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第五章大气环境影响评价第一节大气环境污染与大气扩散一.大气污染1.大气污染的概念:由于大气中某些气体异常增多,或者又增加了某些新的成分,从而破坏其物理、化学和生态平衡体系,危害人类生活、生产、健康,损害自然资源及财产、设备的现象。2.造成大气污染的因素造成大气污染的因素,主要是自然因素和人为因素,尤其是人为因素,如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。但是森林火灾、火山爆发、岩石风化等自然现象也会引起污染,一般来说,只占大气污染的很小部分。二、大气污染源:工业污染源、生活污染源和交通运输污染源

1.工业污染源由火力发电厂、钢铁厂、化工厂及水泥厂等工矿企业在生产过程中和燃料燃烧过程中,所造成大气污染的污染源称工业污染源。在工业企业的排气中,排放量最大的主要来源是燃料的燃烧,产生大量的污染物。工业部门

企业名称

向大气排放的污染物电力火力发电厂

烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳

治金

钢铁厂炼焦厂有色金属烟尘、一氧化碳、二氧化碳、氧化铁、粉尘、锰尘烟尘、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、酚、苯、萘、烃类烟尘(含有各种金属如铅、锌、铜、……)、二氧化硫、汞化工石油化工厂氮肥厂磷肥厂硫酸厂氯碱厂化学纤维厂农药厂冰晶石厂合成橡胶厂二氧化碳、硫化氢、氧化物、氮氧化物、氯化物、烃类烟尘、一氧化碳、氮氧化物、氮、硫酸气溶胶烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、硫酸气溶胶氯气、氯化氢烟尘、硫化氢、二硫化碳、甲醇、丙酮甲烷、砷、醇、氯、农药氟化氢丁二烯、苯乙烯、乙烯、异丁烯、戌二烯、丙烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫烷、氯化钾机械机械加工仪表厂烟尘氯、氰化物、铬酸轻工造纸厂玻璃厂烟尘、硫酸、硫化氢烟尘建材水泥厂烟尘、水泥尘以煤、石油为燃(原)料产生的废气量污染源污染物一吨燃(原)料产生废气量(kg)锅炉汽车煤油化工治金矿石加工粉尘、二氧化硫、一氧化碳、酸类和有机物二氧化氮、一氧化碳、酸类和有机物二氧化硫、硫化氢、氨、一氧化碳、碳化氢二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、溶剂、有机物、硫化物二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物5~15(燃料)40~70(燃料)20~150(原料)50~200(原料)50~200(原料)100~300(原料)2.生活污染源主要是家庭炉灶及取暖设备等。人们由于烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要,燃烧化石燃料,日常生活的炉灶,由于居住密集,燃煤质量又差,数量多,燃烧不完全,烟囱较低,因此产生的烟尘、二氧化碳、一氧化碳等有害气体的量也是可观的,有的区域比工业所产生的污染还严重。以上两类污染源,由于污染源空间位置相对固定,故称固定污染源。3.交通运输污染源由汽车、飞机、火车及船舶等交通工具排放尾气所造成的污染源称交通污染源,又称移动污染源。污染的原因主要是汽油、柴油等燃料的燃烧。从目前来看,排放污染物最多的还是汽车,一些工业发达的国家城市中,汽车已成为一项十分重要的大气污染源。三、大气污染物1.大气污染物概念指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人类产生有害影响的那些物质。目前已认识到的对环境已产生影响的主要大气污染物种类相当多,据不完全统计,大约有100种左右,其中对人类环境威胁较大,危害较严重的有颗粒物质、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢、氟化物及光化学氧化剂等2.大气污染物类型大气污染物类型物理状态形成过程气体状态污染物固体颗粒污染物一次污染物二次污染物3.主要大气污染物简述(1)颗粒物指大气中液体、固体状物质,又称尘。其中有固体的灰尘、烟尘、烟雾,以及液体的云雾、雾滴。粒径分布大致在100~0.1μm。①总悬浮颗粒物(TSP):飘浮在空气中各种不同粒径的液体或固体微粒的总量

。②降尘:一般指粒径>10μm的粉尘。③飘尘:指的是粒径小于10μm的烟气、煤烟及雾在内的颗粒状物质。(2)硫氧化物硫氧化物是硫的氧化合物总称。通常有二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫,也包括过氧化硫,其混合物用SOX表示。SO2是大气中分布最广,影响最大的污染物质。常用它作为大气污染的指标。SO2所以被作为重要的大气污染物,原因就在于它参与了硫酸烟雾和酸雨的形成。可燃性硫及硫化合物在燃烧时,主要是生成SO2,只有1%~5%氧化成SO3。(3)氮氧化物氮氧化物是氮的氧化物的总称。种类很多,包括NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等。其中N2O5是固体。大气中除NO、NO2较稳定外,其他氮氧化物都不太稳定,故通常所指的氮氧化物,主要是NO和NO2的混合物,用NOx表示。NOx的生成有两种类型,一是由燃料中含有的氮的化合物在燃烧过程中氧化生成NOx。(燃料型NOx)。二是在高温燃烧时(1100℃以上),由大气中的氮与氧反应生成(温度型NOx)(4)碳的氧化物碳的氧化物在大气中主要包括CO2和CO。CO由自然和人为因素形成,自然因素是包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物排放物的转化、植物叶绿素的光解、森林火灾和农业废弃物焚烧等。人为因素由于含碳物质的不完全燃烧,主要来源于燃料的燃烧和加工、汽车排气等。CO2是一种无毒的气体,能引起全球环境的演变。由天然因素和人为因素引起,天然源主要包括海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸等。人为源主要是矿物燃料的燃烧。(5)碳氢化合物碳氢化合物是以碳元素(C)和氢元素(H)形成的化合物总称。碳氢化合物种类很多,包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合物。大气中的碳氢化合物通常是指C1~C8可挥发的所有碳氢化合物,又称烃类。

碳氢化合物在大气中以CH4为主约占80%-85%。甲烷在大多数光化学反应中是惰性的,是一种无害烃,而人们关心的主要是非甲烷碳氢化合物NMHC。因此,在大气污染研究中通常把碳氢化合物区分为甲烷和非甲烷两类。(6)其他化合物进入大气的污染物是复杂的,除了上述几类外,还有重金属类,如铅及铅化合物,镉及镉化合物,以及其他气体如氟及氟化氢、氯及氯化氢等,对环境和人类健康构成严重威胁。四、大气污染类型大气污染类型主要取决于所用能源的性质和污染物的化学反应特性,但气象条件也起着重要的作用,如光、温度、湿度等。大气污染可以从不同角度进行类型划分。1.以污染物的化学性质及它们存在的大气环境状况为依据,大气污染类型可分为还原型和氧化型。2.根据燃料性质和大气污染物的组成和反应,可将大气污染划分为以下四种类型:煤炭型、石油型、混合型、特殊型。煤烟型污染

是指由煤炭燃烧排放出的烟尘、二氧化硫等一次污染物以及再由这些污染物发生化学反应而生成二次污染物所构成的污染叫煤烟型污染。

我国的大气污染属于煤炭型污染,主要的污染物是烟尘和二氧化硫,此外,还有氮氧化物和一氧化碳等。这些污染物主要通过呼吸道进入人体内,不经过肝脏的解毒作用,直接由血液运输到全身。

光化学污染氮氧化物(NOx)主要是指一氧化氮和二氧化氮。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物——光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是臭氧)及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。(光化学烟雾主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强烈的阳光紫外线照射下,会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后,会变得不稳定起来,原有的化学链遭到破坏,形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应,其产物就是含剧毒的光化学烟雾。)1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件

洛杉矶在40年代就拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出1000多吨碳氢(CH)化合物,3300多吨氮氧(NOx)化合物,700多吨一氧化碳(CO)。另外,还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放,这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空,制造出了一个毒烟雾工厂。

光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个隐患。5O年代以来,世界上很多城市都木断发生过光化学烟雾事件。光化学烟雾的形成机理十分复杂,其主要污染物来自汽车尾气。因此,目前人们主要在改善城市交通结构、改进汽车燃料、安装汽车排气系统催化装置等方面做着积极的努力,以防患于未然。五、大气污染与人体健康大气中有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害:①通过人的直接呼吸而进入人体;②附着在食物或溶于水,随饮水、饮食而侵入人体;③通过接触或刺激皮肤而进入到人体,尤其是脂溶性物质更易从完整的皮肤渗入人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径,危害也最大。大气污染对人体的影响,首先是感觉上受到影响,随后在生理上显示出可逆性反应,再进一步就出现急性危害的症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种六、我国大气污染基本情况1.我国大气污染的特点:(1)以粉尘和二氧化硫为代表的煤烟型污染(2)大气污染程度有明显的空间和时间上的差异。在空间上,总的说来,北方重于南方城市;冬季重于夏季。但酸雨现象,南方重于北方。(3)大气污染对社会经济生活的影响越来越大资料来源:SmogAlert,DerekElsom19962.我国大气污染严重的原因(1)直接燃煤是我国大气污染严重的根本原因。(2)能源浪费严重,燃烧方式落后,加重了大气污染(3)城市和交通沿线,由于车流通量大,道路设施不足,形成交通阻塞,也加重了大气污染。(4)城市布局不合理,人口密度过大,工厂集中等都对大气污染产生重要影响。(5)生态环境的恶化,使大气污染状况复杂化2004年,二氧化硫排放量为2254.9万吨,其中工业排放量为1891.4万吨,生活排放量为363.5万吨;烟尘排放量为1095.0万吨,其中工业排放量为886.5万吨,生活排放量为208.5万吨;工业粉尘排放量为904.8万吨。第二节大气环境影响预测一、排放条件的确定(dischargecondition)

1、预测因子的确定

根据统计出的污染物排放强度及毒理学性质选择具有代表性的、影响比较突出的污染物作为预测因子。(1)排放方式:有组织还是无组织,点源还是面源(2)排放高度:一般指排气筒出口至地面的高度(3)出口直径(m)及排烟速率(m/s)(4)出口温度(5)若是粉尘类污染物,还应考虑类径度分级问题以上条件是预测计算过程中必不可少的参数,越详细越精确越好。2、排放条件二、大气预测的污染气象条件

1、风向、风速

按评价区域气象台近五年观测数据,整理出该区的风向、风速及其出现的频率,从而确定出主导风向(各季及年),主要是为了确定预测方位,画出污染系数玫瑰图。

f0-静风频率

污染系数

下面是根据大连市近五年气象观测数据,画出的风向玫瑰图、风速玫瑰图和污染系数玫瑰图。风向玫瑰图风速玫瑰图污染系数玫瑰图

(二)大气预测的污染气象条件

2、大气稳定度

大气稳定度(atmosphericstability)是指大气受外力作用产生运动,当外力去除后该气团所具有返回原来位置能力的大小。当一空气块受到外力的作用,产生了上升或下降运动,外力去除后可能发生三种情况:一是气块减速并有返回原来高度的趋势,则称这种大气是稳定的;二是气块加速上升或下降,称这种大气是不稳定的;三是气块被外力推到某一高度后,既不加速也不减速,保持不动,称这种大气是中性的。(1)大气稳定度的判别

空气垂直温度递减率

(verticaltemperaturelapserate)在近地层的大气中(2km左右),随着高度每增加100米的温度变化称为空气垂直温度递减率,用γ表示。可通过低空气象探测取得。大气稳定度实际上是大气层垂直温度变化产生的。两个概念干绝热直减率(dryadiabaticlapserate)当一干空气块从地面绝热上升时,将因周围气压的减小而膨胀,一部分内能用于反抗外压力而作膨胀功,因而它的温度将逐渐下降。反之,当一干空气块从高空绝热下降时,将因周围气压的增加而压缩,外压力的压缩功转化为它的内能,因而它的温度将逐渐上升。这种性质可用干绝热直减率来表示。

干绝热直减率(dryadiabaticlapserate)干空气在绝热升降过程中,每升降单位距离(通常取100米)的温度变化速率的负值称为干空气温度绝热垂直递减率。理论和实践表明,对一个干燥或未饱和的湿气块在干绝热过程中,每上升或下降100m,气块温度降低或升高0.98℃/(100m),这种现象与周围的温度无关,称为干绝热递减率,用表示。

假设一气块的状态参数为T’、P’、,周围大气的状态参数为T、P、,并且T=T’,P=P’,此时气块对于环境大气是静止的。由于某种原因,当T’>T,P’=P时,必有<。根据阿基米德定律,单位质量的气块,在向上的净浮力作用下所产生的加速度应为:气块法判别大气稳定度将静力条件及状态方程式代入上式,可得:由上式可见:

如果气块的温度T’高于环境大气的温度T,即T’>T,则a>0,气块作加速运动,大气处于不稳定状态。

而T’<T,则a<0,气块作减速运动,大气处于稳定状态。

如果T’=T,则a=0,气块作等速运动或静止,大气处于中性状态。

假设在起始高度处的气块温度和周围大气温度相同,都等于T0,向上运动过程中满足干绝热条件,则气块运动Δz距离后,气块温度和环境大气温度为:

T’=T0-ΔzT=T0-Δz

将T和T’的表达式代入前面的式子,则有:利用温度判别大气稳定度很不方便!从式可看出:1、当>0,则a>0,气块加速运动,大气不稳定;2、当

<0,则a<0,气块减速运动,大气稳定;3、当=0,a=0,大气为中性。因此,大气稳定度可用温度直减率和干绝热直减率之差来判别。Tzz>大气不稳定干气团上升到一定高度,其温度高于周围空气温度高密度小上升相反当下降时,在一定高度上,温度低于周围空气温度,继续下降Tzz=大气中性Tzz<大气稳定

在z高度上,上升时,由于气块温度低于周围空气温度,将作减速运动回到原处在不受大的天气系统影响下,如阴天等:

夜晚空气层结比较稳定

白天渐渐不稳定,下午最不稳定

黄昏又逐渐趋向稳定大气垂直稳定度一般的日变化规律(2)大气稳定度与大气污染状况的关系

从烟囱排出的废气在大气中形成羽状烟流,烟羽的形状随气温层结的不同而变化。

波浪型:烟流呈翻卷状,故又称翻卷型、链条型。污染物扩散良好。多发生在晴朗的白天,中午前后明显。地面最大落地浓度地点距烟囱较近,浓度较高。所以对附近居民一般伤害较大,但一般不会造成烟雾污染事件。>Tz

锥型:或烟流呈圆锥形,发生在中性条件或弱稳定条件下。多出现于阴天或多云风力又比较大的天气。污染物垂直扩散速度比波浪型低,但污染物输送距离比较远。=<<Tz

平展型:大气处于稳定状态,烟流垂直方向扩散很小,俯视烟流呈扇形展开,故又称扇型。多发生在夜里。污染情况随烟囱高度不同而异。当烟囱很高时,近处地面上不会造成污染,在远方造成污染;烟囱很低时,会造成近处地面上严重污染。<0<0Tz

爬升型(屋脊型):烟流的下部处于大气稳定状态,烟流上部处于大气不稳定状态。一般在日落后出现。但持续时间较短,对近处地面污染较小。Tz

漫烟型(熏烟型):日出后逆温从地面上逐渐消失,当不稳定大气扩展到烟流的下边缘时,烟流便发生了向下的强烈扩散,而上边缘仍处于逆温层中,漫烟型便发生了。这时烟流下部,上部。这种烟流多发生在上午8:00-10:00,持续时间很短。><0Tz

受限型:发生在烟囱出口上方和下方的一定距离内大气不稳定区域,在这范围以上和以下的大气为稳定的。多出现在易于形成上部逆温的地区的日落前后。因污染物只在空间的一定范围内扩散,而不到达地面,所以地面几乎不受到污染;但当贴地逆温破坏时,便发生熏烟型污染,地面浓度会很大。Tz(3)大气稳定度分级

稳定度是大气污染扩散计算条件的重要参数。大气稳定度主要是根据地面风速、日照、辐射及云量等气象资料为基础。这些资料可通过气象台取得(每日24小时连续观测值),需五年的资料进行汇总。按上述气象资料算出稳定度,有如下几种分级方法:①帕斯奎尔分级法②我国按国家标准GB/T13201-91规定的分类法①帕斯奎尔分级法

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,见下页表:地面风速(m/s)(距地面10m高处)白天阴天(白天或夜晚)夜晚太阳辐射状况薄云遮天或低云≥云量≤强中等弱<2AA~BBD2~3A~BBCDEF3~5BB~CCDDE5~6CC~DDDDD>6CDDDDD稳定度级别划分表

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A到F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稳定度。强太阳辐射对应于碧空下太阳高度角大于60°的条件,弱太阳辐射相当于碧空下太阳高度角为15°~35°。

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,但对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。

在我国大气环境质量模拟预测模型研究实践中,自20世纪70年代开始,就相当广泛地应用帕斯奎尔法。在应用实践中,结合我国的具体国情对该法进行了相应的修改和补充,并将其进行系统总结放入我国国家标准GB/T13201-91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》和环境保护行业标准HJ/T2.2-1993《环境影响评价技术导则-大气环境》中作为规范使用。②我国按国家标准GB/T13201-91规定的分类法

大气稳定度分级步骤:首先计算太阳倾角,然后根据经纬度、北京时间、太阳倾角算出太阳高度角,再结合云量确定太阳辐射等级,最后通过太阳辐射等级和地面风速气象资料来划分大气稳定度。确定大气稳定度各因素之间的关系如下:②我国按国家标准GB/T13201-91规定的分类法大气稳定度分级地面风速太阳辐射等级云量经纬度太阳倾角太阳高度角北京时间角度换算一年中日期序数Ⅰ、计算太阳倾角—太阳倾角(太阳赤纬),(°);—=360

/365,(°);—一年中日期序数,0,1,2,…,364。Ⅱ、计算太阳高度角—太阳高度角,(°);—当地纬度,(°);—当地经度,(°);—太阳倾角,(°);—进行观测时的北京时间,h。Ⅲ、确定太阳辐射等级

根据太阳高度角和云量查太阳辐射等级表,得出太阳辐射等级。其中云量(全天空十分制)观测规则与国家气象局编订的《地面气象观测规范》相同。表中的太阳辐射等级:+3表示强太阳射入辐射;+2表示中等射入辐射;+1表示弱射入辐射;0表示射入与射出辐射相平衡;-1表示地球存在弱的射出辐射;-2表示存在强的地球射出辐射。云量,1/10太阳辐射高度角(h0)总云量/低云量夜间h0≤15°15°<h0≤35°35°<h0≤65°h0>65°≤4/≤4-2-1+1+2+35~7/≤4-10+1+2+3≥8/≤4-100+1+1≥5/5~70000+1≥8/≥800000太阳辐射等级值Ⅳ、确定大气稳定度等级

由地面风速和太阳辐射等级查下页表得出大气稳定度等级。表中地面风速(m/s)系指距地面10m高度处10分钟的平均风速。地面风速

(m/s)太阳辐射等级+3+2+10-1-2≤1.9AA~BBDEF2~2.9A~BBCDEF3~4.9BB~CCDDE5~5.9CC~DDDDD≥6CDDDDD大气稳定度等级三、大气环境影响预测:是为了了解未来一定时期的经济、社会活动对大气环境带来的影响,以便采取改善大气环境质量的措施。因此,作为大气环境质量预测的主要内容是预测大气环境中污染物的含量。大气扩散模型简介大气扩散模式是对大气污染物散布过程的模拟。按污染源的几何特征分为点源、线源、面源扩散模式;按假设条件不同,有烟流扩散模式和烟团扩散模式;还有比较简单的箱式模型。应根据当地地形、气候等环境要素以及污染源情况正确选取并适当修正,不可盲目照搬。(一)箱式模型:研究大气污染物排放量与大气环境质量之间关系的一种最简单的模式,利用箱式模型预测大气环境质量主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源。一般对一个城市可以划分为若干个小区,把每个小区看作是一个箱子,通过各箱的输入-输出关系,即可预测大气中污染物的浓度。把多个这样的箱并列起来,分别对每个箱都进行浓度交换的计算,由此便可以推算污染浓度。这种模型也适用于推算汽车尾气产生的广域扩散。箱式模型的大气污染物浓度计算公式:ρB=Qu·L·H+ρB0其中:ρB——大气污染物浓度预测值Q——面源源强u——进入箱内的平均风速L——箱的边长H——箱高,即大气混合层高度ρB0——预测区大气环境背景浓度(二)高斯扩散模式:在大气污染物浓度符合正态分布的情况下导出的1、一般高斯扩散模式四点假设

a.污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b.全部高度风速均匀稳定c.源强是连续均匀稳定的d.扩散中污染物是守恒的(不考虑转化)高斯扩散模式的坐标系:高斯烟流的形态:高斯烟流的浓度分布:高斯烟流中心线上的浓度分布其中:q——某种污染物排放源强C——某种污染物的预测浓度u——平均风速σy——用浓度标准差表示的y轴上的扩散系数σz——用浓度标准差表示的z轴上的扩散系数He——烟流中心线距地面的高度

2、有风条件下(u10

≥1.5m/s)地面任意点一次浓度Q—排放源强,mg/s;x,y

—计算的地面轴线及横风向处的距离,m;y—垂直于平均风向的水平横向扩散参数,m;z—铅直扩散参数,m;y、z为污染物在y、z方向的标准差;U—排放源出口处的平均风速,m/s。He—有效源高,m。式中:其中的扩散参数y

和z

由下式求得:

扩散参数系数1、2和1、2按《中华人民共和国环境保护行业标准》(HJ/T2.1~2.3-93)选取。排放源出口处的平均风速U

式中:U10—距地面10米高处平均风速,m/s;Hs

—排气口距地面高度,m;P—风速高度指数,按下页表选取。Hs≤150m时Hs>150m时ABCDE、F城市0.10.150.200.250.30乡村0.070.070.100.150.25各稳定度等级下的P值排放源有效高度He式中:

Hs—烟囱排气筒几何高度,m;

H—烟气抬升高度,m。对于一个确定的烟囱,Hs是定值,故只要计算出H的值,排放源的有效高度就可知了。Ⅰ、常用的烟气抬升公式霍兰德公式:式中:

VS—烟气出口气速,m/s;

d—烟囱出口内径,m;

U—出口处平均风速,m/s;

TS—出口处烟气温度,K;

Ta—出口处环境大气温度,K。烟气抬升高度Ⅱ、我国推荐并在评价中广为采用的烟气抬升公式:有风时,中性和不稳定条件,即A、B、C、D稳定度ⅰ当烟气热释放率Qh

≥2100kJ/s,且烟气温度与环境温度的差值≥35K时:按ⅰ、ⅱ、ⅲ中公式计算烟气抬升高度:式中:

n0—烟气热状况及地表状况系数,见下页表;

n1

—烟气热释放率指数,见下页表;

n2—排气筒高度指数,见下页表;

Qh

—烟气热释放率,kJ/s;

Hs—排气筒距地面几何高度,m,

超过240m,取240m;

Pa—大气压力,hPa,如无实测值,可取邻近气象台(站)季或年平均值;

Qv—实际排烟率,m3/s。Qh,kJ/s地表状况n0n1n2Qh≥21000农村或城市远郊区1.4271/32/3城市及近郊区1.3031/32/32100≤Qh<21000且≥35K农村或城市远郊区0.3323/52/5城市及近郊区0.2923/52/5n0、n1、n2的选取ⅱ当1700kJ/s<Qh

<2100kJ/s时式中:

VS—烟气出口气速,m/s;

d—排气筒出口直径,m;

—按i中公式计算,

n0,n1,n2按Qh值较小的一类选取。

当Qh

≤1700kJ/s或者<35K时有风时,稳定条件,即E、F稳定度—排气筒几何高度以上的大气温度梯度,K/m;静风和小风条件下3、高价连续点源地面轴线浓度的高斯扩散模式:由正态分布原理可知,高斯扩散模式中大气污染物地面浓度是以x轴为对称轴的,它在轴线上具有最大值,而向两侧(y方向上)的浓度少。令y=0,则得出预测地面轴线浓度:4、高架连续点源地面轴线最大浓度模式:

5、最大地面浓度点距排气筒距离假设当=时,最大地面浓度Cmax及距离xm可按下式计算:由推出【例题1】

某厂烟囱有效高度为60m,烟囱排出80g/s的SO2,烟囱出口处的平均风速为6m/s。

求:

D稳定度条件下下风向500米处的SO2地面一次浓度。该500米处,原本底浓度为0.08mg/m3。请按大气质量标准(0.5mg/m3)进行比较分析。1=0.892=0.83=0.14=0.104

解:该题目因未给出横风向(y)处的距离,因此可按地面轴线浓度计算:(三)线源扩散模式:主要用于预测机动车辆在形式过程中对环境造成的污染问题。若将平坦的公路视为一无限长线源,车辆在公路行驶时,它在横风向产生的浓度是处处相同的。因此得到下面的公式:若线源为有限线源,此时其浓度的估算必须考虑由端点所造成的边界效应。随着与源的距离增加,这种效应会使横向距离扩大。为了求横向有限源的浓度,取通过要预测的接受点的平均风向为x轴,并把线源的范围规定为y1延伸到y2,,其中y1<y2,

。则有限线源浓度计算公式为:(四)面源扩散模式:虚拟点源的面源扩散模式:把一个面源单元简化为一个“等效点源”,假设整个单元的污染物排放集中到面源单元的中心,其在下风方向所造成的浓度所代表。此时,便可用高斯点源模式计算面源中心的浓度:第三节大气环境影响评价大气环境影响评价意义:通过建设项目大气环境影响评价,查清建设项目周围大气环境质量现状,预测建设项目建成后可能对周围大气环境产生的影响,并作出评价。大气环境影响评价是对建设项目的大气环境可行性的论证。它是大气污染防治设计的依据之一,是环境管理的依据。一、评价等级、标准、因子、范围

1、评价等级:三个等级判别参数:式中,Pi──评价等级判别参数,亦即等标排放量,m3/h;

Qi──第i类污染物单位时间排放量,t/h;

C0i──第i类污染物空气质量标准,mg/m3。注:C0i按“环境空气质量标准”(GB3095-1996)二级,1小时平均值计算。表4-1评价工作级别(一、二、三级)Pi(m3/h)Pi≥2.5×1092.5×109>Pi≥2.5×108Pi<2.5×108复杂地形一二三平原二三三*复杂地形:丘陵、山区、沿海以及大、中城市的城区。*当排放的主要污染物多于一种,则应按Pi值中最大者计算。2、评价标准《环境空气质量标准》(GB3095-1996)。其中规定了10类污染物:SO2,TSP(总悬浮颗粒物),PM10(可吸入颗粒物),NOX,NO2,CO,O3,Pb,B[a]P(苯并[a]芘),F。标准分三级,核心是对人的影响程度:

一级:不影响二级:不伤害三级:不中毒空气质量功能区分三类:一类为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区,执行一级标准。二类为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区,执行二级标准。三类为特定工业区,执行三级标准。3、评价因子Pi较大的污染物评价区内严重的污染物。4、评价范围决定于建设项目的级别。通常可将建设项目的主要污染源作为评价区的中心,以主导风向为主轴,按正方形或矩形划定评价区的范围。如无明显主导风向,可取东西向或南北向为主轴。一级:边长16~20km二级:边长10~14km三级:边长4~6km二、大气环境现状调查与评价1、自然环境与社会环境调查(1)收集地理地形图(2)自然环境调查:重点调查当地的长期气候特点:气压、气温、降水、湿度、日照、蒸发量、风速、风向等。(3)社会环境调查:城镇、村落分布,工业、农、牧、林业结构,风景区及名胜古迹分布,城市发展规划,环境规划等。2、大气污染源调查(1)污染因子的筛选原则:Pi较大的污染物评价区内严重的污染物例如,火力发电厂:烟尘,SO2,NOX,CO,B[a]P(苯并[a]芘)(2)调查对象拟建项目污染源(对改、扩建项目包括新、老污染源)评价区内工业及民用污染源(3)调查方法类比法现场实测物料衡算法经验估计法(4)调查内容污染流程图主要污染物排放量统计点源和面源分布情况:一般将源高<30m、源强<0.04t/h的污染源均列为面源点源调查面源调查3、大气环境质量状况调查(1)现有例行监测资料分析(2)大气质量

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