大气环境质量评价

第五章大气环境质量评价大气环境质量现状评价内容简介大气环境影响评价一.大气污染监测评价（指数评价法）第一节大气环境质量现状评价（一）评价程序1.调查准备阶段（1）确定评价范围（2）拟定该评价范围的主要大气污染源和污染物以及发生重污染的气象条件（3）制定大气环境监测计划，做好人员组织和器材准备2.环境监测阶段大气污染监测应按年度分季节定区、定点、定时进行，最好应配合同步气象观测、大气污染生物学和环境卫生学监测（1）布点①最好设置对照点；②点的设置考虑大气污染源的分布和地形、气象条件：在污染源密集区和污染源密集区的下风侧，要适当增加监测点，争取做到1-4km2内有一个监测点；而在污染源稀少和评价区的边缘则可以少布一些点，争取做到4-10km2内有一个监测点；③布的点必须能控制住要评价的区域范围，要保持一定的数量和密度；④要有大气监测布点图。（2）采样、分析方法：依据监测规范。（3）监测频率：一年分四季，以1月、4月、7月、10月代表冬、春、夏、秋季节。每季采样7天，一日数次，每次采20-40分钟。以一日内几次的平均值代表日平均值，以7天的平均值代表季日平均值。3.评价分析阶段对监测数据进行统计、分析，并选用适当的大气质量指数模型计算大气质量指数。运用大气环境质量指数对大气污染程度进行描述，绘出大气质量分布图，分析大气环境质量的时空变化规律，并根据大气污染物的生物监测和大气污染环境卫生学监测进行大气污染分级。指出造成本地区大气环境质量恶化的主要污染源、主要污染物以及重污染发生的条件，研究大气污染对人群和生态环境的影响。4.成果应用阶段根据评价结果，提出改善大气环境质量以及防止大气环境进一步恶化的综合防治措施。（二）评价因子和标准的选择1.评价因子的选择凡是主要大气污染物，大气例行监测浓度较高以及对生态及人群健康已经有所影响的污染物，均应选作评价因子（1）尘：降尘、飘尘、悬浮微粒（2）有害气体：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧等（3）有害元素：氟、铅、汞、镉、砷等（4）有机物：苯并[α]芘、总烃等2.评价标准的选择大气环境质量标准（三）评价的指数模型1、均值型大气质量指数

式中ρ：污染物的实测浓度；

S：污染物相应的环境质量标准。

三个指数的分级均是按超标倍数的大小来进行的。2、上海大气质量指数

式中ρi：i污染物的实测浓度；

Si：i污染物的环境质量标准；

n：污染物种类数。姚志麒表5-1上海大气质量指数的分级分级清洁轻污染中污染重污染极重污染I上<0.60.6-1.01.0-1.91.9-2.8>2.8大气污染水平清洁大气质量标准警戒标准警报标准紧急水平3、沈阳大气质量指数表5-2沈阳大气质量指数评价参数及标准值参数SO2NOx飘尘PbI沈背景浓度0.020.010.050.0001100标准0.150.130.150.000760明显危害浓度2.01.01.00.0120mg/m3表5-3沈阳大气质量指数分级质量等级清洁轻污染中等污染重污染极重污染I沈>6155-6143-5531-40<31大气污染水平清洁大气质量标准警戒标准警报标准紧急水平幂函数型指数4、分级评分法表5-4大气中污染物质浓度分级与评分mg/m3参数第一级(理想级)第二级(良好级)第三级(安全级)第四级(污染级)第五级(重污染级)浓度分级评分浓度分级评分浓度分级评分浓度分级评分浓度分级评分降尘①≤825≤1220≤2015≤4010>405飘尘②≤0.1025≤0.1520≤0.2515≤0.5010>0.505SO2≤0.0525≤0.1520≤0.2515≤0.5010>0.505NOx≤0.0225≤0.0520≤0.1015≤0.2010>0.205CO≤225≤420≤615≤1210>125总氧化剂③≤0.0525≤0.120≤0.2015≤0.4010>0.405注：①单位是t/(km2.月)；②应用于颗粒物时，按颗粒物监测值折半；③最大的一次浓度值。评价方法共选用4个参数，其中降尘、飘尘、SO2为必评参数，NOx、CO、总氧化剂为自选参数，可任选其中污染最重的一项参加评价。

式中M：大气质量分数；

Ai：i参数评分值。

表5-5分级评分法分级标准M100-9594-7574-5554-3534以下大气质量等级第一级(理想级)第二级(良好级)第三级(安全级)第四级(污染级)第五级(重污染级)5、美国格林大气污染综合指数SO2污染指数综合污染指数烟雾(COH)污染指数式中S：SO2实测日平均浓度，10-6；

C：实测日平均烟雾系数，COH单位/1000英尺(305m)，

1COH≈125μg/m3TSP(美国)；

a1，a2，b1，b2

：确定指数尺度的常数。表5-6格林指数分级污染物希望水平警戒水平极限水平SO2(10-6)0.060.31.5烟雾系数(COH单位/1000英尺)0.93.010.0指数分级2550100格林大气综合污染指数适用于寒季或以燃煤为主要污染源的场合。当污染综合指数小于25时，说明空气清洁而安全；当指数大于50时，说明空气有潜在危险性。当指数达50、60、68时，应分别发出一、二、三级警报，采取减轻污染的有关措施。当指数等于68时，相当于煤烟型大气污染事件的水平。由于我国反映烟尘污染水平的参数一般取飘尘，当飘尘浓度取每立方米毫克(mg/m3)时，烟雾系数约是它的10倍。6.美国橡树岭大气质量指数(ORAQI)参数：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化剂、颗粒物计算式式中ρi：i污染物24小时平均浓度；

Si：i污染物大气质量标准。表5-7ORAQI与大气环境质量分级分级优良好尚可差坏危险OQAQI<2020-3940-5960-7980-100≥1007.美国污染物标准指数(PSI)PSI大气污染浓度水平污染物浓度大气质量分级颗粒物(24h)μg/m3SO2(24h)μg/m3CO

(8h)mg/m3O3(1h)μg/m3NO2(1h)μg/m3SO2×

颗粒物(μg/m3)2500显著危害水平1000262057.512003750490000(显著)危险性400紧急水平875210046.010003000393000危险性300警报水平625160034.08002260261000很不健康200警戒水平37580017.0400113065000不健康100大气质量一级标准26036510.0160①①中等50大气质量一级标准的50％75②80②5.080良好00000表5-8PSI污染物浓度分级注：①浓度低于警戒水平时，不报此分指数；②美国EPA制定的一级标准中年平均浓度。表5-9PSI分级与人体健康状况对照PSI对健康的一般影响要求采取的措施500病人和老年人提前死亡，健康人出现不良症状，影响正常活动全体人群应停留在室内，关闭门窗，尽量减少体力消耗，避免交往400健康人降低了运动耐力，提前出现了某些疾病，病人有明显强烈的症状老年人和病人应留在室内，避免体力消耗，一般人应避免户外活动300心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐力降低,健康人普遍出现上述症状老人、心脏病患者和肺病患者停留在室内，减少体力活动200易感人群症状轻度加剧，健康人出现刺激症状心脏病、呼吸系统疾病患者减少体力消耗和户外运动已知各污染物浓度后可用内插法计算各污染物的分指数，然后选择各分指数中最大者作为PSI。8.美国密特大气质量指数(MAQI)式中I：各污染物的分指数，下角字母分别代表c为CO；s为SO2；p为颗粒物质；n为NO2；o为氧化剂。式中a：代表年平均；

24、8、3、1：分别代表所指浓度的平均时间(小时)；

δ：系数，当ρi>Si时，δ等于1；当ρi<Si时，δ等于0。二.大气污染生物学评价（一）应用植物的可见症状进行评价首先应根据评价区大气污染物的组成选择特征敏感植物，然后仔细观察记录敏感植物的外观特性和可见伤害症状，据此判别大气污染的性质和大气污染的程度。1.主要污染物的敏感植物表5-10对主要污染物敏感的植物及其反应浓度污染物反应浓度敏感植物SO2<(0.25-0.3)×10-6不引起急性中毒，(0.1-0.3)×10-6长期暴露可引起慢性中毒紫花苜蓿、大麦、棉花、小麦、三叶草、甜菜、莴苣、大豆、向日葵等O3在(0.02-0.05)×10-6时最敏感的植物可产生急性或慢性中毒烟草、番茄、矮牵牛、菠菜、土豆、燕麦、丁香、秋海棠、女贞、梓树等PAN在(0.01-0.05)×10-6时最敏感的植物可产生危害，也可引起早衰矮牵牛、早熟禾、长叶莴苣、斑豆、番茄、芥菜等HF最敏感的植物在0.1×10-9即有反应，在叶片中浓度达(50-200)×10-6时敏感植物出现坏死斑唐菖蒲、郁金香、金荞麦、玉米、玉簪、杏、葡萄、雪松等PAN：过氧酰基硝酸酯2.受污染气体危害的叶部症状（1）SO2：阔叶植物的叶缘和叶脉间出现不规则的坏死小斑，颜色变成白色到淡黄色，有时为绿色，周围组织通常为缺绿的花叶。在长期暴露在低浓度环境中时，老叶有时表现缺绿。禾本科植物在中肋两侧出现不规则的坏死，颜色变成淡棕色到白色。尖端易受影响，通常不表现缺绿症状。针叶树在针叶顶端出现棕色死尖，呈带状，通常相邻组织缺绿。（2）O3：阔叶植物下表皮出现不规则的小点或小斑，部分下陷，小点变成红棕色，小斑褪成白色。随植物受害程度的加重，叶子可发生密集的小点(斑)，并可联结成较大的斑。禾本科植物最初坏死区(小斑)不联结，随后可造成较大的坏死区。针叶树叶顶部发生棕色死尖(枯尖)，和SO2伤害症状相似，但棕色和绿色组织分布不规则。（3）PAN：阔叶植物有的(如叶菜类蔬菜)产生下陷组织和棕色小斑，有的(如烟草)组织下限可达整个叶片厚度，通常为带状。禾本科植物出现不规则的下陷带，颜色褪成黄色和淡绿色，有时出现缺绿或褪色，部分坏死。针叶树没有特别的症状，有的缺绿、褪色或枯萎。（4）HF：阔叶植物叶间和叶缘发生坏死，偶尔在叶脉之间产生小斑。在死组织和活组织之间边缘很明显，常具有窄的暗棕色的带。有时在坏死组织边上有窄而轻微缺绿的带。有的植物的坏死组织很容易脱落，像被昆虫咬食似的。有的植物在坏死前出现缺绿。禾本科植物出现坏死的棕色叶尖，坏死区后部是不规则的条纹，和阔叶植物一样，在坏死区和健康组织之间有深色带。针叶树出现棕色到红棕色的坏死尖，每个叶片都可能坏死。（二）根据植物的长势和生产量进行评价污染影响指数IA式中W0：清洁未污染区植物生长量；

Wm：污染区监测植物生长量。IA越大，表示大气污染程度越重（三）根据植物的生理生化指标进行评价气孔的开闭度、光合作用强度、叶绿素的含量和组成、蛋白质含量等（四）根据植物叶片中污染物质的含量进行评价污染量指数IPC式中ρm：监测点指示植物叶片中某污染物含量；

ρc：对照点同种植物叶片中某污染物含量。Ⅰ级：清洁大气（IPC<1.20）Ⅱ级：轻度污染（1.21<IPC<2.0）Ⅲ级：中度污染（2.01<IPC<3.0）Ⅳ级：严重污染（IPC>3.0）（五）根据低等敏感植物的种群结构进行评价地衣列.布朗克(LeBlanc)空气清洁指数IAP式中n：监测区地衣种的总数；

Qi：种的生态指数，即每个种在监测区的平均数量；

fi：种的优势度，即每个种以数目表示的目测盖度和频度的综合。IAP越大，说明监测区大气污染程度越轻表5-11加拿大安大略萨得勃瑞区IAP及SO2浓度范围IAPSO2浓度(×10-6，体积比)0-9>0.0310-240.02-0.0325-390.01-0.0240-540.005-0.01>55<0.005（六）根据综合生态指标进行评价表5-12大气污染生物学分级污染水平主要表现清洁树木生长正常，叶片污染物含量接近清洁对照区指标轻污染树木生长正常，但叶片上所选指标明显高于清洁对照区中污染树木生长正常，但叶片上可见典型受害症状重污染树木受到明显伤害，秃尖，受害面积可达50％三.大气污染的环境卫生学评价（一）用临床医学方法对污染区儿童健康检查选择的健康项目：鼻咽部疾病、眼结膜炎；肺部变化（纹理增强、增粗、扭曲、肺门大小等）；肺功能检查（肺活量、最大呼气流速、25％肺活量流速）。（二）用流行病学回顾性调查方法，调查不同污染区居民肺癌的死亡率表5-13沈阳市不同区域肺癌死亡率（10万-1）区域人口肺癌死亡死亡率工业污染区2011485929.33上风侧居民区2357843514.84一般居民区2446994622.89近铁路居民区1041752423.04下风侧居民区1214322419.76降尘量与肺癌死亡率的相关系数r=0.766，飘尘与肺癌的相关系数r=0.870。（三）用居民体内含铅量评价大气污染表5-14沈阳市大气铅与儿童尿铅含量的关系区域大气铅(µg/m3)儿童尿铅(mg/L)铅熔炼厂附近居民区2.2015.950工业区1.309.825工业区下风侧居民区1.009.908一般居民区0.508.100清洁对照区0.208.395一.大气环境影响评价的目的

大气环境影响评价是从预防大气污染、保证大气环境质量的目的出发，通过调查、预测等手段，分析、评价拟议的开发行动或建设项目在施工期或建成后的生产期所排放的主要大气污染物对大气环境质量可能带来的影响程度和范围，提出避免、消除或减少负面影响的对策，为建设项目的厂址选择、污染源设置、大气污染预防措施的制定及其他有关工程设计提供科学依据或指导性意见。第二节大气环境影响评价二.开发行为对大气环境的影响识别

(P130)自学三、工作程序和评价等级（一）基本内容和工作程序（P133）1.弄清建设项目概况，进行工程的大气环境影响因素分析，获得有关源参数资料，对源进行排放评价2.大气环境现状监测与评价3.评价区地形和气象资料的收集和观测4.评价区大气扩散规律的研究5.评价区污染浓度预测6.确定评价标准，评价预测结果，作出结论，提出预防和改善大气质量的对策和建议建设项目初步工程分析和环境概况调查划分评价级别、确定评价范围编制大气环境影响评价大纲环境现状监测及评价、工程分析、评价标准或环境目标值的确定大气扩散模式选择，计算参数确定大气质量影响预测大气环境影响评价结论与环境对策及建议（二）评价等级划分

《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ2.2-2008）按主要污染物排放量（以等标排放量Pi(m3/h)衡量）和周围地形复杂程度将评价工作划分为三级。不同级别的评价工作要求不同，一级评价项目要求最高，二级次之，三级较低。1.等标排放法式中Qi：单位时间污染物排放量，t/h；

S0i：环境空气质量标准GB3095－1996中的二级标准的1h平均浓度限值，mg/m3。表5-15评价工作级别

Pi(m3/h)

地形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注：复杂地形系指山区、丘陵、大中城市的城区和沿海的海陆风交界带。

对一个拟建项目，通过初步工程分析，可以确定1-3个污染物为主要污染物，然后计算其Pi值，取其中最大者，对照上表，确定评价级别。四、评价范围的确定建设项目的大气环境影响评价范围主要根据项目的级别确定，此外还应考虑评价区内和评价区边界外有关区域(以下简称界外区域)的地形、地理特征及该区域内是否包括大中城市的城区、自然保护区、风景名胜区等环境保护敏感区。一般可取项目的主要污染源为中心，主导风向为主轴的方形或矩形。如无明显主导风向，可取东西向或南北向为主轴。1.对于一、二、三级评价项目，大气环境影响评价范围的边长，一般不应小于16-20km、10-14km、4-6km。平原取上限，复杂地形取下限，对于少数等标排放量较大的一、二级项目，评价范围应适当扩大。2.考虑到界外区域对评价区域的影响，对于评价区地形、地理特征复杂和评价区有排放高度较高、排放量较大的点源，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域边长的0.5倍。3.如果界外区域有环境保护敏感区，则应将评价区扩大到界外区域。如果评价区包含有荒山、沙漠等非环境保护敏感区，则可适当缩小评价区的范围。五、污染源调查和评价（P134）自学六、大气环境质量现状监测与评价（P138）自学七、大气环境影响预测（一）预测模型（P111-130）自学（二）预测内容1.一、二级评价项目的预测内容（1）一次(30min)和24h取样时间的最大地面浓度和位置（2）不利气象条件下，评价区域内的浓度分布图及其出现的频率（3）评价区域季(期)、年长期平均浓度分布图（4）可能发生的事故排放条件下的浓度分布图（5）在必要时，还应预测施工期间的大气环境质量2.三级评价项目只需进行上列(1)、(2)、(3)项内容（三）预测准备工作1.评价区网格化一般是在1/50000的地形图上，将评价区划分为网格，大评价区可取2km×2km，小评价区可取0.5km×0.5km。在描绘评价区域图时，应将拟建工程置于图形的中部，计算点放在每个方格中心或方格点上；如评价区地形不平坦，可将主要污染源所在网格高程定为0，而其他网格标出相对高程。如果评价区内仅一二个排气筒，也可不划分网格。2.气象参数的处理气象资料除了作一般统计处理外，还要编制年、季、月时段内的风向、风速和稳定度的联合频率表。大气稳定度分成A-F六类；风向划分成16个方位，另加一个静风，共17个；风速划分成5档：<1.5m/s，1.5-3.0m/s，3.1-5.0m/s，5.1-7.0m/s，>7.0m/s，然后将各统计结果填入事先设计好的表格中。3.污染源数据分类（1）点源按下列项目制表：排气筒底部中心位置（一般按地理坐标系）；排气筒高度(m)，出口内径(m)，出口烟气温度(K)及流速(m/s)；污染物正常排放量(g/s)及危险性污染事故排放量(g/s)；排放工况，是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。（2）面源按下列项目制表：面源位置（按轮廓特征点的x、y坐标表明），排烟高度(m)，污染物排放量(g/s)，排放工况（排放时间、小时变化和日变化）。将调查收集到的污染源数据分类归纳制成表格（3）线源按下列项目制表：线源所在位置或区间，污染物排放量[g/(m.s)]，排放工况（排放时间、日变化）。（四）选择预测模型预测模型应适合评价区的地形和气象等特征条件，应根据污染物排放方式（点、面、线，连续、瞬时排放），气象条件（有无风及流场均匀程度），地形条件（平坦、山区或复杂），污染物性质（气态、颗粒物）等因素来选择模型。（五）预测成果表达1.拟建工程实施后的大气中污染物浓度ρi由于开展EIA所作的大气质量现状监测的周期较短，与预测值之间有较大的距离，尤其是长期浓度的预测是采用风向、风速、稳定度联合频率进行的逐时计算取得的浓度值，基线浓度只是在规定期间有限的几次监测数据的算术平均值，二值之间叠加会带来较大的误差。因此，叠加时一般宜采用短期浓度，方法是：将短期浓度监测时的气象条件用于预测模型的计算，根据拟建工程的污染源，算出与现状监测相同条件下的浓度，再与监测点的监测数据叠加。式中ρpi：采用模型预测得到的污染物浓度；

ρbi：环境调查和监测取得的污染物基线浓度。

2.预测成果内容（1）绘出各大气稳定度类型的大气环境质量等级短期预测分布图（2）绘出月、季、年平均大气环境质量等级长期预测分布图（3）列出各大气稳定度类型下主要评价因子最大落地浓度值和距离，以及月、季、年最大落地浓度的平均值和平均距离（4）复杂地形或高建筑物附近出现的背风涡流、下沉或下洗气流时的浓度值（三级评价项目可酌情处理）（5）海陆风影响地区的浓度变化及时空分布（三级评价项目可酌情处理）（6）事故排放或环保设备维修时的浓度分布（三级评价项目可酌情处理）八、大气环境影响评价（二）大气影响后果重大性评价1.环境目标值判别法（1）评价区域大气污染物的环境目标值，根据当地大气环境规划中确定的功能区分类，按GB3095-2002确定的浓度标准值为环境目标值（2）GB3095-2002中未包含允许的最大长期平均浓度的因子，其目标值可按下述方法估算（一）大气环境影响评价内容P141自学Ⅰ.如果在评价区内，或者地理条件基本一致，且距待评价项目的主排气筒距离小于50km的范围内布置了污染因子的监测网点，则首先计算各测点累积频率为50％和93.3％的一次取样或日平均浓度值。Ⅱ.将上述结果分别标记在对数正态概率坐标纸上并连成直线，再沿这条直线的延长线查出各测点对应于质量标准值的累积频率。Ⅲ.将各测点对应于质量标准的累积频率和该测点的长期平均浓度，在对数正态概率坐标纸上作散点图，并对这些点进行线性回归，得线性回归直线。质量标准一次取样或日平均浓度5093.36.7累积频率％目标值长期平均浓度5093.36.7981234各测点1234Ⅳ.将回归直线沿横轴向低浓度方向平移至最边缘的一个散点上，在按平移后的直线查出对应累积频率为98％的长期平均浓度，即为待求因子的长期平均浓度目标值。Ⅴ.如果无法获得必要的监测资料，一次取样、日、月、季、年平均值可按1、0.33、0.20、0.14、0.12的比例关系换算。（3）将预测浓度与基线浓度之和与浓度目标值进行比较，如果两者比值小于等于1表示无影响；如比值大于1且小于等于1.5，表明有较大影响；如大于2，表示有重大影响。2.允许排放量判断法假设拟建项目的污染物排放量为Qi，而环保部门规定该项目允许排放量为Q0i，如果Qi-Q0i≤0，表明影响不大；反之，表明影响大。3.指数法有多个评价因子，采用和现状评价同样的综合指数形式，比较基数条件下和拟建项目的综合指数。4.污染分担率(Kij)判别法在给定源强和气象条件的情况下，根据源的类型采用相应的扩散模型，计算出各个源i在控制点j处的浓度ρij各污染源在控制点j处的总浓度为如果Kij>50%，可以认为影响重大。污染分担率的定义式为5.判别污染物排放对敏感对象的影响评价拟建项目排放的一些量虽少、但危害性大的污染物的影响重大性，可以通过其对敏感对象，如老、弱、病、幼人群的健康以及某些品种的植物或农作物生长的影响程度而判别出来。（三）选址、总图布置和生产工艺评价1.选址与总图布置评价（1）根据拟建项目主要污染因子排放源在超标区（或Ii值的最大区域）中的污染分担率Kij，同时结合评价区的环境特点、工业发展现状和规划、环境质量水平和可能的改造措施等，从大气的角度，提出厂址选择是否合理性评价意见和改进建议2.生产工艺评价（1）根据各污染物和排放源在超标区的Ii及Kij值，确定主要污染物和主要污染源，以及各污染物和污染源对污染贡献大小的次序（2）对主要污染物或主要污染源的原工艺设计方案，从清洁生产和一般大气环保角度（排放源高、源强、综合利用措施以及治理技术等），提出评价意见和改进建议。（2）根据建设项目各污染源在评价区和项目各功能区的污染分担率，结合环境、经济等因素，从大气角度，对总图布置合理性提出评价意见和改进建议（3）如有几种厂址选择或总图布置方案，则应给出各种方案的预测结果，再结合环境、经济等因素，权衡利弊，提出最佳厂址方案3.排气筒高度合理性评价烟气出口流速式中k：斜率，k＝0.74+0.19u；

u：排气筒出口处平均风速。排气筒出口处实际烟气速度不得小于上式计算出的vc值的1.5倍由于vc与排气筒高度Hs成正比的，因此在确定生产规模后，可用上式分析Hs设计的合理性。不过最终确定排气筒高度时还应考虑以下条件：（1）Hs不得低于它所属建筑物高的的2倍，并不得直接污染邻近建筑物。（2）若排气筒周围有需要保护的建筑群(其平均高度为H0)，则排气筒的实际高度应设计为4.卫生防护距离的确定排放源所在的生产单元与居住区之间应设置的卫生防护距离应按下式计算式中Q：有