电子教案与课件：环境影响评价-5大气环境影响评价第二版

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大气环境影响评价大气污染物在环境影响评价技术导则中分为基本污染物与其他污染物。污染物在大气中的分布水平与释放源的排放方式和排放强度有关,同时受制于大气的输送和扩散过程。大气环境评价工作的内容与深度取决于评价等级,而评价等级的确定主要依据于建设项目的排放工况、环境因素以及环境管理要求,目前主要是通过估算模式计算的最大地面质量浓度增量占标率确定。大气环境影响评价则以数学模型的预测结果为依据进行分析与评价。本章在对大气环境影响评价基础理论进行概述的基础上,重点介绍了依据环境影响评价技术导则对大气环境质量进行的现状调查和评价的方法与要求,依据大气环境影响评价工作等级合理应用估算模型(AERSCREEN)以及进一步预测模型(AERMOD、ADMS、CALPUFF、Austal2000、光化学网格模型)进行预测评价等内容。5.1基础知识5.2大气环境影响评价概述5.3环境空气现状调查与评价5.4大气环境影响预测与评价5.5评价结论与建议主要内容

5.1基础知识

5.1.1大气污染由于自然现象或人类活动向大气中排放的烟尘和废气过多,使大气中出现新的化学物质或某种成分含量超过了自然状态下的平均含量,影响人和动植物的正常发育和生长,给人类带来冲击和危害,即大气污染。大气污染的产生实际上是大气系统的内在结构发生了变化并通过外部状态表征出来,其实质还是由于内在结构的改变而引起了大气对人类及生物界生存和繁衍的干扰。5.1基础知识

5.1.2大气污染源大气污染源是指导致大气污染的各种污染因子或污染物的发生源。例如向环境空气排出污染物或释放有害因子的工厂、场所或设备。①点源是通过某种装置集中排放的固定点状源,如烟囱、集气筒等。②面源是在一定区域范围内,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,如无组织排放、储存堆、渣场等排放源。③线源是污染物呈线状排放或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。5.1基础知识

5.1.2大气污染源大气污染源是指导致大气污染的各种污染因子或污染物的发生源。例如向环境空气排出污染物或释放有害因子的工厂、场所或设备。①点源是通过某种装置集中排放的固定点状源,如烟囱、集气筒等。②面源是在一定区域范围内,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,如无组织排放、储存堆、渣场等排放源。③线源是污染物呈线状排放或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。5.1基础知识

5.1.2大气污染源④体源是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。⑤火炬(火焰)源是直接由明火排放的源,如炼油厂火炬。⑥烟塔合一源是指锅炉产生的烟气经除尘、脱硫、脱硝后引至自然通风冷却塔排放的源。⑦机场源是指民用机场大气污染物排放源。⑧网格污染源一般指排放城市和区域尺度的大气污染物,需进行网格化的污染源,如光化学转化的二次污染物的排放源。5.1基础知识

5.1.3大气污染物大气污染源排放的污染物按存在形态分为颗粒态污染物和气态污染物。按生成机理分为一次污染物和二次污染物。其中由人类或自然活动直接产生,由污染源直接排入环境的污染物称为一次污染物;排入环境中的一次污染物在物理、化学因素的作用下发生变化或与环境中的其他物质发生反应所形成的新污染物称为二次污染物。基本项目污染物：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)其他污染物：总悬浮颗粒物(TSP)、氮氧化物(NOx)、铅(Pb)和苯并[a]芘(BaP)以及项目排放的特有污染物5.1基础知识

5.1.4大气扩散进入大气中的污染物,由于风及大气湍流等作用,在水平和垂直两个方向上逐渐分散稀释的现象称为大气扩散。从各种污染源排入大气中的污染物在污染源的下风向区域的一定空间范围内的浓度分布水平往往要高于污染源上风向区域的浓度水平,表现为大气扩散对污染源下风向一定区域的污染性,但在正常情况下,污染物通过大气扩散作用被稀释,一般不会对人、动物和植物造成急性污染危害。5.1基础知识

5.1.4大气扩散风和湍流是影响大气扩散能力的主要气象动力因子,对污染物在大气中的扩散和稀释起着决定性的作用。风在输送、扩散和稀释污染物上起着重要作用。风向决定污染物迁移的方向,当污染物进入大气后就沿着风向运动迁移,因此,污染区总是在污染源的下风向。风速决定污染物的扩散和稀释状况,一般来说,大气中污染物浓度与排放总量成正比,而与平均风速成反比,若风速增加一倍,由于大气湍流的扩散稀释能力增强,可使下风向污染物浓度减少1/2。5.1基础知识

当烟雾(或烟尘等污染物)从烟囱(或其他排气筒)排入大气后,在往下风向飘移的过程中,在大气湍流无规则运动的作用下,烟团逐渐向周围大气中扩散,直到烟型消失。如果没有湍流的作用,烟团仅靠其所含微粒微弱的布朗运动和较为有规则的分子扩散运动,那么烟雾将呈现几乎是一条相当长的粗细变化不大的一套烟管运动。一般将大气湍流扩散按湍流(或烟团本身截面)直径的大小划分为三种尺度。当湍流直径小于烟柱直径时,称为均匀小尺度湍流,它的扩散速度很慢;当湍流直径大于烟柱直径时,称为均匀大尺度湍流,它的扩散速度较快;当大、小尺度湍流同时存在时,称之为复合尺度湍流,它的扩散速度最快。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.1高斯扩散模型在大气环境影响评价的实际工作中最普遍应用的是高斯扩散模型,也称高斯烟团或烟流模型、高斯正态扩散模型,简称高斯模型。其采用非网格、简化的输送扩散算法,没有复杂化学机理,一般用于模拟一次污染物的输送与扩散,或通过简单的化学反应机理模拟二次污染物。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.1高斯扩散模型高斯模型的前提是假定：均匀、定常的湍流大气中污染物在空间的概率密度是正态分布,概率密度的标准差(亦即扩散参数)通常用“统计理论”方法或其他经验方法确定。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型(1)点源扩散模型①瞬时单烟团正态扩散模型该模型是一切正态扩散模型的基础。假定单位容积粒子比值C/Q在空间的概率密度为正态分布,则:5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型②连续点源烟羽扩散模型a.无界空间假设下的连续点源正态分布对于连续稳定点源的污染物扩散的平均状况,其浓度分布符合正态分布规律,并采用的假设条件为:污染物浓度在y、z轴上为正态分布;大气只在一个方向上做稳定的水平运动,即水平风速为常数;在x轴方向上做准水平运动,其平流传输作用远远大于扩散作用;污染物在扩散中没有衰减和增生,且平流输送作用远远大于扩散作用;浓度分布不随时间改变;地表面足够平坦,污染源与坐标原点重合,即污染源的坐标为(0,0,0)。考虑无界空间(无地面影响)的情况,由上述假设可知大气流场在水平和垂直方向是均匀的,因此,在y、z方向上的分布是相互独立的,从而可以推导出无界情况下的连续点源最基本的正态扩散模型(烟羽扩散模型):5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型

式中,C为污染物浓度,mg/m3;Q为单位时间的排放量(即排放率或源强),mg/s;σy为y轴水平方向扩散参数,m;σz为z轴垂直方向扩散参数,m;u为平均风速,m/s,一般取烟囱出口处的平均风速。值得注意的是σy,σz都是x是x的函数。通常表示成如下形式:σy=γ1xα1,σz=γ2xα2,γ1、γ2、α1、α2

是与大气稳定度等有关的常数。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型

b.有界空间假设下的点源扩散模型污染物在大气中的扩散必须考虑地面对扩散的影响,假设地面像镜面一样,对污染物起全反射作用。按像源法原理,假设地平线为一镜面,在其下方有一与真实源完全对称的虚源,则这两个源按式(5-8)叠加后的效果和真实源考虑到地面反射的结果是等价的。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型

(a)地面浓度在大气环境影响预测中人们往往更关心污染物排放对近地面的影响。在式(5-8)中,令z=0得到高架点源的地面浓度计算式(5-9)。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型

(b)地面x轴线浓度下风向x轴线上(y=0,z=0)地面浓度C(x,0,0,He)由式(5-10)得出:5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型

(c)最大地面浓度Cmax及其距排气筒距离Xm将轴线浓度式(5-10)对x求导,令其等于零,即得到最大地面浓度Cmax计算式(5-11)、式(5-12)和距排气筒距离Xm计算式(5-13)。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.2AERSCREEN模型系统AERSCREEN是基于美国环保署空气质量预测模型AERMOD的空气质量估算模型。由于AERSCREEN估算浓度扩散模型的程序采用的是AERMOD内核,所估算的结果更符合AERMOD预测结果,可用于预测工作前期的等级估算和范围确定等工作。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.2AERSCREEN模型系统AERSCREEN模型主要包括两部分:①MAKEMET程序,生成输入到AERMOD模型的不利气象条件组合文件;②AERSCREEN命令提示符界面程序。其中AERSCREEN界面程序不仅调用MAKEMET程序生成不利气象条件组合文件,还可调用AERMOD模式中的ERMAP程序处理地形、BPIPPRM程序处理建筑物下洗,通过调用ERMOD模型的筛选选项,结合MAKEMET程序生成不利气象条件组合文件来计算最不利气象条件下的污染物浓度。AERSCREEN模型可计算最不利气象条件下的平均时间浓度(1h平均、3h平均、8h平均、日平均以及年平均)。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.3ADMS城市大气扩散模型ADMS城市大气污染物扩散模型是基于三维高斯扩散模型的多源模型,模拟城市区域来自工业、民用和道路交通污染源产生的污染物在大气中的扩散。该模型在中国部分城市得到应用,实践证明只要选择合适的参数,模型计算结果准确度较高。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.3ADMS城市大气扩散模型ADMS可模拟点源、面源、线源和体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布,还包括一个街道窄谷模型,适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。模型考虑了建筑物下洗、湿沉降、重力沉降和干沉降以及化学反应等。化学反应模块包括计算NO、NO2和O3等之间的反应。ADMS有气象预处理程序,可以用地面的常规观测资料、地表状况以及太阳辐射等参数模拟基本气象参数的廓线值。在简单地形条件下,使用该模型模拟计算时,可以不调查探空观测资料。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.4AERMOD模型系统AERMOD是一个稳态烟羽扩散模型,可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布,适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。AERMOD考虑了建筑物下洗。模型使用每小时连续预处理气象数据模拟≥1h平均时间的浓度分布。AERMOD系统包括AERMOD扩散模型、AERMET气象预处理和AERMAP地形预处理模型。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.4AERMOD模型系统AERMOD具有下述特点:①按空气湍流结构和尺度的概念,湍流扩散由参数化方程给出,稳定度用连续参数表示;②中等浮力通量对流条件采用非正态的PDF模式;③考虑了对流条件下浮力烟羽和混合层顶的相互作用;④考虑了高尺度对流场结构及湍动能的影响;⑤AERMOD模型系统可以处理:地面源和高架源、平坦和复杂地形及城市边界层。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.5CALPUFF烟团扩散模型系统CALPUFF是一个烟团扩散模型系统,可模拟三维流场随时间和空间发生变化时污染物的输送、转化和清除过程。CALPUFF适用于从50km到几百千米范围内的模拟尺度,包括近距离模拟的计算功能,如建筑物下洗、烟羽抬升、排气筒雨帽效应、部分烟羽穿透、次层网格尺度的地形和海陆的相互影响、地形的影响;还包括长距离模拟的计算功能,如干、湿沉降的污染物清除、化学转化、垂直风切变效应、跨越水面的传输、熏烟效应以及颗粒物浓度对能见度的影响。适合于特殊情况,如稳定状态下的持续静风、风向逆转、在传输和扩散过程中气象场时空发生变化下的模拟。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.6光化学网格模型光化学网格模型,简称网格模型,采用包含复杂大气物理(平流、扩散、边界层、云、降水、干沉降等)和大气化学过程(气、液、气溶胶、非均相)算法以及网格化的输送化学转化模型,一般用于模拟城市和区域尺度的大气污染物的输送与化学转化。光化学网格模型用于模拟在任何天气状况下发生的大气污染事件可能带来的后果。它应用的是一个网格系统,网格系统中的研究区域(例如一座城市)被切分成数千个网格,每个网格的宽度和长度通常有几千米;网格也有第三种量度(高),根据要研究的海拔高度,网格高度有所不同。这些模型可以模拟空气的垂直运动和水平运动,显示来自建筑、车辆乃至动植物的各种气体和粒子的增多以及发生在大气中的化学反应,并有助于预测对臭氧水平产生的影响5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.7EDMS模型EDMS模型由美国联邦航空管理局(FAA)和美国空军(USAF)合作开发,主要应用于机场空气质量评估,包括排放清单建立、污染物扩散模拟两部分。该模型系统内置MOBILE、AERMOD模型,可对机场内飞机发动机、辅助动力装置(APU)、飞机地勤支援设备(GSE)、机动车辆等排放源进行统计及建立民用机场大气污染物排放清单、计算污染物排放浓度和机场地面车辆的NOx、CO、PM、N2O、CH4等大气污染物排放量。5.1基础知识

5.1.5大气污染物扩散预测基本模型5.1.5.8Austal2000烟塔合一源模型应用烟塔合一技术进行污染源大气污染预测的Austal2000模型主要分为大气污染物扩散模型和烟气抬升模型。通常采用德国的大气污染物扩散模型中描述的S/P模型计算冷却塔烟团抬升高度,再依照描述的扩散模型计算冷却塔排放对地面造成的浓度。通过该模型确定烟气自冷却塔排出后的最终抬升高度和水平方向上的扩散距离。5.2大气环境影响评价概述5.2.1评价的主要任务(1)明确工程项目性质全面了解建设项目的背景、进度和规模,调查其生产工艺和可能造成的环境影响因素,明确工程及环境影响性质。(2)划分评价等级和确定评价范围按照《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2—2008)的规定,确定大气环境影响评价等级与评价范围。(3)工程分析了解拟建项目废气产生节点,弄清该项目所产生的污染量、污染指标和可能造成污染的范围,调查拟建项目的生产工艺,分析项目在建设阶段、运行阶段对大气环境的影响因素,核算大气污染源源强。5.2大气环境影响评价概述5.2.1评价的主要任务(1)明确工程项目性质全面了解建设项目的背景、进度和规模,调查其生产工艺和可能造成的环境影响因素,明确工程及环境影响性质。(2)划分评价等级和确定评价范围按照《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2—2008)的规定,确定大气环境影响评价等级与评价范围。(3)工程分析了解拟建项目废气产生节点,弄清该项目所产生的污染量、污染指标和可能造成污染的范围,调查拟建项目的生产工艺,分析项目在建设阶段、运行阶段对大气环境的影响因素,核算大气污染源源强。5.2大气环境影响评价概述5.2.1评价的主要任务(4)环境现状调查和评价在进行环境空气保护目标、大气污染源、大气环境质量现状调查的基础上,运用占标率等指标对大气环境现状进行评价。

(5)大气环境影响预测与评价根据现状调查及工程分析的有关数据,选择合适的模型、确定需要的参数和计算条件,预测建设项目对大气环境的影响。根据环境影响预测结果,对建设项目环境影响进行分析与评价。(6)优化大气环境保护措施比较优化建设方案,提出拟采取的环境保护建议和措施。(7)给出建设项目大气环境影响评价结论根据项目环境影响预测与评价的结果及环境保护设施建设方案,给出大气环境影响评价结论。5.2大气环境影响评价概述5.2.2环境影响识别与评价因子筛选大气环境影响评价因子主要为项目直接排放的基本污染物及其他污染物。当项目排放二次污染物前体物总量(包括硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机物)达到表5-6规定的量时,评价因子应增加PM2.5、O3

等二次污染物。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围5.2.3.1评价等级及划分依据按照《环境影响评价技术导则大气环境(征求意见稿)》(HJ/T2.2—201□)中的评价等级划分方法,首先选择项目新增污染源正常排放的主要污染物及排放参数,采用其附录A推荐模型中估算模型分别计算项目新增污染源排放各污染物的最大环境影响,然后按评价工作分级判据进行分级。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围其划分方法是:根据项目污染源的初步调查结果,计算项目排放主要污染物中第i个污染物的最大地面质量浓度增量占标率Pi(%)及第i个污染物的地面浓度增量达到标准限值10%时所对应的最远距离D10%。Pi计算公式为:式中,Ci为采用估算模型计算出的第i个污染物的最大1h地面质量浓度增量,μg/m3;Csi为第i个污染物的环境空气质量浓度标准,μg/m3。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围Csi一般选用《环境空气质量标准》(GB3095—2012)中1h平均浓度的二级标准的浓度限值;如已有地方环境空气质量标准,应选用地方标准中的浓度限值;对于仅有日平均浓度限值的,可按3倍折算为1h平均浓度限值;对于仅有年平均浓度限值的,可按9倍折算为1h平均浓度限值。对GB3095及地方环境空气质量标准中未包含的污染物,可参照《环境影响评价技术导则大气环境(征求意见稿)》附录E中的浓度限值。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,报环境保护主管部门批准后执行。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围评价等级按表5-7的分级判据进行划分。最大地面质量浓度增量占标率Pi按式(5-48)计算,如污染物数i大于1,取Pi值中最大者(Pmax)。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围①同一项目有两个及以上污染源排放同一种污染物时,则按各污染源分别确定评价等级,并取评价等级最高者作为项目的评价等级。②对于高耗能行业和使用高污染燃料的两个及以上污染源项目,评价等级提高一级。③对于公路、铁路等以线源排放形式为主的项目,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。

5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围④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空气保护目标的影响,评价等级不低于二级。⑤对于新建、迁建及飞行区扩建的枢纽及干线机场项目,应考虑机场飞机起降及相关辅助设施排放源对周边城市的环境影响,评价等级取一级。

⑥对于不达标区的建设项目,评价等级提高一级。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围5.2.3.2评价范围《环境影响评价技术导则大气环境(征求意见稿)》(HJ/T2.2—201□)规定,根据项目排放污染物的最远距离(D10%)确定项目的大气环境影响评价范围,即以排放源为中心点,2×D10%

为边长的矩形作为大气环境影响评价范围;评价范围的边长一般不应小于5km。当最远影响距离超过25km时,确定评价范围为边长50km矩形区域。5.2大气环境影响评价概述5.2.3评价等级与评价范围5.2.3.2评价范围对于最远影响距离(D10%)涉及环境空气质量一类区的,评价范围应扩大到包含整个环境空气质量一类区。规划的大气环境影响评价范围以规划区边界为起点,外延规划排放污染物的最远影响距离(D10%)的区域。对于新建、迁建及飞行区扩建的枢纽及干线机场项目,评价范围还应考虑受影响的周边城市。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。5.3环境空气现状调查与评价

5.2.4评价基准年环境空气现状调查与评价主要包括：环境空气保护目标调查、污染源调查、环境空气质量现状调查与评价三方面内容。5.2环境空气现状调查与评价

依据评价所需环境空气质量现状、气象资料等数据的可获得性、数据质量、代表性等因素,选择近三年中数据完整的一年作为评价基准年。5.3环境空气现状调查与评价5.3.1环境空气保护目标调查环境空气保护目标是指评价范围内按《环境空气质量标准》(GB3095—2012)规定划分为：一类区的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域,二类区中的居民区和文化区等。环境空气保护目标调查是指调查项目大气环境评价范围内主要环境空气保护目标。在带有地理信息的地图中标注,并列表给出环境空气保护目标内主要保护对象的名称、保护对象的内容、所在大气环境功能区划级别以及与项目的相对距离、方位、坐标等信息。5.3环境空气现状调查与评价5.3.2污染源调查5.3.2.1调查对象对于一级评价项目,调查本项目不同排放方案的所有污染源,其中新增污染源调查包括所有正常排放和非正常排放污染源。对于改、扩建项目还应调查本项目现有污染源。调查评价范围内与评价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拟建项目等污染源。如有区域替代方案,还应调查所有本项目拟替代的污染源。对于二级和三级评价项目,可只按一级评价要求调查本项目污染源和拟替代污染源。对于采用网格模型预测二次污染物的,须结合预测模型及评价要求,开展区域现状污染源排放清单的调查。5.3环境空气现状调查与评价5.3.2污染源调查5.3.2.2调查的内容污染源调查分为点源、面源、体源、线源、火炬源、烟塔合一排放源、机场源、网格污染源等,分别给出污染源参数,并说明数据来源。对于网格污染源,可按照源清单要求给出污染源参数,并说明数据来源。当污染源排放为周期性变化时,还需说明周期性变化排放系数。

(1)点源调查内容排气筒底部中心坐标及海拔高度(m);排气筒几何高度(m)及出口内径(m);烟气出口速度(m/s);排气筒出口处烟气温度(℃);

各主要污染物正常排放速率(kg/h),排放工况,年排放小时数(h);列出点源(包括正常排放和非正常排放)参数调查清单。5.3环境空气现状调查与评价5.3.2污染源调查5.3.2.2调查的内容(2)面源调查内容面源坐标,其中矩形面源:初始点坐标,面源的长度(m)和宽度(m),与正北方向逆时针的夹角;多边形面源: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。面源的海拔高度和初始排放高度(m)。各主要污染物正常排放速率(kg/h),排放工况,年排放小时数(h)。列出各类面源参数调查清单表。5.3环境空气现状调查与评价5.3.2污染源调查5.3.2.3排放强度的调查与确定对于新建项目污染源排放强度可通过工程分析及源强核算确定。污染源应首先满足污染物排放标准中对工艺控制及污染物排放控制的要求,对产生大气污染物的生产工艺和装置应设立局部或整体废气收集系统和净化处理装置,同时应符合项目新增有组织及无组织排放源的达标排放要求。对于评价范围内的在建和拟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;对于改建、扩建项目的现状工程的污染源调查和评价范围内拟替代的污染源调查,可利用项目排污许可数据或监测数据;实测数据应采用在满负荷工况下的监测数据或者换算至满负荷工况下的排放数据。5.3环境空气现状调查与评价5.3.2污染源调查5.3.2.3排放强度的调查与确定网格模型模拟所需的区域现状污染源排放清单调查按国家发布的清单编制相关技术规范执行。污染源排放清单数据应采用近三年国家或地方环境保护主管部门发布的包含人为源和天然源在内的所有区域污染源清单数据。在国家或地方环境保护部门未发布污染源清单之前,可参照环境保护主管部门发布的污染源清单编制指南自行建立区域污染源清单,并对污染源清单准确性进行验证分析。污染源调查参数、数据格式和精度应符合预测模型输入要求以及评价目的要求。5.3环境空气现状调查与评价5.3.3环境空气质量现状调查对于一级评价项目,调查评价范围内评价因子中基本污染物和其他污染物的环境监测数据,或者进行现场监测其他污染物,用于评价项目所在区域的基本污染物和其他污染物的环境质量现状以及用于计算预测网格点以及环境空气保护目标点位的环境质量现状浓度。调查项目所在区域环境质量达标情况,作为项目所在区域是否为达标区的判断依据。5.3环境空气现状调查与评价5.3.3环境空气质量现状调查5.3.3.2调查数据来源基本污染物环境质量现状数据优先采用评价范围内国家和地方环境空气质量监测网中的长期监测数据,或采用环境保护主管部门公开发布的环境空气质量现状数据。评价区域没有环境空气质量监测网数据或公开发布的环境空气质量现状数据的,可选择与评价范围地理位置邻近,地形气候条件相近的区域点或背景点的监测数据。5.3环境空气现状调查与评价5.3.3环境空气质量现状调查5.3.3.2调查数据来源其他污染物环境质量现状数据优先采用评价范围内国家和地方环境空气质量监测网中的长期监测数据;收集评价范围内近3年与项目有关的长期监测资料;在没有以上相关监测数据时,应进行现场补充监测。判定项目所在区域达标情况时,应采用国家或地方环境保护主管部门公开发布的环境状况公告或环境质量报告中的数据及结论。5.3环境空气现状调查与评价5.3.3环境空气质量现状调查5.3.3.3补充监测(1)监测时段现状监测至少应取得7d有效数据。对于部分无法进行连续监测的特殊污染物,可监测其一次质量浓度值,监测时次须满足所用评价标准值的取值时间要求。

(2)监测布点主要选择在厂址周边设置1~2个监测点。一般以监测期所处季节的主导风向为轴向,在厂址附近及下风向5km范围内布点。对于评价范围内没有排放同种其他污染物的项目,可只在厂址周边设置1个监测点。

(3)监测采样环境空气监测中的采样点、采样环境、采样高度及采样频率的要求,按相关标准规定的环境监测技术规范进行。(4)监测方法应选择符合监测因子对应环境质量标准或参考标准所推荐的监测方法,并在监测报告中注明。5.3环境空气现状调查与评价5.3.4环境空气质量现状评价5.3.4.1现状评价内容环境空气质量现状评价内容包括项目所在区域达标判断、各污染物的环境质量现状评价、环境空气保护目标及网格点环境质量现状浓度。

(1)项目所在区域达标判断根据国家或地方环境保护主管部门公开发布的评价基准年环境状况公告中,评价范围所包含行政区(县)级的环境质量达标情况,判断项目所在区域是否达标。如评价范围涉及多个行政区(县),需分别评价各行政区(县)的达标情况,若任一个行政区(县)不达标,则判定项目所在区域为不达标区域。5.3环境空气现状调查与评价5.3.4环境空气质量现状评价(2)各污染物的环境质量现状评价对于长期监测数据,首先按《环境空气质量评价技术规范(试行)》(HJ663—2013)中的点位污染物浓度统计方法对数据进行统计,然后依据HJ663中的不同评价时段内各污染物的统计方法,分别对不同评价时段的各污染物进行环境质量现状评价,对于超标的污染物,计算其超标倍数和超标率。对于补充监测数据,根据各污染物的评价标准的取值时间,计算监测期间同一时刻所有监测点位上的小时浓度的平均值和(或)日平均浓度的平均值,选择各时刻中的最大小时浓度值和(或)最大日平均浓度值作为各污染物的环境质量现状浓度值,评价各污染物的达标情况,对于超标的污染物,计算其超标倍数和超标率。5.3环境空气现状调查与评价5.3.4环境空气质量现状评价(3)环境空气保护目标及网格点环境质量现状浓度对于长期监测数据和补充监测数据,首先按照(2)中的数据统计方法,计算出不同时刻上各污染物环境质量现状浓度值,作为评价范围内各环境空气保护目标及网格点环境质量现状浓度值。对于有多个监测点位数据的,取相同时刻各监测点位监测结果平均值。采用补充监测数据的,取相同时刻各监测点位监测结果平均值的最大值。对于位于环境空气质量一类区的环境空气保护目标或网格点,各污染物环境质量现状浓度可取符合《环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)》(HJ664—2013)规定且距离最近的环境空气质量评价区域点或环境空气质量背景点浓度。5.3环境空气现状调查与评价5.3.4环境空气质量现状评价5.3.4.2现状评价方法目前,大气环境质量现状评价方法主要有占标率法、城市空气质量指数法等。(1)占标率法是环境空气质量现状评价的主要方法。其计算式如下:式中,Pi为第i个污染物浓度占标率,%;Ci为标准状态下环境污染物(评价因子)i的实测浓度,mg/m3;Csi为标准状态下污染物(评价因子)i的环境质量标准,mg/m3。由式(5-51)可见,占标率表示某种污染物(评价因子)在环境中的浓度超过评价标准的程度。Pi数值越大,表示第i个评价因子的单项环境质量越差;Pi=100%时的环境质量处在临界状态。5.4大气环境影响预测与评价大气环境影响预测常利用数学模型和必要的模拟试验计算或估计评价项目的污染因子在评价区域内对大气环境质量的影响。预测的内容、方法和要求与评价级别相关联。一级评价项目应采用进一步预测模型开展大气环境影响评价;二级评价项目可直接引用估算模型预测结果进行评价;三级评价项目不进行进一步评价。5.4大气环境影响预测与评价5.4.1预测因子、预测范围与预测周期(1)预测因子根据评价因子而定,选取有环境空气质量标准的评价因子作为预测因子。

(2)预测范围应覆盖评价范围,同时还应考虑污染源的排放高度、评价范围的主导风向、地形和周围环境空气保护目标的位置等进行适当调整。计算污染源对评价范围的影响时,一般取东西向为X坐标轴、南北向为Y坐标轴,项目位于预测范围的中心区域。

(3)预测周期选取评价基准年作为预测周期年,预测时段不小于1个日历年。对于选用网格模型模拟二次污染物环境影响时,至少应选取评价基准年1月、4月、7月、10月为1个预测周期。5.4大气环境影响预测与评价5.4.2计算点和网格点将评价范围内所有的环境空气保护目标作为计算点。估算模型AERCREEN在距污染源10~25000m处默认为自动设置计算点。

AERMOD和ADMS预测网格点的设置应具有足够的分辨率以尽可能精确预测污染源对评价范围的最大影响,并应覆盖整个评价范围。预测网格点间距可采用等间距或近密远疏法进行设置,距离源中心5km内的网格间距不超过100m,5~15km的网格间距不超过200m,大于15km的网格间距不超过500m。5.4大气环境影响预测与评价5.4.2计算点和网格点CALPUFF模型系统中需要定义气象网格(三维气象场区域)、计算网格(预测范围)和受体网格(评价范围,即需要计算污染物浓度的区域,也可以采用离散受体)。其中气象网格范围和计算网格范围大于受体网格范围(每个方向留有10以上的格点),以保证有一定的缓冲区域考虑烟团的迂回和回流等情况。网格点间距根据评价范围确定,预测网格点不少于10000个。5.4大气环境影响预测与评价5.4.2计算点和网格点光化学网格模型模拟区域的网格分辨率应根据所关心的问题确定,应能精确到可以分辨出新增污染源的影响。模拟区域的大小应考虑边界条件对关心点的浓度的影响。当网格分辨率低于10km×10km时,为提高计算精度,可以使用多层嵌套网格进行模拟;当网格分辨率高于10km×10km时,可不嵌套。对于临近污染源的高层住宅楼,应适当考虑不同代表高度上的预测受体。5.4大气环境影响预测与评价5.4.3气象和地形地表数据5.4.3.1气象数据估算模型AERSCREEN需要输入的最高和最低温度,一般需选取评价区域20年以上资料统计结果,最小风速取0.5m/s,风速计高度取10m。

AERMOD和ADMS地面气象数据选择距离项目最近的一个气象站的评价基准年的逐时地面气象数据,最少测量或模拟的地面气象观测资料需要包括风速、风向、云量和干球温度。根据不同评价等级预测精度要求及预测因子特征,可选择调查的观测资料包括湿球温度、露点温度、相对湿度、降水量、降水类型、海平面气压、地面气压、云底高度、水平能见度等。高空气象资料选择模型所需的最少测量或衍生气象,至少包括一天2次的气压、离地高度和干球温度等参数。5.4大气环境影响预测与评价5.4.3气象和地形地表数据Austal2000地面气象数据选择距离项目最近的一个气象站的评价基准年的逐时地面气象数据,最少测量或模拟的地面气象资料需要包括风向和风速以及采用测量或模拟的气象资料计算得到的稳定度和混合层高度。CALPUFF地面气象数据选择距离项目最近的气象站的评价基准年的逐时地面气象数据,最少测量或模拟的地面气象观测资料需要包括风速、风向、气温、地面气压、相对湿度、云量、云底高度。应用CALPUFF模型应尽量获取预测范围内的所有地面观测站数据。若预测范围内地面观测站少于3个,可采用预测范围外的地面观测站进行补充,或采用中尺度气象模拟数据。高空气象资料应采用至少3个站点的至少一日2次的高空气象资料。5.4大气环境影响预测与评价5.4.3气象和地形地表数据光化学网格模型的气象场数据可由天气预报模型(WRF)或其他区域尺度气象模型提供。气象模型的模拟区域范围应略大于光化学网格模型的模拟区域,气象数据网格分辨率、时间分辨率应与光化学网格模型的设定相匹配。在气象模型的物理参数化方案选择时应注意和光化学网格模型所选择参数化方案的兼容性。非在线的WRF等气象模型计算的气象数据提供给光化学网格模型应用时,需要经过相应的数据前处理,处理的过程包括光化学网格模拟区域截取、垂直差值、变量选择和计算、数据时间处理以及数据格式转换等。5.4大气环境影响预测与评价5.4.3气象和地形地表数据5.4.3.2地形和地表数据估算模型在复杂地形情况下需使用地形数据,进一步预测模型均应采用地形数据,原始数据分辨率不得小于90m。估算模型AERSCREEN和ADMS的地表参数根据项目周边1km范围内占地面积最大的土地利用类型来确定。

AERMOD地表参数根据项目周边3km范围内的土地利用类型进行合理划分,或采用AERSURFACE直接读取可识别的土地利用数据文件。

AERMOD和AERSCREEN所需的区域湿度条件划分根据中国干湿地区划分进行选择。CALPUFF采用模型可以识别的土地利用数据文件来获得地表参数,土地利用文件分辨率不得小于模拟网格分辨率。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择(1)模型选择原则需进一步预测的一级评价项目,应结合项目环境影响预测范围、预测因子及推荐模型的适用范围选择预测模型。当推荐模型适用性不能满足需要时,可采用替代模型。选择替代模型需环境影响评价行政审批部门同意方可使用。推荐模型适用范围详见表5-10。

(2)预测模型选取的其他规定当项目评价基准年内,存在风速≤0.5m/s的静小风持续时间超过72h,应采用CALPUFF模型。当建设项目处于海边或湖边3km范围内时,应首先采用估算模型判定是否会发生熏烟现象;如果存在岸边熏烟,并且估算的最大1h浓度超过环境空气质量标准,需采用CALPUFF模型进行进一步模拟。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择(1)污染源参数估算模型应采用满负荷运行条件下排放强度及对应的污染源参数。进一步预测模型应包括正常工况和非正常工况的排放强度及对应的污染源参数。对于源强排放有周期性变化的,还需输入周期性变化排放系数。光化学网格模型所需污染源包括人为源和天然源两种形式。其中人为污染源类型按空间几何形状包括点源、面源和线源。其中道路移动源可以按线源或面源的形式,非道路移动源可按照面源的形式。污染物种类包括NO、NO2、SO2、CO、PM2.5、VOCs等。点源清单应包括烟囱坐标和高度,排放口几何高度、出口内径、烟气量、烟气温度等参数以计算烟气抬升高度。面源应按行政区域提供或按经纬度网格提供。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择点源、面源和线源需要根据光化学网格模型所选用的化学机理和时空分辨率进行前处理,包括污染物的种类分配和空间分配、点源的抬升计算、所有污染物的时间分配以及数据格式转换等。模型网格上按照化学机理分配好的种类还需要进行月变化、日变化和小时变化的时间分配。光化学网格模型需要的天然源排放数据由天然源估算模型按照光化学网格模型所选用的化学机理模拟提供。天然源估算模型可以根据植被分布资料和气象条件,计算不同模型模拟网格的天然源排放。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择AERMOD模型对于颗粒物干沉降和湿沉降,如果在AERMOD计算时选择考虑颗粒物沉降,地面气象数据资料中需要包括降雨类型、降雨量、相对湿度和地表压力等气象参数。颗粒物干沉降需要输入的参数是干沉降速度,用户可根据需要自行输入干沉降速度,也可根据气体污染物的相关沉降参数和环境参数自动计算干沉降速度。对于气态污染物转化,AERMOD模型系统中有特定的指数衰减模型,模型中的两个重要参数是半衰期和衰减系数。通常半衰期和衰减系数的关系为:衰减系数(s-1)=-0.693/半衰期(s)。在模型运算的过程中,衰减系数和半衰期确定一个即可。对于SO2,AERMOD模型系统中缺省设置的指数衰减的半衰期为14400s。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择CALPUFF模型在考虑化学转化时需要O3

和NH3

的现状浓度数据。O3

和NH3

的现状浓度可采用预测范围内或邻近预测范围内各例行环境空气质量监测点监测数据,或其他有效现场监测资料进行统计分析获得。5.4大气环境影响预测与评价5.4.5预测模型选择推荐模型使用要求在进行大气环境影响预测时,应说明符合规范的推荐预测模型中的有关参数,即污染源、气象、地形、地表参数、土地利用等基础数据,应优先使用环境保护主管部门发布的标准化数据。采用其他数据时,应说明数据来源、有效性及数据预处理方案。5.4大气环境影响预测与评价5.4.6预测方法采用推荐模型预测分析建设项目或规划排放污染物对评价区域不同时段的贡献浓度。当建设项目或规划排放二次污染物前体物总量达到表5-6规定的量时,需按表5-11推荐的方法选择预测因子及预测方法。5.4大气环境影响预测与评价5.4.6预测方法5.4大气环境影响预测与评价5.4.6预测方法采用AERMOD/ADMS模型时,需将模型模拟的PM2.5

一次污染物的环境影响与按SO2、NO2

等前体物转化比率估算的二次PM2.5

浓度值进行叠加,得到PM2.5

的环境贡献浓度。前体物转化比率可引用科研成果和有关文献,并注意地域的适用性。对于无法取得SO2、NO2

等前体物转化比率的,可按公式(5-55)计算二次PM2.5

质量浓度。式中,CPM2.5

为二次PM2.5

质量浓度,μg/m3;φSO2

、φNO2

为SO2、NO2

的平均转化系数,μg/m3;CSO2

、CNO2

为SO2、NO2

的预测浓度,μg/m3。5.4大气环境影响预测