第五章大气环境影响评价2

1、 大气环境影响评价大气环境影响评价1. 大气环境影响评价概述大气环境影响评价概述 2. 大气污染源调查与评价大气污染源调查与评价3. 污染气象参数调查污染气象参数调查4. 大气环境质量状况调查大气环境质量状况调查 5. 大气污染物的浓度预测模式大气污染物的浓度预测模式6. 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理 5. 大气污染物的浓度预测模式大气污染物的浓度预测模式 点源扩散的高斯模式点源扩散的高斯模式 点源扩散高斯模式中参数的选取点源扩散高斯模式中参数的选取 非点源非点源大气大气污染物扩散预测污染物扩散预测 特殊情况下大气污染物预测模式特殊情况下大气污染物预测模式1.1 坐标系坐标系原点原

2、点： 排放点（无界点源或地面源）或高架排放点在地面的排放点（无界点源或地面源）或高架排放点在地面的投影投影;X轴轴：与平均风向一致：与平均风向一致;Y轴轴：在水平面内垂直于：在水平面内垂直于X轴，轴， Y轴的正向在轴的正向在X轴的左侧，轴的左侧，Z轴轴：垂直于水平面，向上为正向，：垂直于水平面，向上为正向， 即为右手坐标系。即为右手坐标系。 在这种坐标系中，烟流中心或与在这种坐标系中，烟流中心或与X轴重合（无界点源），轴重合（无界点源），或在或在XOY面的投影为面的投影为X轴（高架点源）。下面介绍的模式都轴（高架点源）。下面介绍的模式都是在这种坐标系中导出的。是在这种坐标系中导出的。 1.2

3、高斯模式的四点假设高斯模式的四点假设（1）污染物在空间中呈正态分布（高斯分布）；）污染物在空间中呈正态分布（高斯分布）；（2）在整个空间中风速是均匀的、稳定的；）在整个空间中风速是均匀的、稳定的；（3）源强是连续均匀的；）源强是连续均匀的；（4）在扩散过程中污染物质量是守恒的。）在扩散过程中污染物质量是守恒的。 对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点假设对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点假设条件都是遵守的。条件都是遵守的。222222( , , )exp()22()()exp)exp) 22yzyeezzQyC x y zuzHzH 由这一模式可求出下风向任一点的污染物浓度。由这一模式可求

4、出下风向任一点的污染物浓度。 当有风时（当有风时（u101.5m/s）1.3 连续点源高斯模式连续点源高斯模式(P111) 掌握掌握222222()()( , , )exp() exp)exp) 2222eeyzyzzzHzHQyC x y zu c (x,y,z) 下风向某点（下风向某点（x,y,z）处的空气污染物浓度，）处的空气污染物浓度，mg/m3；x下风向距离，下风向距离，m；y横风向距离，横风向距离，m；z距地面高度，距地面高度，m；*Q气载污染物源强，即释放率，气载污染物源强，即释放率，mg/s；*u排气筒出口处的平均风速，排气筒出口处的平均风速，m/s；y 、z分别为水平方向和垂

5、直方向扩散参数分别为水平方向和垂直方向扩散参数;*He有效排放高度，有效排放高度，m。地面浓度扩散模式地面浓度扩散模式 我们时常关心的是地面浓度而不是任一点的浓度。我们时常关心的是地面浓度而不是任一点的浓度。222222()()( , , )exp() exp)exp) 2222eeyzyzzzHzHQyC x y zu 当当z0时，由时，由推导得到地面浓度模式：推导得到地面浓度模式：2222( , ,0)exp() exp()22eyzyzHQyC x yu 掌握掌握地面轴线浓度扩散模式地面轴线浓度扩散模式22( ,0,0)exp()2eyzzHQC xu 地面浓度以地面浓度以X轴为对称，轴

6、为对称，X轴上具有最大值，向两侧（轴上具有最大值，向两侧（Y方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。当当y=0，z0时，由时，由222222()()( , , )exp() exp)exp) 2222eeyzyzzzHzHQyC x y zu 推导得到地面轴线浓度模式：推导得到地面轴线浓度模式：掌握掌握 y和和z 是距离是距离x的函数，随的函数，随x的增大而增大，通的增大而增大，通常可表示成下列幂函数形式：常可表示成下列幂函数形式： 11xy22xz式中式中1、2、1、2均为常数。均为常数。 两项共同作用的结果，必然在某一距离两项共同作用

7、的结果，必然在某一距离x处出现浓度处出现浓度c的最大值的最大值! yzQu 22exp()2ezH随随x增大而减小，增大而减小，随随x的增大而增大的增大而增大地面最大浓度模式地面最大浓度模式max212eQCe uH P2211()21max22()(1)eHx12111222()12111(1)(1)(1)22122(1)ePHe 地面最大浓度模式地面最大浓度模式(P112)掌握掌握掌握掌握 高斯扩散模式中高斯扩散模式中y、z的确定的确定P117（1）有风有风情况下扩散参数情况下扩散参数y和和z的确定的确定(u101.5m/s) 采样时间采样时间0.5h时，扩散参数时，扩散参数y和和z通常可

8、表示成下列幂通常可表示成下列幂函数形式函数形式： 11xy22xz式中：式中：1横向扩散参数回归指数；横向扩散参数回归指数； 2铅直扩散参数回归指数；铅直扩散参数回归指数； 1横向扩散参数回归系数；横向扩散参数回归系数； 2铅直扩散参数回归系数；铅直扩散参数回归系数； x 距排气筒下风向水平距离，距排气筒下风向水平距离，m；（取样时间为（取样时间为0.5小时）小时）横向扩散参数幂函数表达式数据横向扩散参数幂函数表达式数据（取样时间（取样时间0.5小时）小时）垂向扩散参数幂函数表达式数据垂向扩散参数幂函数表达式数据平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法是平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取

9、方法是：A A、B B、C C级稳定度直接由表查算，级稳定度直接由表查算，D D、E E、F F级稳定度则需向不级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表查算。稳定方向提半级后由表查算。工业区或城区中的点源扩散参数选取方法是工业区或城区中的点源扩散参数选取方法是：A A、B B级不提级，级不提级，C C级提到级提到B B级，级，D D、E E、F F级向不稳定方向提一级，再按表查算。级向不稳定方向提一级，再按表查算。丘陵山区的农村或城市扩散参数选取方法同工业区。丘陵山区的农村或城市扩散参数选取方法同工业区。说明说明: P117 如果取样时间如果取样时间大于大于0.5h，则铅直方向扩散参数不变，横，则

10、铅直方向扩散参数不变，横向扩散参数及稀释系数满足下式：向扩散参数及稀释系数满足下式： 2121()qyyy2对应取样时间为对应取样时间为2时的横向扩散系数，时的横向扩散系数，m；y1取样时间为取样时间为0.5小时计算得到的横向扩散系数，小时计算得到的横向扩散系数，m； q时间稀释指数，由下表确定。时间稀释指数，由下表确定。 时间稀释指数时间稀释指数q q扩散参数扩散参数y和和z通常可表示成下列函数形式：通常可表示成下列函数形式： y=01T，z=02T 高斯扩散模式中高斯扩散模式中y、z的确定的确定(P118)（2）小风（）小风（1.5m/su100.5m/s）和静风（）和静风（u10u100

11、.5m/s）和静风（）和静风（u100.5m/s）扩散参数的系数）扩散参数的系数01、02 高斯扩散模式中高斯扩散模式中y、z的确定的确定1021uHQnHnnh（1）有风时，中性和不稳定条件下，）有风时，中性和不稳定条件下，H按下述方法计算。按下述方法计算。 当烟气热释放率当烟气热释放率Qh大于或等于大于或等于2100kJ/s，且且烟气温度与环烟气温度与环境温度的差值境温度的差值T大于或等于大于或等于35K时，时，H采用下式计算：采用下式计算： 0.35havtTQPQT T=Tt-Ta(5-16) *有效源高的计算有效源高的计算有效源高有效源高H等于烟囱实体高度等于烟囱实体高度Hs与烟流抬

12、升高度与烟流抬升高度H之和之和： He=Hs+H式中：式中：n0烟气热状况及地表状况系数；烟气热状况及地表状况系数； n1烟气热释放率指数；烟气热释放率指数； n2排气筒高度指数；排气筒高度指数； *Qh烟气热释放率，烟气热释放率，kJ/s； H排气筒距地面几何高度，排气筒距地面几何高度，m，超过超过240m取取H=240m； Pa大气压力，大气压力，hPa； *Qv实际排烟率，实际排烟率，m3/s； T烟气出口温度与环境温度差，烟气出口温度与环境温度差，K； Tt烟气出口温度，烟气出口温度，K； Ta环境大气温度，环境大气温度，K； *u排气筒出口处平均风速，排气筒出口处平均风速，m/s。

13、n0、n1、n2的选取的选取 (P120)当当1700kJ/sQ h2100kJ/s时，时， 4001700)(121hQHHHHuQuQDVHhhs/ )1700(048. 0/ )01. 015(21式中：式中：Vs排气筒出口处烟气排出速度，排气筒出口处烟气排出速度，m/s； D排气筒出口直径，排气筒出口直径，m； H2按式（按式（5-16）计算；）计算； 当当Qh1700kJ/s或者或者T35K时，时， H=2（1.5VsD+0.01Qh）/u （5-18） (5-17)（2）有风时稳定条件下）有风时稳定条件下H的计算的计算 1/31/31/3(0.0098)ahdTHQudz式中：式中

14、：dTa/dZ排气筒几何高度以上的大气温度梯度，排气筒几何高度以上的大气温度梯度，K/m； (5-19)（3）静风和小风条件下）静风和小风条件下H的计算的计算 1/43/85.50(0.0098)ahdTHQdz(5-20)（1）连续线源扩散模式）连续线源扩散模式 ： （P113）3. 非点源大气污染物扩散预测非点源大气污染物扩散预测（2）连续面源扩散模式：）连续面源扩散模式： （P114） 在高斯模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的在高斯模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的积分。直线型线源等简单情形，可求出连续线源浓度的解积分。直线型线源等简单情形，可求出连续线源浓度的解析公式（

15、线源与风向析公式（线源与风向垂直垂直、平行平行、成一定角度成一定角度）。）。p 积分法积分法p 虚点源法（后退点源）虚点源法（后退点源）4特殊情况下大气污染物预测模式特殊情况下大气污染物预测模式 (1)小风和静风的点源扩散模式小风和静风的点源扩散模式 (2)颗粒物扩散模式颗粒物扩散模式 (3)熏烟扩散模式熏烟扩散模式 GQyxcL2022/322),()(2202201222eHYX)(212222012seseGsUdtesst2221)(01UXS (1)小风和静风的点源扩散模式小风和静风的点源扩散模式 以排气筒地面位置为原点，平均风向为以排气筒地面位置为原点，平均风向为X轴，地面任一点（

16、轴，地面任一点（x, y）小于小于24小时取样时间的浓度小时取样时间的浓度cL(mg/m3)建议按下式计算：建议按下式计算： (s)可根据可根据s由数学手册查到；由数学手册查到；01为横向扩散系数回归系数；为横向扩散系数回归系数；02为铅直扩散参数回归系数；为铅直扩散参数回归系数； T为扩散时间（为扩散时间（s）。）。 (2)颗粒物扩散模式（颗粒物扩散模式（倾斜烟羽扩散模式倾斜烟羽扩散模式）218gdgVu式中：式中： 为尘粒子的地面反射系数；为尘粒子的地面反射系数； Vg为尘粒子的沉降速度。为尘粒子的沉降速度。 d、分别为尘粒子的直径和密度；分别为尘粒子的直径和密度； g为重力加速度，为重力

17、加速度，为空气动力粘性系数。为空气动力粘性系数。 适用于颗粒物粒径适用于颗粒物粒径15m的污染物。的污染物。2222()(1)exp222gepyzyzVxHQYucu )2(2fffhHhAX)()2exp(222PYhUQcyfyfffzefHhP/)(8/HyyfffhHh34 4.186 exp 0.99()3.22 10)apcUAddZzfPHh(3)熏烟扩散模式熏烟扩散模式 P113某工厂一烟囱高度45m，内径1.0m，烟温100，烟速5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除尘脱硫效率取10%。试求气温20，风速2.0m/s，中性条件下，距源450m轴线上SO2小时浓

18、度。（平坦地形、Pa=1010hPa）例题：例题：解： 求源强Q（mg/s） =BS% 0.8 2 (1-) = 720mg/s 求出口风速U（mg/s） 查表，P=0.25。 求扩散参数 查表 y=50.19m；z=29.05m (0.5h取样时间）某工业区一工厂烟囱高度45m，内径1.0m，烟温100，烟速5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除尘脱硫效率取10%。试求气温20，风速2.0m/s，中性条件下，距源450m轴线上SO2小时浓度。（平坦地形、Pa=1010hPa）例题：例题：2SOQs/m9 . 2)10Z(UUP10 取样时间订正： 订正为1h取样时间：y2= y

19、1 (1/0.5)0.3 y2=61.79 m，注意z不变 求有效源高 烟气量 Qv=(D/2)2Vs=3.9m3/s 温差 T=Ts-Ta=80 k 热释放率 Qh=0.35PaQvT/Ts =297.7 kJ/s 抬升高度 H=2(1.5VsD+0.01Qh)/U=7.2m 有效源高 He= H+H=7.2+45 = 52.2m32z2zym/mg0087. 0)2Heexp(UQC 求求SO2小时浓度小时浓度6. 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理 大气环境容量大气环境容量 卫生防护距离卫生防护距离 大气环境保护对策大气环境保护对策定义定义：在给定的区域内，达到环境保护目标而允许排

20、放的大气在给定的区域内，达到环境保护目标而允许排放的大气污染物总量。大气环境容量的确定，对于大气污染防治，制定大污染物总量。大气环境容量的确定，对于大气污染防治，制定大气环境规划以及促进区域经济健康持续发展是十分重要的。气环境规划以及促进区域经济健康持续发展是十分重要的。有关因素有关因素：涉及的区域范围与下垫面复杂程度涉及的区域范围与下垫面复杂程度空气环境功能区划及空气环境质量保护目标空气环境功能区划及空气环境质量保护目标区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布区域大气扩散、稀释能力区域大气扩散、稀释能力特定污染物在大气中的转化、沉淀、清除机理特定污染物

21、在大气中的转化、沉淀、清除机理6.1 大气环境容量大气环境容量（1）修正的）修正的AP值法值法 （2）模拟法）模拟法 （3）线性优化法）线性优化法修正的修正的A-P值法值法 最简单的估算方法，最简单的估算方法，特点是特点是不需要知道污染物的布局、不需要知道污染物的布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算指定区域的大气环境排放量和排放方式，就可以粗略地估算指定区域的大气环境容量，对决策和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，容量，对决策和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，适用于开发区规划阶段的环境条件的分析。适用于开发区规划阶段的环境条件的分析。需要掌握的基本资料需要掌握的基本资料: :开发

22、区范围和面积开发区范围和面积区域环境功能分区区域环境功能分区第第i个功能区的面积个功能区的面积Si第第i个功能区的污染物标准浓度限值个功能区的污染物标准浓度限值cio第第i个功能区的污染物背景浓度个功能区的污染物背景浓度cib 步骤步骤根据所在地区，按根据所在地区，按制定地方大气污染物排放标准的技术方制定地方大气污染物排放标准的技术方法法（GB/T13201-91）表）表1查取查取总量控制系数总量控制系数A值值（取中值）（取中值）确定第确定第i个功能区的控制浓度：个功能区的控制浓度：ci=cio-cib确定各个功能区总量控制系数确定各个功能区总量控制系数Ai值：值：Ai=ACi确定各个功能区允

23、许排放总量：确定各个功能区允许排放总量：Qai=AiSi/（S）计算总量控制区允许排放总量计算总量控制区允许排放总量Qa， 允许排放总量允许排放总量Qa是对新开发区大气环境容量的一个估计，是对新开发区大气环境容量的一个估计，要将其转变为建议的总量控制指标，还需要考虑开发区的发展要将其转变为建议的总量控制指标，还需要考虑开发区的发展定位、布局、产业结构、环境基础设施建设等因素。定位、布局、产业结构、环境基础设施建设等因素。 以上方法原则上只适用于大气以上方法原则上只适用于大气SO2环境容量的计算，在计算环境容量的计算，在计算大气大气PM10的环境容量时，可作为参考方法。的环境容量时，可作为参考方

24、法。S:控制区面积，控制区面积，Si:分面积；分面积；Ci：污染物年平均浓度标准限值：污染物年平均浓度标准限值1naaiiQQ选择总量控制指标：选择总量控制指标：烟尘、粉尘、烟尘、粉尘、SO2对所涉及的区域进行环境功能区划，确定各功能区环境空对所涉及的区域进行环境功能区划，确定各功能区环境空气质量目标。气质量目标。根据环境质量现状，分析不同功能区环境质量达标情况。根据环境质量现状，分析不同功能区环境质量达标情况。结合当地地形和气象条件，选择适当方法，确定开发区大结合当地地形和气象条件，选择适当方法，确定开发区大气环境容量（即满足环境质量目标的前提下污染物的允许排气环境容量（即满足环境质量目标的

25、前提下污染物的允许排放总量）放总量）结合开发区规划分析和污染控制措施，提出区域环境容量结合开发区规划分析和污染控制措施，提出区域环境容量利用方案和近期污染物排放总量控制指标。利用方案和近期污染物排放总量控制指标。大气环境容量与污染物总量控制大气环境容量与污染物总量控制6.2 卫生防护距离卫生防护距离 对于无组织排放，特别是有害物质的无组织排放，工业对于无组织排放，特别是有害物质的无组织排放，工业企业应采取合理的生产工艺流程，加强生产管理与设备维护，企业应采取合理的生产工艺流程，加强生产管理与设备维护，最大限度地减少无组织排放，最大限度地减少无组织排放， 无组织排放的有害气体进入呼吸带大气层时，

26、其浓度如无组织排放的有害气体进入呼吸带大气层时，其浓度如超过超过GB3095与与TJ36-79规定的标准浓度限值，则无组织排放规定的标准浓度限值，则无组织排放源所在的生产单元与居住区之间应设置卫生防护距离。源所在的生产单元与居住区之间应设置卫生防护距离。 在实际环境影响评价工作中，首先参考已有的行业卫生在实际环境影响评价工作中，首先参考已有的行业卫生防护距离标准，如没有，可参考防护距离标准，如没有，可参考制定地方大气污染物排放制定地方大气污染物排放标准的技术方法标准的技术方法（GB/T13201-91）中推荐的卫生防护距离）中推荐的卫生防护距离估算方法，但还需要按实际情况进行预测校核。估算方法，但还需要按实际情况进行预测校核。cm标准浓度限值，标准浓度限值，mg/m3L工业企业所需卫生防护距离，工业企业所需卫生防护距离，mr 有害气体无组织排放源所在生产单位的等效半径，有害气体无组织排放源所在生产单位的等效半径，m， 根据该生产单元占地面积根据该生产单元占地面积S（m2）计算，）计算，r=（S/）0.5A，B，C，D卫生防护距离计算系数，查表得卫生防护距离计算系数，查表得QC工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，