中农大环境影响评价课件第3章 大气环境质量评价

1第三章

大气环境质量评价2一、基本概念1.环境空气敏感区指评价范围内按GB3095规定划分为一类功能区的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，二类功能区中的居民区、文化区等人群较集中的环境空气保护目标，以及对项目排放大气污染物敏感的区域。32.常规污染物指GB3095中所规定的二氧化硫SO2）、颗粒物（TSP、PMIO）、氮氧化物（NO2）、一氧化碳（CO）等污染物。3.特征污染物指项目排放的污染物中除常规污染物以外的特有污染物。主要指项目实施后可能导致潜在污染或对周边环境空气保护目标产生影响的特有污染物。44.大气污染源分类按预测模式的模拟形式分为点源、面源、线源、体源四种类别点源：通过某种装置集中排放的固定点状源，如烟囱、集气筒等。面源：在一定区域范围内，以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源，如工艺过程中的无组织排放、储存堆、渣场等排放源。线源：污染物呈线状排放或者由移动源构成线状排放的源，如城市道路的机动车排放源等。体源：由源本身或附近建筑物的空气动力学作用使污染物呈一定体积向大气排放的源，如焦炉炉体、屋顶天窗等。55.地形简单地形：距污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物）低于排气筒高度时，见下图。在此范围内地形高度不超过排气筒基底高度时，可认为地形高度为0m。6复杂地形：距污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物）等于或超过排气筒高度时，定义为复杂地形。复杂地形中各参数见下图。76.长期气象条件指达到一定时限及观测频次要求的气象条件。一级评价项目的长期气象条件为：近五年内的至少连续三年的逐日、逐次气象条件。二级评价项目的长期气象条件为：近三年内的至少连续一年的逐日、逐次气象条件。87.复杂风场指评价范围内存在局地风速、风向等因子不一致的风场。一般是由于地表的地理特征或土地利用不一致，形成局地风场或局地环流，如海边、山谷、城市等地带会形成海陆风、山谷风、城市热岛环流等。8.大气环境防护距离为保护人群健康，减少正常排放条件下大气污染物对居住区的环境影响，在项目厂界以外设置的环境防护距离。9二、总则1.工作任务通过调查、预测等手段，对项目在建设施工期及建成后运营期所排放的大气污染物对环境空气质量影响的程度、范围和频率进行分析、预测和评估，为项目的厂址选择、排污口设置、大气污染防治措施制定以及其他有关的工程设计、项目实施环境监测等提供科学依据或指导性意见。102.工作程序1.第一阶段:主要工作包括研究有关文件、环境空气质量现状调查、初步工程分析、环境空气敏感区调查、评价因子筛选、评价标准确定、气象特征调查、地形特征调查、编制工作方案、确定评价工作等级和评价范围等。2.第二阶段:主要工作包括污染源的调查与核实、环境空气质量现状监测、气象观测资料调查与分析、地形数据收集和大气环境影响预测与评价等。3.第三阶段:主要工作包括给出大气环境影响评价结论与建议、完成环境影响评价文件的编写等。11三、评价等级根据项目的初步工程分析结果，选择1~3种主要污染物，分别计算每一种污染物的最大地面浓度占标率Pi（第i个污染物），及第i个污染物的地面浓度达标准限值10%时所对应的最远距离D10%。其中Pi定义为：Pi—第i个污染物的最大地面浓度占标率，%；Ci—采用估算模式计算出的第i个污染物的最大地面浓度，mg/m3；C0i—第i个污染物的环境空气质量标准，mg/m3。12Coi一般选用GB3095中1

小时平均取样时间的二级标准的浓度限值；对于没有小时均值的污染物，可取日均值的三倍；对该标准中未包含的污染物，可参照TJ36中的居住区大气中有害物质的最高容许浓度的一次浓度限值；如已有地方标准，应选用地方标准中的相应值；对某些上述标准中都未包含的污染物，可参照国外有关标准选用，但应作出说明，报环保主管部门批准后执行。Coi的几点要求：13评价等级表14评价工作等级的确定还应符合以下规定：1.同一项目有多个（两个以上，含两个）污染源排放同一种污染物时，则按各污染源分别确定其评价等级，并取评价级别最高者作为项目的评价等级。2.对于高耗能行业的多源（两个以上，含两个）项目，评价等级应不低于二级。3.对于建成后全厂的主要污染物排放总量都有明显减少的改、扩建项目，评价等级可低于一级。154.如果评价范围内包含一类环境空气质量功能区、或者评价范围内主要评价因子的环境质量已接近或超过环境质量标准、或者项目排放的污染物对人体健康或生态环境有严重危害的特殊项目，评价等级一般不低于二级。5.对于以城市快速路、主干路等城市道路为主的新建、扩建项目，应考虑交通线源对道路两侧的环境保护目标的影响，评价等级应不低于二级。6.对于公路、铁路等项目，应分别按项目沿线主要集中式排放源（如服务区、车站等大气污染源）排放的污染物计算其评价等级。一、二级评价应选择本导则推荐模式清单中的进一步预测模式进行大气环境影响预测工作。三级评价可不进行大气环境影响预测工作，直接以估算模式的计算结果作为预测与分析依据。确定评价工作等级的同时应说明估算模式计算参数和选项。16评价范围1.根据项目排放污染物的最远影响范围确定项目的大气环境影响评价范围。即以排放源为中心点，以D10%为半径的圆或2×D10%为边长的矩形作为大气环境影响评价范围；当最远距离超过25km时，确定评价范围为半径25km的圆形区域，或边长50km矩形区域。2.评价范围的直径或边长一般不应小于5km。3.对于以线源为主的城市道路等项目，评价范围可设定为线源中心两侧各200m的范围。17四、污染源调查与分析1、大气污染源调查与分析对象对于一、二级评价项目，应调查分析项目的所有污染源（对于改、扩建项目应包括新、老污染源）、评价范围内与项目排放污染物有关的其他在建项目、已批复环境影响评价文件的未建项目等污染源。如有区域替代方案，还应调查评价范围内所有的拟替代的污染源。对于三级评价项目可只调查分析项目污染源。182、污染源调查与分析方法对于新建项目可通过类比调查、物料衡算或设计资料确定；对于评价范围内的在建和未建项目的污染源调查，可使用已批准的环境影响报告书中的资料；对于现有项目和改、扩建项目的现状污染源调查，可利用已有有效数据或进行实测；对于分期实施的工程项目，可利用前期工程最近5年内的验收监测资料、年度例行监测资料或进行实测。193、污染源调查内容一级评价项目污染源调查内容(1)污染源排污概况调查在满负荷排放下，各有组织排放源和无组织排放源的主要污染物排放量对改、扩建项目应给出：现有工程排放量、扩建工程排放量，以及现有工程经改造后的污染物预测削减量，并按上述三个量计算最终排放量对于毒性较大的污染物还应估计其非正常排放量对于周期性排放的污染源，还应给出周期性排放系数。20(2)点源调查内容排气筒底部中心坐标，以及排气筒底部的海拔高度（m）排气筒几何高度（m）及排气筒出口内径（m）

烟气出口速度（m/s）排气筒出口处烟气温度（K）各主要污染物正常排放量（g/s），排放工况，年排放小时数（h）毒性较大物质的非正常排放量（g/s），排放工况，年排放小时数（h）21(3)面源调查内容

面源起始点坐标，以及面源所在位置的海拔高度（m）；面源初始排放高度（m）；各主要污染物正常排放量（g/s.m2），排放工况，年排放小时数（h）；矩形面源：初始点坐标，面源的长度（m），面源的宽度（m），与正北方向逆时针的夹角；多边形面源：多边形面源的顶点数或边数（3~20）以及各顶点坐标；近圆形面源：中心点坐标，近圆形半径（m），近圆形顶点数或边数。22(4)体源调查内容体源中心点坐标，以及体源所在位置的海拔高度（m）；体源高度（m）；体源排放速率（g/s），排放工况，年排放小时数（h）；体源的边长（m）（把体源划分为多个正方形的边长）；初始横向扩散参数（m），初始垂直扩散参数（m），体源初始扩散参数的估算见表2。23(5)线源调查内容线源几何尺寸（分段坐标），线源距地面高度（m），道路宽度（m），街道街谷高度(m)；各种车型的污染物排放速率（g/km.s）；平均车速（km/h），各时段车流量（辆/h）、车型比例。24

二级评价项目污染源调查内容二级评价项目污染源调查内容参照一级评价项目执行，可适当从简。三级评价项目污染源调查内容三级评价项目可只调查污染源排污概况，调查内容见，并对估算模式中的污染源参数进行核实。25一、大气污染监测评价（一）大气污染形成机理及影响地面浓度分布的因素1、污染源的形态2、源强3、源的排放规律4、大气的稀释扩散：地形和气象条件五、大气质量现状评价26（二）评价的程序1.调查准备阶段2.污染监测阶段3.评价分析阶段4.成果运用阶段（三）大气污染监测评价1.评价因子的选择2.评价标准的选择3.监测4.评价27（四）污染源调查目的：确定评价区主要污染物和主要污染源方法：实测法；物料衡算；经验估算；资料复用1)污染源(j)的污染物(i)的等标负荷量(Pij)：Pij=Mij/Si式中：Si—污染物的评价标准(mg/m3)；Mij—污染源中i的排放量(mg/m3)。2)污染源(j)的各种污染物的等标负荷量(Pj):

（j=1,2……m）283)污染物在j污染源中的分担率(Kij)：4)i污染物在各个污染源中的等标负荷量(Pi)：（j=1,2……n）5)j污染源的分担率(Kj)：Kj=Pij/Pj×100%29根据kij和kj计算得到的大小顺序排列。Kij大，说明j污染源排放的比重大，是j源中的主要源物；kj大，说明I主要由j源排放，是各个源中的主要污染源。30二、大气环境质量现状评价的数学方法1.上海大气质量指数（I上）

I上=max(Ci/Si)·(1/KΣCi/Si)开根号

I上的污染分级分级清洁轻污染中污染重污染极重污染I上

0-0.60.6-11-1.91.9-2.8≥2.8污染水平清洁标准警戒警报紧急312.均值型大气质量指数I北=1/2(Cso2/Sso2+C飘尘/S飘尘)I南=1/3(Cso2/Sso2+C飘尘/S飘尘+CNO2/SNO2)I广=1/3(Cso2/Sso2+C飘尘/S飘尘+Cso2/Sso2*C飘尘/S飘尘)3233343、沈阳大气质量指数

I沈=（1.12×10-5ΣCi/Si)-0.40污染物SO2NOx飘尘Pb 背景浓度0．020.010.050.0001标准0．007明显危害浓度2．01.01.00.01分级 清洁轻污染中污染重污染极重污染I沈 ≥6155-6140-5531-40<31污染水平清洁标准大气质量标准

警戒警报紧急354.橡树岭大气质量指数（ORAQI）

ORAQI=（5．7ΣCi/Si）1.37考虑五种污染物SO2、NOX、CO、氧化剂、颗粒物浓度ORAQI0-2020-3940-5960-7980-100≥100 分级优良好尚可 差 坏危险 365.密特大气质量指数MAQI=Ic2+Is2+Ip2+In2+Io2加根号I：各污染物的分指数c-CO，s-S02，p-颗粒物，n-NO2，o-氧化剂376.污染物标准指数（PSI）

CO、NO2、SO2、氧化剂、颗粒物、SO2和颗粒物浓度的乘积，计算分指数，选择最大值预报大气质量。PSI0-5051-100101-200 201-300310-500良好中等不健康很不健康危险性38三、大气污染生物学评价（一）植物监测1、植物可见症状的应用SO2危害的症状、氟化物危害的症状2、用地衣作为生物监测器IAP=Σ（Qf）/10Q：每一个中的生态指数f：每个种盖度IAP0-910-2425-3940-54＞55SO2浓度＞

0.030.02-0.030.01-0.020.005-0.01＜0.0053、以植物体内污染物含量为监测指标39（二）评价方法1.应用植物可见症状进行评价2.根据植物的长势和生产量进行评价3.根据植物的生理生化指标进行评价4.根据植物叶片中污染物的含量进行评价5.根据地等敏感植物的种群结构进行评价6.根据综合生态指标进行评价污染水平清洁轻污染中污染重污染40四、大气污染的环境卫生学评价（一）儿童健康检查（二）居民肺癌发病率、死亡率（三）居民体内含铅量调查铅污染区大气铅儿童尿熔炼厂附近居民区2.2015.950工业区1.309.825工业区下风向1.009.908一般居民区0.508.100清洁对照区0.208.395铅六、污染气象1.风场风频：，表征下风向受污染的几率，风频最大的方向称为主导风向；污染系数=风频/该风向的平均风速。表征下风向受污染的程度；由各风向风频、污染系数绘制而成的图分别为风向玫瑰图和污染系数玫瑰图；局地风场要特别注意海陆风、山谷风、过山气流、背风涡旋、下洗、热鸟环流等。风向频率玫瑰图2.大气湍流与大气扩散参数大气的无规则运动，大气污染物稀释扩散浓度减少的主要原因；大气扩散参数（y—横向扩散参数，z—垂直扩散参数）：污染物浓度分布的标准差，表征了大气的扩散能力。烟云的边缘是指中心浓度1/10处，对正态分布，烟云的宽度为4.3y、4.3z确定大气扩散数的方法有平衡球法、照相法、示踪法、双向风标法、激光雷达扫描法、风洞实验、国标（导则）等国标（导则）：横向扩散参数幂函数表达式数据(取样时间0.5h)扩散参数稳定度等级(P·S)α1γ1下风距离(m)y=γ1Xα1A0.9010740.8509340.4258090.6020520~1000>1000B0.9143700.8650140.2818460.3963530~1000>1000B~C0.9193250.8750860.2295000.3142380~1000>1000C0.9242790.8851570.1771540.2321230~1000>1000C~D0.9268490.8869400.1439400.1893960~1000>1000D0.9294480.8887230.1107260.1466690~1000>1000D~E0.9251180.8927940.09856310.12430800~1000>1000E0.9208180.8968640.08640010.10194700~1000>1000F0.9294180.8887230.05536340.07333480~1000>1000横向扩散参数幂函数表达式数据(取样时间0.5h)扩散参数稳定度等级(P·S)α2γ2下风距离(m)z=γ2Xα2A1.121541.523602.108810.07999040.008547710.0002115450~300300~500>500B0.96344351.093560.1271900.05702510~500>500B~C0.9410151.007700.1146820.07571820~500>500C0.9175950.1068030C~D0.8386280.7564100.8155750.1261520.2356670.1366590~20002000~10000>10000D0.8262120.6320230.5553600.1046340.4001670.8107631~10001000~1000>10000D~E0.7768640.5723470.4991490.1117710.5289921.038100~20002000~10000>10000E0.7883700.5651880.4147430.09275290.4333841.732410~10001000~10000>10000F0.7844000.5259690.3226590.06207650.3700152.406910~10001000~10000>100003.大气稳定度整层大气的稳定程度，反映大气湍流的强弱；Ri法、d法、M-O法、A法、LD法、UR法、P-T法，烟流形状法等；理论上最严谨的是Ri法，实践中最好的是A法；最符合我国国情的方法是P-T法，由太阳高度角，总云量、低云量、风速确定大气稳定度，A—D—F（强不稳—中性—强稳定）；P-T大气稳定度分级P-T大气稳定度分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。它们分别表示为A、B、C、D、E、F。确定等级时首先由云量与太阳高度角查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射等级数与地面风速查出稳定度等级。太阳辐射等级数云量，1/10太阳辐射等级数总云量/低云量夜间H0≤15°15°<h0≤35°35°<h0≤65°h0>65°≤4/≤421+1+2+35~7/≤410+1+2+3≥8/≤4100+1+1≥5/5~70000+1≥8/≥800000注：云址（全天空十分制）观测规则与中央气象局（即现国家气象局）编定的《地面气象观测规范》相同。大气稳定度的等级地面风速，m/s太阳辐射等级+3+2+1012≤1.9AA~BBDEF2~2.9A~BBCDEF3~4.9BB~CCDDE5~5.9CC~DDDDD≥6DDDDDD注：地面风速（m/s）系指距地面10m高度处10min平均风速，如使用气象台（站）资料，其观测规则与中央气象局编定的《地面气象观测规范》相同。太阳高度角h0使用下式计算：h0=arcsin[sinsin+coscoscos(15t+-300)]式中：h0—太阳高度角，deg；

—当地纬度，deg；—当地经度，deg；t—进行观测时的北京时间；—太阳倾角，deg，大气稳定度与烟流形状逆温是指气温随高度增加的现象。注意研究逆温的底、顶高度、厚度、频率、强度、生消规律伴随着日出辐射逆温自下而上消退到烟流顶时的污染为熏烟型污染，是污染最严重的情况海岸熏烟通常出现在春、夏的白天，吹海风情况，持续时间较长混合层高度判别法：d法、国标I法、罗氏法等混合层厚度的确定当大气稳定度为A、B、C和D时：

h=asU10/f当大气稳定度为E和F时：

f=2sin式中：h-混合层高度（E、F时指近地层厚度），m；

U10-10m高度处平均风速，m/s；大于6m/s时取为6m/s；

as,bs-混合层系数，见表；

f-地转参数；

-地转角速度，取为7.29·10-5rad/s；

-地理纬度，deg。我国各地区as和bs值地区asbsABCDEF新疆西藏青海0.0900.0670.0410.0311.660.70黑龙江吉林辽宁内蒙古北京天津河北河南山东山西陕西（泰岭以北）宁夏甘肃（渭河以北）0.0730.0600.0410.0191.660.70上海广东广西湖南湖北江苏浙江安徽海南台湾福建洒西0.0560.0290.0200.0121.660.70云南贵州四川甘肃（渭河以南）陕西（秦岭以南）0.0730.0480.0310.0221.660.70注：①A、B、C、D、E和F定义见附录B1。②静风区各类稳定度的as和bs可取表中的最大值。4.风向、风速、大气稳定度联合频率fijk。指17个风向方位、5个风速段、3种大气稳定度的组合频率。污染气象的综合描述；模式的输入参数；下风向某点位受影响几率。风向、风速、大气稳定度联合频率表C0.5~1.51.6~2.52.6~3.53.6~4.5>4.6ABCDEFABCDEFABCDEFABCDEFABCDEFABCDEFNNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC风速(m/s)P-T稳定度风向注：(1)具体数字未列出；（2）风速和稳定度分类也可视情况另有划分方法。58七、工程分析一.工程分析1、一级项目的工程分析（1）生产工艺流程图、污染物产生流程图、主要污染物排放量（2）对改扩建项目：现有工程排放量、新扩建工程排放量、改造后削减量，最终排放量（3）事故、非正常排放量（4）污染物排放方式59（5）点源调查内容排气筒底部中心坐标及其分布平面图排气筒高度、出口内经、出口烟气温度及流速各主要污染物正常排放量及危险性污染物事故排放量排放工况（6）面源调查内容主要污染物的排放量面源排放高度高度分类（7）颗粒物调查（密度和粒径分布）602、二、三级项目的工程分析二级评价项目可比一级要求适当从简。三级项目可以只做上列的（3）（5）（6），第（7）项可从简进行613、评价因子筛选和排放情况分析（1）按等标排放量Pi值大小顺序，选择排在前的因子，有害因子要慎重考虑（2）评价区内已有严重污染的污染物应为评价因子对筛选出的评价因子要分别统计出排放量、排放方式及排放特点62八、大气环境影响预测与评价1、预测因子：据评价因子定，选取有环境空气质量标准的评价因子2、预测范围：覆盖（≥）评价范围3、计算点：以环境空气敏感区中的环境空气保护目标作为计算点分三类：环境空气敏感区、预测范围内的网格点、区域最大地面浓度点；在高浓度分布区，计算点间距应不大于50m。634、污染源计算清单：对于排放工矿应说明正常排放、非正常排放、风险事故排放5、气象条件计算小时均值——需长期气象条件进行逐时或逐次计算，选择污染最严重的和对各环境空气保护目标影响最大的作为典型小时气象条件。计算日均值——需长期气象条件进行逐日计算，选择污染最严重的和对各环境空气保护目标影响最大的作为典型日气象条件。646、确定预测内容和设定预测情景一级评价内容：全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面小时浓度；全年逐日气象条件，·······，日均浓度；长期气象条件，·······，年均浓度；非正常排放情况，全年逐时或逐次小时气象条件下·······小时浓度对于施工期超过一年的项目，并且施工期排放的污染物影响较大，还应预测施工期间的大气环境质量二级评价预测①②③④，三级评价可不做预测657、确定预测内容和设定预测情景根据评价方案，确定：污染源及其排放方案、预测因子、气象参数、预测点、预测范围及主要输出成果。66分类AREMODADMSCALPUFF适用评价等级一级、二级一级、二级一级、二级使用评价范围小于等于50km小于等于50km大于50km对气象数据最低要求地面气象数据及对应高空气象数据地面气象数据地面气象数据及对应高空气象数据使用污染源类型点源、面源和体源点源、面源、线源和体源点源、面源、线源和体源适用地形条件简单地形、复杂地形简单地形、复杂地形简单地形、复杂地形、复杂风场建筑物下洗支持支持支持干湿沉降支持支持支持化学反应简单化学反应简单化学反应复杂化学反应8预测模式指评价范围内存在局地风速、风向等因子不一致的风场。如海边、山谷、城市等地带会形成海陆风、山谷风、城市热岛环流等679.预测分析与评价对环境空气敏感区的环境影响分析，应考虑其预测值和同点位处的现状背景值的最大值的叠加影响；对最大地面浓度点的环境影响分析可考虑预测值和所有现状背景值的平均值的叠加影响。叠加背景值：项目建成后最终的环境影响＝新增污染源预测值＋现状监测值－削减污染源计算值（如果有）－被取代污染源计算值（如果有）

6810.预测分析与评价分析典型小时气象条件下，是否超标、超标程度、超标位置，分析小时浓度超标概率和最大持续发生时间，并绘制评价范围，内出现区域小时平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图分析典型日气象条件下，······分析长期气象条件下，·······分析评价不同排放方案对环境的影响对解决方案进行进一步预测和评价，并给出最终的推荐方案69九、大气环境防护距离项目大气环境防护区域：超出厂界以外的范围采用推荐模式中的大气环境防护距离模式计算各无组织源的大气环境防护距离。在大气环境防护距离内不应有长期居住的人群70十、影响评价（一）选址、总图布置和生产工艺评价1.选址、总图布置评价（1）根据污染因子情况结合评价区环境特点、生产现状、发展规划、环境质量水平和可能的改造措施等，给出合理性评价（2）根据污染源的分担率结合环境、经济等因素，对总图布置做出评价（3）如有多种选择，应给出最佳厂址方案71案例：H省拟在L县新建2×1000MV超临界凝汽式发电机组。厂址所在地形为丘陵，距L县规划边界约9km。厂址周围环境现状及厂区平面布置见图。工程供水水源为L县污水处理厂中水和P水库，采用带自然通风冷却塔的二次循环方式。正常运转情况下，工业废水和生活污水处理达标后回用不外排；工程采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，设计脱硫率为90%；用三室五电场静电除尘器，除尘效率为99.8%，脱硫系统的除尘效率为50%；采用低氮燃烧技术，预留