的场合 2 综合指数法 中国空气污染指数API 1 污染因子选择 全国重点城市空气质量日报的污染因子有SO2 NO2 可吸入颗粒物 2 API级别划分 附录 3 API计算与评价方法 API计算 采用线性内插法计算各污染物的分指数 同美国PSI 取各分指数中最大者为该城市API值 计算结果只保留整数 首要污染物确定 API最大的污染物 确定空气质量级别 状况 参照API空气质量级别划分确定空气质量级别和状况 空气质量报告 城市名称 API 首要污染物 空气质量级别 污染指数API分级限值 API大气污染指数范围及相应的大气质量类别 大气环境质量现状评价的应用 选取的城市 位置及其首要污染物的出现频率 API的区域月平均值 SO2为首要污染物的出现频率 北部地区 东南部地区 南部地区 API与降水相关关系 北部地区 东南部地区 南部地区 API与风速相关关系 第四节大气污染源调查 大气污染源调查应包括拟建项目大气污染源和评价区内的现有大气污染源 大气污染源调查的核心是核定源强 排放量及相关参数 为预测评价提供数据 调查方法 1 现场实测法 Qi Qn Ci 10 6式中 Qi 废气中i类污染物单位时间排放量Qn 废气体积流量Ci 废气中污染物i的实测浓度值2 物料衡算法3 经验估计法 经验公式法排污系数法 二 大气污染源调查内容 点源调查统计内容 排气筒底部中心坐标及分布平面图 排气筒高度 m 及出口内径 m 排气筒出口烟气温度 K 烟气出口速度 m s 各主要污染物正常排放量 t a t h或kg h 毒性较大物质的非正常排放量 kg h 排放情况 如连续排放或间断排放 间断排放应注明具体排放时间 时数和可能出现的频率 面源调查统计内容将评价区在选定的坐标系内网格化 可以评价区的左下角为原点 分别以东 E 和北 N 为正X和正Y轴 网格单元 一般可取1 1 km2 评价区较小时 可取500 500 m2 按网格统计面源的下述参数 主要污染物排放量 t h km2 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 面源分类 如果面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 第五节污染气象调查 污染气象调查旨在获得用于预测大气污染物浓度的气象参数 主要是风场和大气稳定度的相关参数 风场影响大气的水平扩散 动力学因素 大气稳定度影响大气的垂向扩散 热力学因素 气象要素 对大气状态和物理现象给予定性或定量描述的物理量 气温 离地面1 5m高处的百叶箱中观测到的空气温度 气压 大气作用在单位面积上的作用力 湿度 相对湿度 露点 气象要素 风 风向 风速等 空气质点的水平运动 风空气质点的垂直方向运动 对流 10m高处一定时间内的平均值正点前10min的平均风速 风向 t 近地面风场特征分析 掌握 风向 风的来向 通常用16个风向来表达 即N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW 静风的风向用C表示 风向 风的来向 通常用16个风向来表达 即N NNE NE ENE E ESE SE SSE S SSW SW WSW W WNW NW NNW 静风的风向用C表示 风频 吹某一风向的风的次数占总的观测统计次数的百分比 称为该风向的风频 主导风向 风频最大的风向角的范围 作为区域的主导风向 其风频应有明显的优势 否则可称该区域没有主导风向或主导风向不明显 风玫瑰图 16个风向的风频联连而成的图 从图中可以读出主导风和静风率 各种稳定度条件下的m取值表 式中 uz高度为z处的风速 参考高度z0处的风速 m为风廓线指数 风速 空气在单位时间内移动的水平距离 随时间和高度变化而变化 风速的表示方式包括数值表示和字母C表示两种 其中C代表风速已经小于测风仪的最低阈值 常称为静风 三 大气稳定度及其分级 大气越不稳定 其扩散稀释能力越强 稳定度分级 帕斯奎尔法 将稳定度分为A 强不稳定 B 不稳定 C 弱不稳定 D 中性 E 较稳定 和F 稳定 六类 考虑因子 地面风速 U10 太阳高度角 云量具体做法 首先由太阳高度角和云量确定太阳辐射等级 P表7 6 然后与地面风速结合确定大气稳定度等级 见表P表7 7 表7 6太阳辐射等级数 表7 7大气稳定度的等级 注 地面风速 m s 系指距地面10m高度处10min平均风速 第六节大气环境影响预测 一 大气环境影响预测的内容与方法概述 1 预测内容 以1h平均值和日均值计的污染物最大地面浓度和位置 不利气象条件下 评价区域内的浓度分布及其出现频率 评价区域季 期 年长期平均浓度分布图 2 预测方法经验方法 主要是在统计 分析历史资料的基础上 结合未来的发展规划进行预测 数学方法 主要指利用数学模式进行计算或模拟 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 高斯模式的有关假定a 扩散中污染物是守恒的 不考虑转化 b 全部高度风速均匀稳定c 源强是连续均匀稳定的d 污染物浓度在y z风向上分布为正态分布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 二 有风点源扩散模式 坐标系原点为高架点源排放点在地面的投影点 x轴正方向为平均风向 y为横风向 在水平面上垂直于x轴 z轴垂直于水平面xoy 向上为正向 镜像全反射 像源法实源坐标 c x y z He 像源坐标 c x y z He 实源的贡献 虚源的贡献 实际浓度 地面浓度 地面烟流中心线浓度 取z 0代入公式 取y 0 z 0代入公式 最大落地浓度及出现距离 当 且则 烟气抬升高度的计算 1 有风时 中性和不稳定条件下Qh 2100KJ s 且烟气温度与环境温度的差值 T大于或等于35 1700 Qh 2100 KJ s Qh 1700kJ s 或者 T 35 K2 有风时 稳定条件下3 静风和小风时 1 有风时 1 中性和不稳定条件 热释放率Qh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 时 H采用下式计算 no 烟气热状况及地表系数 n1 烟气热释放率指数 n2 排气筒高度指数 Qh 烟气热释放率 KJ s u 排气筒出口处平均风速 m s H 排气筒距地面几何高度 m 超过去240m时 取H 240m 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 Ts 烟气出口温度 K Ta 环境大气温度 H2与公式5 16相同 P119Vs 排气筒出口处烟气排出速度 m s D 排气筒出口直径 m u 排气筒出口处平均风速 m s 2 有风时 中性和不稳定条件 当1700 Qh 2100 KJ s 时 3 有风时 中性和不稳定条件 当热释放率Qh 1700kJ s 或者 T 35 时 2 有风时 稳定条件下 式中 dTa dz 排气筒几何高度以上大气的温度梯度 k m 3 静风和小风时 横向扩散参数幂函数表达式数据 取样时间0 5h 垂直扩散参数幂函数表达式数据 取样时间0 5h 大气扩散实验 示踪法平衡球标记法烟云照相法环境风洞模拟法 平原地区的大气扩散参数已比较完善 不需做扩散试验 大气扩散试验主要用于少数复杂地形条件下的一 二级评价项目 例题 某一石油精煤油厂投产后 将会自平均抬升高度10m处排放8 104mg s的so2 排气筒高度为50m 预测在距地面10m处风速为4m s 大气稳定度为D级时 该排气筒下风向500m处 距排气筒的平均风向轴线水平垂直距离50m处的一个地面点所增加的so2浓度值 小风点源扩散模式0 5m s u10 1 5m s 静风时令u 0 则G 0 小风 静风扩散参数的系数 五 熏烟模式 夜间 高架源的烟流排入稳定的逆温层中 垂直扩散缓慢 日出后 辐射逆温自下而上消失 当逆温层消退硬驱烟流下界时 含污染物的烟流迅速向下扩散 此时上部仍为逆温 扩散只能向下发展 造成地面高污染 即为熏烟型扩散 五 熏烟模式 假定熏烟发生后 污染物浓度在垂直方向为均匀分布 六 长期平均浓度计算公式 七 日均浓度计算公式 1 保证率法 对任一关心点 根据一年的逐时气象资料 计算逐时的地面浓度 再算日平均值 将一年365天的日均浓度值按大小排列 确定某一累积频率 例如95 或98 对应于这一频率的日均浓度值即该关心点的日均浓度 如果累积频率定为98 就意味着一年之中该关心点保证357天多 365 0 98 可以达标 2 典型日法典型日法是按典型日的气象条件计算日平均浓度 选择典型日的方法有两种 选择各类污染气象条件出现的典型日期 选择最不利于扩散的气象条件出现的日期 利用这种方法时 应注意选择有代表性的污染气象条件 如风向 风速 稳定度以及当地可能出现的熏烟 山谷风 城市热岛等不利气象条件 不利气象条件 1 平坦地形 1 静风和小风 根据导则的小风和静风时的点源扩散模式 静风指U10 0 5m s 小风指1 5m s U10 0 5m s 静风污染具有各向同性和近距离污染的特点 小风污染具有风向多变和近距离污染的特点 2 熏烟 清晨 伴随着辐射逆温自下而上消退 当逆温消退到烟流顶部时的污染 称熏烟 或漫烟 污染 由于这时的温度层结为为上稳下不稳 最初聚集在逆温中的污染物迅速向地面扩散 形成高浓度的污染 3 逆温 是指气温随高度增加而增加的现象 正常情况随高度增加而减小 对逆温 一般应了解其强度 每升高100米气温的增加 逆温的底 顶高度 逆温的厚度 逆温的频率 逆温的生消规律 逆温的种类等 有逆温存在时 可能产生封闭性扩散和熏烟型扩散 2 复杂地形 1 山谷风 是在山地 山区 与平原交界处的一种地方性风 夜间山坡放热较山谷快 谷地辐射冷却较迟 致使山上气压较谷底高 冷而重的山坡空气向谷底流动 在山谷汇成一股由山谷流入平原的气流 形成 山风 而白天正好相反 形成 谷风 2 海陆风 白天 陆暖而水凉 气压为海高陆低 下层气流由海洋吹向陆地 形成海风 上层气流由陆地吹向海洋 形成陆风 夜间情况刚好相反 海陆风对水域附近大气有净化作用 但也可能产生循环污染 不利气象条件 2 复杂地形 3 过山气流 气流受山体阻挡 在山的迎风面流线密集 在山后流线稀疏 产生流线下滑作用 在背风坡产生气流下泄和尾流混合 大量实验证实 当气流流过山体时 在山的背风面将出现 背风波 背风涡 下洗 等现象 背风波只出现在有逆温层结的情况下 对污染物影响较大的是背风涡和下洗 或尾迹 污染源的排放口绝不能设置在背风涡中 也应尽量避免设置在下洗区或有可能将污染物带到下洗区的区域 4 热岛环流 由于城市气温较农村高 城区暖而轻的空气上升 四周冷空气向城区补充 形成所谓城市热岛环流 不利气象条件 八 线源模式 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 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 线源与风向垂直 线源与风向平行 线源与风向成任意角 连续线源公式 第12题 在阴天 D级稳定度 情况下 风向与公路垂直 平均风速为4m s 最大交通量为8000辆 h 车辆平均速度为64km h 每辆车排放CO量为2 10 2g s 试求距公路下风向300m处的CO浓度 已知D级稳定度300m处 z 12 1m g m3 g ms 解 公路当作一无限长线源 源强为 九 面源模式 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 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 第七节工程项目大气环境影响评价 一 评价指标 评价指数 如果Ii 1为超标 否则为未超标 Ci 污染物i的预测浓度 C0i 污染物i的大气环境目标浓度 污染分担率 平方可视为一种加权方式 突出主要污染源的影响 由Kij可判断拟建项目对环境影响的程度 如果Kij 50 则认为影响较大 二 评价内容 1 建设项目选址与总图布置 根据建设项目各主要污染因子的排放源在评价区内关心点上的污染分担率 对厂址选择是否合理提出评价和建议 根据建设项目各污染源在评价区关心点以及本项目的厂区 办公区 职工生活区等区域的污染分担率 对总图布置的合理性提出评价和建议 从大气环境保护的角度 进行多方案比较并提出推荐意见 2 污染源 根据各污染因子和各类 个 污染源在超标区或关心点上的Ii及Kij值 确定主要污染因子和主要污染源 并对各污染因子和污染源的贡献大小排序 对主要污染物或污染源的原设计方案 源高 源强 工艺流程 综合利用措施和治理技术等 从大气环保角度 提出评价和建议 按总量控制的原则 提出比较合理的标准分担率 标准分担率是该建设项目某一污染因子的允许最大地面浓度占该因子环境目标值 环境质量标准值 的百分比 3 分析超标时的气象条件 根据预测结果分析出现超标时的气象条件 例如 静风 大气稳定度 熏烟 辐射逆温 局地环流等 给出主要影响因素及这些因素的出现时间 强度 周期和频率 对于扩建项目 如已有污染因子的监测数据 可结合同步观测的气象资料 分析其超标时的气象条件 4 环境空气质量全面分析建设项目最终选择的设计方案对评价区大气环境质量的影响 并给出这一影响的综合性估计和评价 5 环境保护对策与措施 三 结论 1 结论的内容结论中的内容包括大气环境现状 建设项目工程分析中有关大气污染源的分析 各方案下建设项目对大气环境影响预测和评价的结果 环保措施的评述和建议等 2 最终结论大气环境影响评价的最终结论 应明确拟建项目在建设与运行各阶段能否满足预定的大气环境保护目标的要求 1 应做出 可以满足大气环境保护目标要求 的结论的情况 除很小范围以外 大气环境质量均能达到预定要求 而且大气污染物排放量符合区域污染物总量控制的要求 非主要的个别大气污染物参数在较大范围内不能达到预定的标准要求 但采取一定的环保措施后可以满足要求 2 应做出 不能满足大气环境保护目标要求 的结论的情况 大气环境现状已 不能满足大气环境保护目标要求 要求的污染削减量过大而导致削减措施在技术 经济上明显不合理 大气环评实例 应用实例 某钢铁厂技改工程大气环境影响评价 工程概况 生产钢材能力由15万t a增加到30万t a需完成转炉炼钢 电炉炼钢等系统的扩建和技术改造 废气排放量将增加厂址位于城市东面 距城区中心7km 地形为河谷盆地 地质结构为风成黄土属温带半干旱气候 干旱而寒冷 温差大 降水少 评价等级及范围的确定 技改工程主要污染物为TSP SO2 TSP排放量为4580t a SO2排放量为1210t a根据评价等级确定公式 计算得到PTSP 1 74 109 PSO2 2 75 108 故评价级别为三级 二级 评价范围根据级别及周围实际情况选择6 5km 工程分析 电炉炼钢工艺流程 钢铁料合金料熔化氧化扒渣还原浇铸在熔化 氧化 还原阶段均有废气排放 主要是烟尘 SO2 CO CO2 氟化物等 转炉炼钢工艺流程 矿石 石灰 铁水 氧气转炉炼钢炼钢 炼