武汉大学璐珈山校区大气现状评价.doc

目录1 总论11.1 环境质量现状评价项目的由来11.2 编制环境质量现状报告书的目的11.3 编制依据11.4 评价标准11.5 评价范围21.6 控制及保护目标32 评价区概况42.1 武汉大学珞珈山校区背景42.2 影响因素分析53 环境现状调查63.1 自然环境调查63.2 社会环境调查83.3 评价区大气环境质量现状调查84 污染源调查与评价124.1 TSP含量的现状调查与监测124.1.1 采样点的设置124.1.2采样时间与频率144.1.3 监测方法与步骤144.1.4 监测数据记录154.2 SO2和NO2含量的现状调查165. 监测结果和评价175.1 数据处理175.1.1 TSP监测数据处理175.1.2 SO2和NO2数据处理185.2 大气质量状况评价195.2.1 TSP195.2.2 SO2和NO2196 大气环境质量现状评价结论206.1 污染源206.2 大气环境质量现状207 建议227.1 控制污染源227.2 绿化造林227.3 加强环境空气质量管理238 附表249 参考文献25致谢261 总论1.1 环境质量现状评价项目的由来武汉大学珞珈山校区是武汉大学的主校区，也是武汉的一大景点，其中大气的质量状况对学校学生的学习和生活至关重要。借这次课程设计的机会，对武汉大学珞珈山校区进行大气环境现状评价，锻炼自己的运用理论知识解决实际问题的能力。1.2 编制环境质量现状报告书的目的运用所学知识熟悉环境质量现状评价的过程和编制环境质量现状报告书，提出对如何保持和改善大气质量的合理措施。提高自己收集资料进行分析问题和解决问题的能力，同时了解武汉大学珞珈山校区的大气质量现状，监测珞珈山校区主要的大气污染物，并以此为依据对武汉大学珞珈山校区的规划发展提出可行性的改善措施。1.3 编制依据以国家和地区的法律，法规和政策为依据：（1） 中华人民共和国环境保护法，1989年12月26日；（2） 中华人民共和国环境影响评价法，2002年10月28日；（3） 中华人民共和国大气污染防治法，2000年4月29日；（4） 湖北省环境保护局鄂环字1998第5号文湖北省建设项目环境保护管理实施细则，1998年12月；1.4 评价标准在环境空气质量标准(GB3095-96)中环境空气质量划分为三个功能区：一类区，主要适用于自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区；二类区，主要适用于城镇规划确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区，主要适用于特定工业区1。相应的环境空气质量标准划分为三个等级：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。1武汉大学珞珈山校区是文教区，属于二类功能区，执行国家环境空气质量标准(GB3095-96)的二级标准，见附表。1.5 评价范围武汉大学位于湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号，主校区是珞珈山校区。珞珈山校区由东湖路，珞狮北路和八一路所包围，东面濒临东湖，环抱珞珈山，本次评价范围如图1所示。图1 武汉大学珞珈山校区示意图1.6 控制及保护目标本次大气质量现状评价是针对武汉大学珞珈山校区大气的TSP，SO2和NO2，并针对以上影响因素提出改善大气环境质量的建议。保护目标是位于武汉大学珞珈山校区的居民等活动群体，以及人们的工作，学习和生活的环境质量状况。2 评价区概况2.1 武汉大学珞珈山校区背景武汉大学位于湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号 ，武汉大学校园占地面积5 600亩（含附属医院占地面积438亩），建筑面积389万平方米（含附属医院建筑面积536760平方米）。校园环境优美，风景如画，被誉为“世界上最美丽的大学之一”。校园濒临东湖，环抱珞珈，满园苍翠，桃红樱白，鸟语花香。中西合璧的宫殿式早期建筑群古朴典雅，巍峨壮观，堪称“近现代中国大学校园建筑的佳作与典范”，一批武汉大学早期建筑（群）被国务院列为“全国文物重点保护单位”如：宋卿体育馆、老图书馆、半山庐、十八栋。近年来，武大学人又进一步精心治理校园，法学大楼、经管大楼、外语大楼等文科区标志性建筑群拔地而起，气势雄伟，新老建筑交相辉映，相得益彰，珞珈校园更加多姿多彩。学生住宿区桂园、枫园、樱园、梅园因其风景而命名，春夏秋冬，桂樱梅枫可以说是诗情画意。还有湖滨、星湖等住宿区都各有特色。校内四季常青，花香流溢，以樱花最为有名，有樱花城堡、樱花大道、樱顶、珞珈广场等相关景点（每年春季3月中旬，樱花盛开的时候，武汉大学都会吸引数百万的游客前来赏花，期间发生的一些事情，也常常引发一些讨论的热点），武汉大学校园内就有种子植物120科、558属、800多种，其中属于珍稀濒危的植物有11科17种，古树名木13株；此外，还有大量小灌木、野生花卉、药用植物和岩生植物，如盘龙参、紫芝、海金沙、金鸡菌、挖耳草、江南毛莨等。丰富多彩的植物体系和数量众多的珍稀植物，使珞珈山被誉为全国树木园，曾有植物学家到校园考察后，惊叹武大就是一个天然的植物园。事实上，拥有多种国家一级保护树种的武汉大学校园，本身就是中国植物学会植物园分会。2.2 影响因素分析根据武汉市环保局提供的武汉市环境空气质量月报，武汉市的大气环境评价因子是TSP，SO2和NO2。学校食堂的烟囱所排放的气体是是校园空气污染的主要来源，珞狮北路和八一路的来往车辆非常多，汽车排放的尾气对校园环境的污染不可忽略。本次监测只对校园内食堂所排放的气体对校区大气的影响作评价。3 环境现状调查3.1 自然环境调查武汉市位于江汉平原东部，长江中游与长江、汉水交汇处。东经1134111505，北纬29583122。东端在新洲区柳河乡将军山，西端为蔡甸区成功乡窑湾村，南端在江夏区湖泗乡刘均堡村，北端至黄陂区蔡店乡下段家田村。市区由隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三镇组成，通称武汉三镇。武汉市属亚热带湿润季风气候，受季风环流的支配，是雨量充沛、日照充足、四季分明、冬干夏雨、雨热同季的典型北亚热带季风气候。总体气候环境良好，近几年，年均降雨量1269毫米，且多集中在6-8月。年均气温15.8-17.5，年无霜期一般为211天-272天，年日照总时数1810小时-2100小时。武汉市国土面积8467.11平方公里，其中城区面积3963.6平方公里，郊区面积736.51平方公里，市辖县面积3740平方公里，为全省土地总面积的4.6。武汉总属江汉平原，市区地势东高西低，大部分地区在海拨50米以下，海拔200米山地面积占全市面积的5%左右，地势中间低平，黄陂、新洲北部属中低丘陵地区，为大别山的绵延部分。河流水系由北部丘陵向南发展，注入长江。平原部分湖泊众多，地势低平，近代冲积层厚达3050米，是很好的农耕地区。这种特殊的地理地貌条件，是形成武汉市气候特征的重要因素之一。武汉市地处北亚热带季风气候区内，受季风环流的支配，冬夏季风交替明显，为四季分明、阳光充足、雨量丰富、冬干夏雨、雨热同季的典型北亚热带季风气候。 （1）风向与风速大气污染浓度变化与风速变化成反比，风大时污染轻；风小时，污染重。经查阅武汉市2006年第一季度气象资料得出：武汉市在这个季节里的平均风速小，第一季的平均风速仅为1.5ms-1。其中小风（2ms-1）日数有71天，占总日数的59.2%；静风（1ms-1）日数为37天，占总日数的30.8%。而风速小，大气污染物的水平稀释、迁移扩散能力弱，引起局部范围内地面污染物浓度增加。可见，风速是影响污染物扩散的主要因素之一。大气污染浓度与风向也密切相关。一般来说，上风向常常因污染物被带走而浓度降低，下风向是污染物的输送方向，浓度将增高。最多风向的下风向，高浓度污染机会多。但小风时，下风向近距离污染最严重。污染浓度与风向有关，又与风速大小、距离远近有关。本季度13月东北风为主导风向，4月风向以西南风为主导。本季度风速不大，平均在1.5ms-1左右，小风和静风的情况占了绝大多数时间。因此，武汉市的大气污染应以本地源为主。（2）风场地面风场：冬季，在不稳定冷锋影响下，武汉市全天盛行较强的偏北风。在稳定的天气系统下，白天为较大范围的偏北风流，傍晚时，风向明显换为较大范围的偏南风。因水域或地形影响，某小范围会形成局地环流。在两种不同的天气系统控制下，对大气污染影截然不同，前者能降低污染物的浓度，后者在不同范围内，形成不同程度的污染物的往复循环，即重复污染。风的垂直变化：冬季，100米以下，风速随高度增加而加大，100-400米之间风速随高度变化不大，但风速的日变化加大，400米以上风速随高度的变化小。各高度风速以夜间大于白天为主。夏季，400米以下风速随高度增加迅速加大，400米以上风速变化小，但日变化大于下层，因白天湍流交换较强，加大风速，夜间停留减弱，容易形成逆温，使得风速减小，成为日大夜小的风速特点。以上是武汉市的地面风场和垂直风场，在夏季对大气污染物的扩散输送作用强，冬季风场对扩散输送不利，使冬季成为污染严重的季节。因此，应重点对冬季的大气污染问题进行研究。（3）气温武汉市冬季气温低，气层稳定，大气污染物浓度高；但进入夏季后，气温高，气层不稳定，大气污染物浓度低。一般来说，气温的日变化与年变化一样，一日中，白天气温升高，夜间气温下降，形成白天大气湍流交换强，大气污染浓度低；夜间气流下沉，湍流减弱，大气污染浓度增高。气温的垂直分布，决定着大气的层结状态，当气温上高下低时，层结稳定；气温上低下高时，层结不稳定，湍流扩散强。因此，气温的时空分布，影响着大气中污染物的堆积扩散程度。武汉市本季均气温约为4.9，13月上旬常出现逆温，4月明显表现出热岛效应。武汉市近几年的年平均气温稳步攀升，最高和最低的气温差值为44，这也是与全球气候变暖带来的后果密不可分的。3.2 社会环境调查武汉大学位于湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号，校园濒临东湖，环抱珞珈，满园苍翠，桃红樱白，鸟语花香。中西合璧的宫殿式早期建筑群古朴典雅，巍峨壮观，一批武汉大学早期建筑（群）被国务院列为“全国文物重点保护单位”如：宋卿体育馆、老图书馆、半山庐、十八栋。近年来，武大学人又进一步精心治理校园，法学大楼、经管大楼、外语大楼等文科区标志性建筑群拔地而起，与老建筑交相辉映，相得益彰。武汉大学以珞珈山为界分为了教学区和生活区。珞珈山北面为教学区，学生住宿区桂园、枫园、樱园和梅园分散在各教学楼和运动场之间。南面是生活区，有明贤苑，诚贤苑，弘贤苑和毅贤苑四个生活区。校园居住人口大约有50000，包括普通本科生，硕士生，博士生和教职工。校园西临八一路和珞狮路的繁华街道，交通繁忙，车辆流量很大，汽车尾气对校园环境影响不能忽略。校园的大门面对的是正在施工的立交桥，施工形成的灰尘和噪声对校园也有一定的影响。3.3 评价区大气环境质量现状调查根据2009年3月6日武汉市环保局公布的2008年武汉市环境状况公报显示，2008年，武汉市城区全年有294天空气质量为优良，占全年天数的80.3%，比上一年多出18天。这是该市自2000年实现空气质量日报以来，增长天数最多的一年。据称，除了天气本身原因外，也与该市在2008年改造342台煤锅炉，更新600台公汽，让1283台出租车使用清洁能源等有关。2008年，城区空气污染指数（API）平均值为81（2007年为87），环境空气质量总体为良。全年有294天空气质量为优良，占全年天数的80.3%，比上年增加4.7个百分点。监测结果表明：2008年城区环境空气中二氧化硫年均值为0.051mgm-3，比2007年下降0.010mgm-3，下降16.4%。二氧化氮年均值为0.054mgm-3，比2007年下降0.001mgm-3，下降1.8%，均符合环境空气质量标准 （GB3095-96）中二级标准。可吸入颗粒物年均值为0.113mgm-3，超过环境空气质量标准（GB3095-96）二级标准0.13倍，比2007年下降0.010mgm-3，下降8.1%。见图2-图42008年，全市降尘年均值为11.73吨/平方公里月，比上年下降0.28吨/平方公里月。 2008年，全市酸雨样品检出频率为27.2%，较上年上升了1.0个百分点，全市降水pH年均值为5.17，pH值较上年上升0.26，酸性减弱；酸雨PH年均值为4.71,较上年上升0.36，酸性减弱。图5 武汉市空气质量自动监测点4 污染源调查与评价污染源向环境中排放的污染物是造成环境污染的根本原因。污染物排放污染物的种类、数量、方式、途径及污染源的类型和位置，直接关系到它危害的对象、范围和程度。因此，污染源调查与评价是环境现状评价的基础工作。4.1 TSP含量的现状调查与监测4.1.1 采样点的设置本次监测采用网格布点法2，设置了三个采样点。采样点1设置在面对珞狮路的校门口，因为这里来往车辆比较多，监测尾气对大气的影响。采样点2设置在珞珈山的西面的教学活动区，这里主要污染源是梅园，桂园和樱园三个食堂所排放的气体。采样点3设在珞珈山东面，这里是枫园所在地。各采样点的位置如图6所示。图6 采样点的设置4.1.2采样时间与频率采取每日分两个时间段的办法，在每个监测点采样2天，每天监测一次。采样时间为8:0018：00，频率为一次（8小时非连续）/天，监测时间段分别为上午8：0012：00和下午14：0018：00。4.1.3 监测方法与步骤本监测实验采用中流量空气采样仪中配置滤膜的方法来进行采样。本实验采用了以下实验仪器和材料：（1） 中流量采样器；（2） 中流量孔口流量计：量程70160Lmin-1；（3） U型管压差计：最小刻度10Pa；（4） X光看片机：用于检查滤膜有无缺损；（5） 分析天平：称量范围10g，感量0.1mg；（6） 恒温恒湿箱：箱内空气温度1530可调，控温精度1；箱内空气相对湿度控制在（505）%；（7） 玻璃纤维滤膜；（8） 镊子、滤膜袋（或盒）；（9） 温度湿度计；（10） 气压计。实验测定步骤如下：（1） 用孔口流量计校正采样器的流量；（2） 滤膜准备：首先用X光看片机检查滤膜是否有针孔或其他缺陷，然后放在恒温恒湿箱中于15-30任一点平衡24h，并在此平衡条件下称重（精确到0.1mg），记下平衡温度和滤膜重量，将其平放在滤膜袋或盒内；（3） 采样：取出称过的滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上（绒面向上），用滤膜夹夹紧。以100Lmin-1流量采样1h，记录采样流量和现场的温度湿度及大气压。用镊子轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放入滤膜袋内；（4） 称量和计算：将采样滤膜在与空白滤膜相同的平衡条件下平衡24h后，用分析天平称量（精确到0.1mg），记下重量（增量不应小于10mg），按下式计算TSP含量：TSP含量（mg/m3）式中：W1采样后的滤膜重量，单位：mg；W0空白滤膜的重量，单位：mg；Q采样器采样流量，单位：Lmin-1；t采样时间，单位：min。34.1.4 监测数据记录根据以上所述步骤进行实验，所得数据记录表1。表1 TSP监测数据监测点编号监测时间采样时长/min流量/Lmin-1标况采样体积/m3滤膜重量/mg日期阶段采样前采样后16.6上午24010021.113463.7469.3下午21.128465.4470.86.7上午21.110460.9467.4下午21.120464.1470.526.8上午21.113459.9465.1下午21.122461.3467.06.9上午21.119459.7466.0下午21.133460.5466.336.10上午21.111460.1466.6下午21.131461.2468.06.11上午21.118462.9469.1下午21.133459.5465.94.2 SO2和NO2含量的现状调查根据武汉市环保局提供的资料，将武汉市1月份，2 月份和3月份的环境空气质量月报的SO2和NO2监测值作为参考，如表2。表2 2009年13月份武汉市环境空气质量月份SO2/mgm-3NO2/mgm-3月均值最高日均值月均值最高日均值10.0560.1090.0520.08320.0370.1480.0470.11330.0440.1280.0570.165其中1月份的SO2 和NO2的最高日均值都出现在武昌紫阳和汉口江滩；2月份 SO2的最高日均值出现在吴家山，NO2的最高日均值出现在汉口江滩；3月份的分别是汉口花桥和汉口江滩。5. 监测结果和评价5.1 数据处理5.1.1 TSP监测数据处理监测区属于二类功能区，执行环境空气质量标准（GB309596）的TSP浓度二级标准0.30mg/m3，用公式占标率= 计算占标率，其中：CTSP监测浓度，mgL-1；CTSP0标准浓度，mgL-1。4将计算结果填入表3。表3 监测点TSP监测值比较监测点编号日期（月日）CTSP/mgm-3日平均浓度/mgm-3CTSP0/mgm-3占标率%16.60.2600.2830.3086.76.70.305101.726.80.3150.307105.06.90.29899.336.100.2440.26582.36.110.28695.3不同时段各监测点的TSP浓度也会不同，表4是各监测点上午和下午的TSP浓度值比较。表4 监测点不同时段的TSP浓度监测点编号监测时间浓度/mgm-3日期阶段16.6上午0.265下午0.2566.7上午0.308下午0.30326.8上午0.322下午0.3086.9上午0.303下午0.29436.10上午0.270下午0.2466.11上午0.275下午0.2985.1.2 SO2和NO2数据处理监测区执行环境空气质量标准（GB309596）的SO2和NO2的浓度的二级标准，其中SO2的标准日平均浓度为0.15mgm-3，NO2的标准日平均尝试为0.10 mgm-3。将各月份的污染物超标率列于表5。表5 SO2和NO2的占标率月份SO2NO2月均值占标率%最高日均值占标率%月均值占标率%最高日均值占标率%137.372.752.083.0224.798.747.0113.0329.385.357.0165.05.2 大气质量状况评价5.2.1 TSP据表3可知，评价区的TSP污染程度总体上来说不是很大。6天的监测时间里有4天的监测结果达到环境空气质量标准的二级标准。监测点2的TSP浓度明显比监测点1和监测点3的TSP浓度大，且超过了环境空气质量标准的二级标准。原因可能是监测点2在一座珞珈山和一座狮子山所围成的一个谷中，气流流通状况不好，污染物的扩散程度没有监测点1和监测点3的扩散程度高，所在地的TSP浓度相对比较高。监测点1的浓度比监测点3的高，因为监测点靠进公路，扬尘多于监测点2。监测结果表明，TSP的浓度在同一天的上午和下午也不同。在所监测的6天里有5天上午的TSP浓度比下午的TSP浓度要高，原因是上午的温度比下午温度低，低温不利于气体的扩散，所以上午的TSP浓度较高。5.2.2 SO2和NO2SO2的浓度没有超过环境质量标准制定的二级标准，NO2的浓度整体上来说符合国家标准，偶尔几天会超出标准，但是超出标准的最高日平均浓度的地方没有出现在评价区，说明NO2对大气的影响不大。6 大气环境质量现状评价结论6.1 污染源武汉大学珞珈山校区的主要污染源是TSP，SO2和NOX（以NO2计）。TSP的来源是汽车尾气和居民生活所产生的扬尘，氮氧化物主要来源于汽车排气，二氧化硫主要来自于燃料的燃烧等排放的废气，对人的健康危害较大。6.2 大气环境质量现状武汉大学珞珈山校区大气环境质量现状整体还比较好, 各监测点的TSP含量基本满足该地区执行的环境空气质量标准（GB3095_1996）的TSP浓度二级标准0.30mgm-3，并且低于0.30mgm-3。武汉大学珞珈山校区的大气污染物主要是TSP，氮氧化物和二氧化硫。其中TSP污染主要来自一些类型简单但危害大的常见污染源，尤其是建筑施工和车辆扬尘这两种活动，它们不仅分布广，而且与人群距离近，极易对区域内人的身体健康造成极大且直接的危害。氮氧化物主要来源于车辆排放的废气，二氧化硫主要来源于燃料燃烧等排放的废气，容易引起支气管炎和肺损害等疾病。通过研究得出了以下结论：（1） 气温是影响该地区TSP浓度的重要因素；（2） 车辆扬尘和人们活动产生的TSP污染是评价区危害较大的一类污染源；（3） 该区域的TSP浓度在近夏季已经时常超过国家标准，对区域内的环境造成了极大的破坏，降低了区域内的能见度；（4） 本年内，随着气温的持续升高，该区域内的TSP浓度将会在整个夏季处于一个低谷，而伴随着雨季的到来，TSP浓度也将逐步攀升，直到最冷的冬季来临；（5） 预计这种相对稳定在中污染水平的趋势，在近年内不会有明显的改观。大气总悬浮颗粒物是重要的空气污染物之一。而TSP也是反应大气质量状况的重要指标之一。经多年努力，武汉市在防治空气污染方面已经取得了重要进展。各种监测数据表明，武汉市空气质量在与我国北方城市中的比较中处于较好状态，与此同时也显示，武汉市的空气质量状况在与我国中部以及南方城市的比较中却差距较大。而影响武汉市空气质量的主要污染物是TSP，与SO2，NOX二者相比，TSP超标频率最高，经常处于2-3级之间。为进一步提高空气质量，必须对TSP进行防治，使空气中的TSP污染程度降下来。 氮氧化物是造成光化学烟雾的主要污染物，而二氧化硫是造成硫酸盐烟雾的主要污染物，两种烟雾对大气环境影响很大，能降低可见度，而主要的危害是对人类健康的威胁。7 建议7.1 控制污染源要减少大气污染物的排放量，必须在污染源调查的基础上，运用技术的、经济的、法律的以及其他管理手段和措施，对大气污染源进行的控制。大气污染源控制包括减少污染物的产生和治理净化已产生的污染物两个方面。主要措施为：（1） 分散人群,合理布局工业,即居住区和工厂不宜过分集中，使用清洁生产工艺，以减少一个地区内污染物的排放量；（2） 对燃料进行预处理，以减少燃烧时产生污染大气的物质,改变燃料构成,使用低硫燃料, 推广使用天然气；（3） 区域集中供暖供热,高烟囱排烟,控制废气的排放时间；（4） 减少交通废气的污染：改进发动机的燃烧设计和提高汽油的燃烧质量，使油得到充分的燃烧以及提高交通运输工具废气的净化效果。（5） 加强监督管理，减少事故性排放和无组织排放；（6） 制定地方排放标准、合格的能源价格和分配政策。57.2 绿化造林绿化造林,提高城市的绿化率,不仅可以有效的改善大气环境质量,还可以增进城市美化。（1） 树木和植物是天然除尘器树叶上长着许多细小的茸毛和黏液，能吸附烟尘