可分为自然源和人为源两大类,非湍流和湍流情况下的烟团扩散见图,一大气扩散基本计算公式连续点源烟流扩散公式,通常取计算结果就能达到足够的精度当,式中线源源强其单位为单位时间单位长度排放的物质量。
第五章+大气环境影响评价
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、大气环境污染
⒈大气污染源
⑴定义与分类:造成大气污染的空气污染物的发生源称为空气污染源。可分为自然源和人为源两大类。
⑵污染物排放量与源强
⒉大气污染物
⑴主要空气污染物种类:
①含硫化合物
②含氮化合物
③含碳化合物
④卤代化合物
⑤放射性物质和其他有毒物质
⑵大气组成与空气污染物成分:
大气由多种气体混合而成,可分为恒定成分、可边成分和不定成分。
二、大气扩散过程
⒈大气湍流:湍流是一种不规则运动,其特征量是时空随机变量。非湍流和湍流情况下的烟团扩散见图5-2
烟团在三种不同湍涡下的扩散见图5-3
⒉大气稳定度和污染
用气温的垂直递减率与干绝热递减率d可以比较方便地判断气温的稳定
度(静力稳定度),见表5-2。
不同的稳定度条件下烟流的形态:(1)扇形(2)圆锥形(3)波浪形(4)熏烟形
见图5-4。
另外,逆温层对污染物的扩散起着抑制作用。
⒊影响大气污染的其他因素
1
⑴风⑵辐射与云⑶天气形势⑷下垫面条件
第二节大气环境影响预测
一、大气扩散基本计算公式⒈连续点源烟流扩散公式
所有连续点源公式,包括应用于各种特殊条件下的变形公式,仅适合于连续排放扩散物质且源强恒定的源。
当有风时(u≥ http://www.oh100.com/baogao ),可采用烟流扩散公式。设地面为全反射体:
2
y
c(x,y,z)exp2
2yzu2z
Q
exp(z-H)2(zHe)2
e
-exp22
2y2z
(5-1)
式中:C(x,y,z)——下风向某点(x,y,z)处的空气污染物浓度,mg/m3;x——下风向距离,m;y——横风向距离,m;z——距地面高度,m;
Q——气载污染物源强,即释放率,mg/m3;u——排气筒出口处的平均风速,m/s;
y,z——分别为水平方向和垂直方向扩散参数,他们是下风距离及大
气稳定度的函数;
He——有效排放高度,m.
扩散参数
y
,
z
通常表示成如下形式:
z
1
1
,z
2
2
,x为
下风向德距离,1,2,1,2与大气稳定度有关。
最大地面浓度Cmax及出现距离:(1)当
Cmax由下式求解:
2
z
常数时
y
Cmax
2QeuHe
2
zy
z|xxmax=若
⒉有混合层反射的扩散公式
P1112
z
He2
2
2
则2QCmax
euHeP1
1
122
2
xmax
He211
22121
1
2e2111122
2
He11122
上部逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度(或厚度),用h表示。设地面及混合层全反射,连续点源的烟流扩散公式如下:⑴当z1.6h
(x,y,z)
Q2uy
z
2yexp
22y
nexp(zHe2nh)2(zHe2nh)2
exp22
22z
z
……………………….(5-2)
通常取n=-4~4计算结果就能达到足够的精度⑵当z≥1.6h
浓度在铅直方向已接近均匀分布,可按下式计算:
(x,y)
2yexp
222uyhy
Q
(5-3)
⒊熏烟扩散公式
在熏烟高度zf以下浓度在铅直方向接近均匀分布,地面浓度计算公式为:
f(x,y,zf)
Q2u
yf2yexp
22yfzfp
p2exp2dp
21(5-4)
3
式中:yfyHe/8,p(zfHe)/z
当稳定气层消退到烟流顶高度hf时,全部扩散物质已经向下混合,地面浓
度公式为:
Q
2uyf2yexp22hfyff(5-5)
hfHe2.15z
熏烟过程中产生地面高浓度的距离为:
xfuacp2kh(hfHe)22(5-6)
式中:kh——湍流热传导系数。
⒋连续线源公式
在高斯型模式中,连续线源等于连续点源在线源长度上的积分,其浓度公式为:
(x,y,z)Ql
uL0fdl(5-7)
式中:Ql——线源源强,其单位为单位时间单位长度排放的物质量;
f——表示连续点源浓度的函数,可根据源高及有无混合层反射等情况选
择适当的表达式。
对直线型线源等简单的情形则有:
⑴线源与风向垂直
⑵线源与风向
⑶线源与风向成任意交角
⒌连续面源公式
源强恒定的面源称为连续面源。
4
Cx,y,zexpQA2uyxxyzxxz2yexp22yxxyzH2e22zxxzzH2eexp22zxxz
(5-13)
式中:QA———某面源单元的源强,在虚点源法中,其单位与连续点源相同;
x,y,z——计算点的坐标,坐标原点位于面源中心在地面的垂直投影点上;xy,xz——虚点源向上风向的后退距离。
⒍长期平均浓度公式
⑴简单的扇形公式
⑵联合频率计算公式
⒎扩散参数的选择与计算
以下重点介绍当前最常用的Pasquill分类方法及Pasquill—Gifford扩散参数。
该方法根据10m高处地表平均风速、白天日射强度、夜间云量将稳定度分成以下几类,即强不稳定类A,不稳定类B,弱不稳定类C、中性D、弱稳定E、稳定F、也有定义很稳定G。具体分类方法见表5-3。
结合我国气象记录情况,我国国家标准HJ/2.2-93给出表5-4,以确定太阳辐射等级数。
由平均(10分钟至1小时平均)风速(10m高观测)及辐射等级按表5-5确定稳定度级别。
(1)有风时扩散参数y,的确定:与Pasquill分类法相应的扩散参数
(平坦地形,低架源)可采用表5-6和表5-7的Pasquill—Gifford参数。
表5-6横向扩散参数幂函数表达式数据;
表5-7垂直扩散参数幂函数表达式数据;
(2)小风和静风时扩散参数的确定:按表5-8选取参数
说明:对平原地区农村及城市远郊区,A、B、C级稳定度直接由表5-6、表5-7查算,D、E、F级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表5-6、表5-7查算;5
对工业区或城区中的点源,A、B不提级,C级提到B级,D、E、F级向不稳定方向提一级,再按表5-6、表5-7查算。
⒏烟气抬升公式
抬升后的烟气高度称有效高度He,可用下式表达:
He=Hs+H
式中:Hs——排气筒几何高度,m;
H——抬升高度,m,其计算方法如下:
⑴有风时,中性和不稳定条件:当烟气热释放率Qh大于或等于2100KJ/s,
且烟气温度与环境问地的差值ΔT大于或等于35K时,
Hn0Qh1Hnn2u1(5-16)Qh0.35PaQvTTt
TTtTa
式n0——烟气热状况与地表状况系数;
n1——烟气热释放率指数;
n2——排气筒高度指数,n0、n1、n2具体数值见表5-9;
Qh——烟气热释放率,KJ/s;
H——排气筒距地面几何高度,m;超过240m时,取H=240m;Pa——大气压力,hPa;
Qv——实际排烟率,m3/s;
T——烟气出口温度与环境温度差,K;
Ts——烟气出口温度,K;
Ta——环境大气温度,K;
u——排气筒出口处平均风速,m/s.
当1700KJ/s<Qh<2100KJ/s时,
HH1(H2H1)Qh1700400(5-17)
H12(1.5VSD0.01Qh)/u0.048(Qh1700)/u
式中:Vs——排气筒出口处烟气排出速度,m/s;
6
D——排气筒出口直径,m.
当Qh≤1700KJ/s或者ΔT<35K时,
H2(1.5vsD0.01Qh)/u(5-18)
⑵有风时,稳定条件:
dTaHQh0.009811u1(5-19)dz
式中:dTadz=排气筒几何高度以上的大气温度梯度,K/m.
⑶静风(u10≤ http://www.oh100.com/baogao )和小风( http://www.oh100.com/baogao >u10≥ http://www.oh100.com/baogao )时,
3H5.50Q1dTa
hdz0.0098
其中,dTa/dz取值宜小于 http://www.oh100.com/baogao
二、实用模拟预测方法⒈模式构成
⒉模式类型
⒊模式选择
⑴污染源及污染物
①污染源的类型
②污染物的性质
⑵模拟的失控范围及分辨率①模式区的范围
②模拟的时间尺度
③要求的空间分辨率⑶模拟区的下垫面特征⑷对模式效能的要求⒋模式性能评价
三、平原句地空气质量模式⒈坐标系
⑴风向坐标系
⑵地理坐标系
5-20)7(
⒉小时平均浓度的计算
⑴逐时计算法
⑵分类计算法
⑶保证率计算法
⒊日均浓度计算
⑴逐日计算法
⑵典型日(控制日)法
①气象分析法
②综合分析法
⑶保证率法
⑷采样时间修正法
⒋长期平均浓度计算
平均时间超过24h的浓度称为长期平均浓度。
第三节开发行为对大气环境的影响识别
一、大气环境影响的类型
⒈按影响时段划分
通常以建设项目的建设周期来划分:
⑴建设阶段影响
⑵运行阶段影响
⑶服务期满后的影响
⒉按影响方式划分
⑴直接影响
⑵间接影响
二、建设项目的大气环境影响识别
⒈交通运输建设项目的大气环境影响识别
⑴汽车尾气污染的特殊性,决定了交通运输业对大气影响的严重性。⑵汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度
⑶汽车的体积小,流动性大。
⒉能源建设项目对大气环境影响的识别
⑴排放量都大
⑵一般都以高架点源的形式排放污染物
⑶影响范围大
⒊矿业建设项目的大气环境影响识别
第四节大气环境影响评价
一、工作程序、评价等级和平价标准
⒈基本内容和工作程序
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,取得本底浓度值对评价去的环境现状进行评价。
③评价区地形和气象资料的收集和观测,取得大气环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。
④评价去大气扩散规律的研究,取得评价区的大气扩散参数,并选择适用于评价区的烟气抬升高度模式及大气扩散模式。
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。
上述评价过程于示图5-6中。
⒉评价等级划分
《环境影响评价技术导则——大气环境》(HJ/T2.2-93),根据拟建项目的主要污染物排放量、周围地形复杂程度,以及当地应执行的环境空气质量标准等因素,将大气环境影响评价分为三级。
⒊评价标准
二、大气污染源调查和现状评价
⒈污染源调查内容
⑴工艺流程
⑵排放量
⑶对改扩建项目的主要污染物排放量
⑷毒性较大的物质
⑸污染物排放方式
⑹点源调查统计内容
⑺面源调查统计内容
⑻对排放颗粒物的重点点源
⑼风面源
⒉调查方法
⑴现场实测
⑵物料衡算法
⑶经验估算法
⒊污染源评价
⑴等标污染负荷
①污染物的等标污染负荷:
Pij=CijCoiQij
②若第j个污染源共有n种污染物参与评价,则该污染源的总等标污染负荷为:
nnPj=Pij=
j1i1CijCoiij
③若评价区共有m个污染源含有i种污染物,则该污染物在评价去内的总等标污染负荷为:
mmPi=Pij
j1Cj1CijoiQij
⑵等标污染负荷比
①在第j个污染源中,第i种污染物的污染负荷比:KijPijn
ijP
i1Kij无量纲,它是一个确定污染源内各种污染物排序的参数,Kij最大者就是
最主要的污染物。
②评价区内,第j个污染源的污染负荷比:
n
Kj=Pi1ijP
Kj无量纲,它可以确定评价区的主要污染源及污染源的排序,Kj最大者
就是最主要的污染源。
三、大气环境质量现状监测与评价
⒈大气环境质量现状监测
⑴监测范围和监测项目
⑵检测布点
①网格布点
②同心圆对方位布点法
③扇形布点法
④配对布点法
⑤功能分区布点法
⑶监测制度:监测时间和频率的确定,主要考虑当地的气象条件和人们的生活和工作规律。一般说来,规模较大的评价项目不得少于二期(夏季、冬季),较小的评价项目可取一期不利季节。
《环境空气质量标准》(GB3095-1996)规定:对SO2等气态污染物的小时平
均浓度,每小时至少有45分钟的采样时间;日均浓度,每日至少有18小时采样时间;年平均浓度,每年至少有分布均匀的144个日均值,每月至少有分布均匀的12个日均值。对其他污染物也做类似规定。
⑷采样及分析方法
⒉大气环境质量现状评价
⑴监测结果的统计及分析
①监测数据的有效性检验
②监测数据的统计
③监测数据的分析
⑵大气环境质量现状评价
四、大气环境影响评价内容
⒈建设项目概况及工程分析
⑴建设项目概况
⑵生产工艺分析
⑶原材料情况
⑷主要污染物及其排放情况
⑸大气环保工程情况
⒉建设项目周围地区的环境概况
⒊边界层污染气象条件分析
⒋大气环境质量现状监测与评价
⑴说明大气污染物现状监测情况
⑵说明评价区污染源调查情况
⑶采用单项评价指数法对监测结果进行评价⒌大气环境影响预测与评价
⑴采用列表法
⑵介绍扩散模式的选择及其对修正过程
⑶介绍扩散模式中有关参数的选取和参数模式化处理⑷介绍模式预测的验证情况
⑸简要介绍模式计算过程中的关键技术问题⑹进行浓度迭加分析和评价
⒍环境经济损益分析
⑴环境费用
①内部费用
②外部费用
⑵环境收益
①货币收益
②非货币收益
⒎评价结论和对策
第五章大气环境影响预测与评价
第五章大气环境影响预测与评价
第一节大气环境影响预测方法与内容概述
大气环境影响预测,即正确推断各种条件下污染物浓度分布及其随时间的变化,是大气环境影响评价所要解决的核心问题。通常采用模式预测法即大气扩散模式进行大气环境影响预测。所谓大气扩散模式,就是以大气扩散理论和实验研究结果为基础,将各种污染源、气象条件和下垫面条件模式化,从而描述污染物在大气中输送、扩散、转化的数学模式。按经典的划分法,数学方法可分三大类:第一类是基于Taylor理论的“统计理论”;第二类是假设湍流通量正比于平均梯度的所谓“梯度理论”;第三类是基于量纲分析的“相似理论”。
上述方法通常都是需要进行数值计算,因此,在工程上尚未达到普遍应用的地步。但是三大理论中的有关内容,却经常在工程中应用。例如,利用“统计理论”确定扩散参数或利用“相似理论”确定参数化公式中的相似参数等。
主要的大气扩散模式有高斯模式、赫一帕斯奎尔模式、萨顿模式等。在工程和环评实践中最普遍应用是基于统计理论而建立起来的正态模式(即Gauss模式)。正态扩散模式的前提是假定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。正态扩散模式之所以一直被应用,主要因为它有以下优点:①物理上比较直观,其最基本的数学表达式可从普通的概率统计教科书或常用的数学手册中查到;②模式直接以初等数学形式表达,便于分析各物理量之间的关系和数学推演,易于掌握和计算;③对于平原地区、下风距离在10km以内的低架源,预测结果和实测值比较接近;④对于其他复杂问题(例如,高架源、复杂地形、沉积、化学反应等问题),对模式进行适当修正后,许多结果仍可应用。但是在应用时应当注意,常用的正态羽扩散模式实质上已假定流场是定常,不随时间变化的;同时在空问是均匀的。均匀意味着:平均风速、扩散参数随下风距离的变化关系到处都一样,在空间是常值。这一条件加上正态分布的前提,限制了正态扩散模式的应用与发展。但是,在实践中,当高斯模式条件不能满足时,通常采用对作为基础的高斯模式加以完善、修正而演变的各种模式来计算大气污染物的浓度。
环评中,应按排放特征、地形条件等正确选用相关模式。按照不同时间各种尺度的大气湍涡的作用和扩散的物理图像,通常把大气扩散分为“连续点源扩散”和“相对扩散”,对不同的扩散,采用不同的大气扩散模式进行计算。对连续点源扩散,各种尺度的湍涡同时参与扩散过程,扩散速度和范围以峰值浓度轴线为坐标轴,通常用高斯烟羽模式进行计算;对于烟团扩散,各种尺度的湍涡在扩散各个阶段起着不同作用,扩散速率是相对于烟团中心而言,是烟团运行时间或距离的函数,通常采用烟团模式进行计算。对点源、面源、线源、体源,分别选用点源、面源、线源、体源大气扩散模式;对平坦地形,选用平坦地形大气扩散模式;对复杂地形,选用复杂地形大气扩散模式,山区则采用山区地形修正模式。
环评实践中,通常采用法规大气扩散模式。所谓法规大气扩散模式是指由政府部门颁布实施、在工程上普遍应用的大气扩散模式。这种模式通常是用初等数学形式表达,其中需要给定的输入参数,可由常规气象参数、物理常数或经验数据求出。例如,我国已颁布的《大气污染物排放标准》、《环境影响评价技术导则——大气环境》中推荐的模式以及美国EPA所推荐的一系列关于大气扩散方面的模式都属于法规大气扩散模式。作为第一代的现有法规大气扩散模式基本上都属于正态模式类型。
影响预测的主要目的是为评价提供可靠和定量的基础数据和测量成果。具体的有以下几点:
(1)了解建设项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围。
(2)比较各种建设方案对大气环境质量的影响。
(3)给出各类或各个污染源对评价区域污染物浓度的贡献。
(4)优化城市或区域的污染源布局以及对其实行总量控制。
为达到以上目的,应以图、表、文字反映工程的大气环境影响的预测结果,其主要预测内容应当包括:
◆代表性气象条件下的最大落地浓度及距源距离:
◆不利气象条件下的大气环境影响及浓度分布;
◆对保护目标或敏感点的影响;
◆对评价区域大气环境质量的变化及影响;
*对国家实施总量控制的因子,提出总量控制建议指标;
◆进行无组织排放浓度影响预测,计算卫生防护距离。第二节大气环境影响预测模式应用条件
一、有风点源正态羽扩散模式
基于统计理论而发展起来的高斯模式,其基本假设是:污染物的浓度在Y和z方向的分布是正态的(双正态假设)。此外,还满足以下假设条件:有风;同一稳定度;连续性条件;污染物浓度不随时间变化;污染物满足“被动性”和“保守性”;平坦地形;全反射;在x方向,平流输送远大于湍流扩散。上述假设条件下的大气扩散模式又称一般气象条件下的大气扩散模式。它适合于平稳均匀流场,即开阔平坦地形的小尺度扩散。复杂地形和其他气象条件下的扩散模式,则大多是根据基本模式进行必要的修正获得。
二、静小风模式
定性分析可知,静风污染具有各向同性和近距离污染特点。而小风污染具有风向多变和近距离污染的特点,因此必须考虑在顺风方向(x方向)的扩散,对于静小风,有积分烟团模式、简化的积分烟团模式、360。均匀分布模式等。
三、封闭性扩散与熏烟模式
1.封闭性扩散
在上部逆温层存在时的扩散(或者说限制在混合层以内的扩散)称为“封闭性”扩散。定性分析可知,在近距离内,烟流的垂直扩散尚未达到逆温层底,它的扩散未受逆温影响,在这个距离内可用一般的高斯扩散公式;在离源充分远后,污染物在地面和上部逆温间经过多反射浓度可以认为在Z方向趋于均匀。在散图像上,封闭性扩散可分为正态区、过渡区、均匀区三个不同区域。
2.熏烟型扩散
清晨,伴随着辐射逆温自下而上消退,当逆温消退到烟流顶部时的污染,称为熏烟(或漫烟)污染。由于这时的温度层结为上稳下不稳,最初聚集在逆温中
的污染物迅速向地面扩散,形成高浓度污染。因此,确定这种情况下地面浓度及其出现距离,是实际工作中最关心的问题。
不难看出,对一固定时刻,“熏烟型”扩散模式就是“定格”的封闭性扩散,因而其浓度计算公式在形式上与封闭型差不多。
3.海岸线熏烟模式
如果评价项目设置在沿海或大面积水域附近,还应计算海岸线熏烟地面浓度的最大值和分布值。风由水面向陆地时,来自水面上的稳定空气被较暖的陆地表面加热后,将形成一个自岸边向陆地逐渐增厚的混合层(即热力内边界层),当处于稳定大气中的烟羽进入这一混合层后,同样会出现高浓度污染,这种状况通常称为海岸线熏烟,计算这一浓度cf(mg/m3。)最大值和分布值的模式,其形式与式(5.10)的相同。
四、颗粒物扩散模式
颗粒物扩散因要考虑重力沉降而不满足“被动性”条件,不能直接应用气态污染物扩散模
式,但可通过对高斯模式的修正进行计算。
常用的颗粒物扩散模式,主要有“源损耗”模式、“部分反射模式”和“倾斜烟云模式”。“源损耗”模式主要是对源强进行修正,“部分反射模式”主要是对物质反射量进行修正,二者在实际环评中应用不多。环评中主要应用HJ/T2.2—93推荐的倾斜烟云模式。“倾斜烟云模式”认为,由于颗粒的重力沉降作用,烟羽的轴线将产生倾斜,有效源高将降低,必须对有效源高进行修正。有风时的倾斜烟云模式为:
五、非正常排放扩散模式
采用烟团模式,浓度随时间变化,HJ/T2.2—93推荐的模式如下:
1.有风情况(Ulo≥ http://www.oh100.com/baogao )
2.小风( http://www.oh100.com/baogao >Ulo≥ http://www.oh100.com/baogao )和静风(U10< http://www.oh100.com/baogao )情况t时刻地面任何一点(X,Y)的浓度为:
六、多源排放模式
如果需要评价的点源数多于一个,计算地面浓度时应将各个源对接受点浓度的贡献进行叠加。在评价区内选一原点,以平均风的上风方为正x轴,评价区内任一地面点(X,Y)的浓度Cn可按下式计算:
七、山区大气扩散模式山区的大气扩散有着不同于平原地区的特点,适用于平坦地形的大气扩散模式不能直接用于山区大气污染物浓度计算。同时,很明显,由于地形的影响,山区的大气扩散以及污染物浓度分布,受污染与地形之间的相对高度、相对位置等影响很大。因此,在讨论山区大气扩散模式时,除要加以适当的地形修正外,还一定要注意计算点的具体位置。’
目前主要的山区扩散模式有:狭谷模式、箱模式、艾根模式、“NOAA”模式、“EPA”模式等。
狭谷模式主要用于讨论污染源位于狭谷中时的大气扩散。模式为:
“NOAA,模式、"EPA"模式、艾根模式大同小异,其基本思想是依据烟流与起伏地形间的高度差加地形修正,其出发点仍是高斯模式,故称高斯变形模式。以艾根模式为例,用于计算烟流绕过山脊时的地面轴线浓度:
八、面源扩散模式
主要的面源扩散模式有后退点源模式(或称虚点源模式)、窄烟云模式(或称ATDL模式)、箱模式等。前者主要用于计算小面源,后二者主要用于较大面源。我们仅介绍后退点源模式和箱模式。
所谓后退点源模式,是先假定面源排放的污染物都集中于面源中心,然后向上风向“后退”一个距离Xo,变成一个虚点源,使点源排放的污染物经Xo距离扩散后与面源具有相同的扩散幅。因此,后退点源模式在形式上与点源扩散模式完全一样,只不过在查算横向扩散参数时需加上距离Xo。因此,后退点源模式实质上是将面源计算转化为点源计算,故其核心问题是确定向上风向后退的距离x。点源排放的污染物在经过Xo距离扩散后与面源具有相同的扩散帽,则有a=4.3Qy,由此定出x。
所谓箱模式,是想像一个由面源四边和混合层高度组成的箱子。箱内污染物的浓度变化是由于质量在箱内输入输出引起的,因而箱内污染物平均浓度为
若为无限长线源,风向与其呈正交,则线源造成的地面浓度由下式计算:
对于无限长线源,若风向与线源平行,此时因只有上风向的线源才对计算点的浓度有贡献,浓度与顺风向位置无关。
对于公路、铁路等典型线源,可选用相应“环评技术导则”或“技术规范推荐的公式,其实质也是点源叠加的方法。
十、日平均浓度计算
计算日平均浓度方法有保证率法、典型日法、换算法等。通常采用典型日法。
典型日法是利用典型日的气象条件计算日平均浓度,即根据典型目的逐时气象条件,利用扩散模式求得小时平均浓度,然后求其24h的平均值:
不言而喻,在气象资料的选取上,典型日一定要“典型”,必要时,应取多个“典型日”,如,可选现状监测中的一天或几天,与风玫瑰相似的一天或几天,对保护目标影响严重的一天或几天,初步估算污染严重的几天等;必须给出典型逐时的风向、风速、大气稳定度;所取典型日的每曰小时数必满足GB3095—1996中对lh平均浓度统计数据有效l生规定。十一、长期平均浓度计算
长期平均浓度计算,通常采用联合频率法。即对于年、季、期长期平均浓度的计算,按气象站观测的逐时风向、风速和大气稳定度资料,统计出年、季、期时段内风向、风速、大气稳定度联合频率,乘以相应气象条件下各污染源的小时平均浓度值,即得相应各点的年、季、期平均浓度:
十二、模式参数选取
1.风速U(m/s)
风速u为排气筒出口处风速。
2.大气扩散参数
3.取样时间订正
4.有效源高He(m)
造成烟云抬升的原因有二:由于烟气在烟囱内向上运动具有的动量使它离开烟囱后继续上升,称为动力抬升;由于烟气温度比周围空气高,密度较小,因浮力而上升,称为热力抬升。烟云抬升过程大致经历以下几个阶段,即喷出阶段、浮升阶段、瓦解阶段和变平阶段,即最后达到烟流抬升高度Ah的终极抬升阶段。
喷出阶段。烟气在自身具有的初始动量(由出口速度提供)作用下垂直向上喷射。此时,内部流动相对比较规则,边缘上烟气和周围空气的湍流交换尚未发展,因此烟流轮廓清晰,内部基本维持原来状态。动力抬升一般维持至烟囱口径lO倍左右水平距离的范围。
浮升阶段。烟气排放烟囱口后,由于烟气温度与出口环境气温之差造成的浮力加速度的作用,由其造成的烟气上升速度不久便超过动力上升速度并使烟流继续上升而进入浮力抬升阶段。这时,烟流体增大,烟流内外温差和浮力继续使烟流抬升,随着烟流内外的速度切变作用的加入,使更多的空气参与混合,即烟流边缘的卷夹过程加剧,产生边缘湍流活动带。尽管如此,在烟流抬升的这一阶段,浮力抬升起主导作用,由速度切变造成的自生湍流是导致烟气与周围空气混合的主要因素,环境湍流的作用还较弱。但持续的混合过程会使烟流体内外的温差不断减小,上升速度减缓,烟流开始趋向变平而转入抬升的下一阶段。观测表明,这一阶段是热烟流抬升的主要阶段。
瓦解阶段。至浮升阶段的后期,烟流上升速度逐渐减缓,由速度切变造成的自生湍流变得很弱。可是,另一方面,随着烟流体的不断增大,至相当于大气湍流的惯性次区湍涡尺度,越来越多的尺度与之相当的大气湍涡参与混合,环境湍流的作用明显增强并逐渐达到占主导优势的地步。当烟流体增大到环境湍流含能湍涡尺度时,环境湍流的作用急剧增大,环境湍涡大量卷入烟流体,使其自身结构在短时间内瓦解,烟气原先的动力抬升和热力抬升的性质消失,烟流的抬升基本停止。显然,这个阶段通常也是较短的。
变平阶段。以大气中大湍涡为代表的环境湍流起主导作用,使烟流体继续散开胀大,抬升完全停止,烟流渐渐变平。此时,烟流达到终极抬升高度并以此计算实际的烟流抬升高度AH。
分析抬升过程可知,影响其抬升的因子可归纳为三类:一是烟气体本身的性质。烟气的出口速度越大,烟温越高,抬升越高。二是周围大气的性质。环境风速u越大,气温越高,湍流强度,越强,抬升越低;烟气所处气层的温度层结也是影响抬升的重要因子,稳定层结
抑制烟流的浮升,不稳定层结促进浮升,但湍流交换活跃,过快的混合对抬升不利。三是下垫面地形及粗糙度的影响。
烟气抬升公式,有几十个之多。较著名的有霍兰德公式、康凯维公式、摩西和卡森公式、TVA公式等,它们都有自己的适用范围和条件。在一般环境影响评-价中,可采用lIJ/'l"’
2.2—93推荐的公式。
(1)有风时,中性和不稳定条件,建议按下式计算烟气抬升高度AH(m)
(3)静风和小风(U10< http://www.oh100.com/baogao )时,建议按下式计算烟气抬升高度△H(m)。
5.源强Q(mg/s)
计算源强方法有物料衡算、实测、资料复用和类比调查等方法。
此公式适用于产生饱和蒸汽的锅炉燃煤量的计算。若是过热蒸汽则不适用。
第三节卫生防护距离
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。《大气污染物综合排放标准》(GB16297--1996)对于无组织方式排放的废气,规定了无组织排放的监控点及相应的监控浓度限值。
为了保护大气环境和人群健康,应当设置卫生防护距离。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GB3095—1996规定的环境空气浓度限值与TJ36—79规定的居住区容许浓度限值,则无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)与居住区之间应设置卫生防护距离。
确定卫生防护距离通常采用国家规定和无组织排放量计算法。国家对一些工厂企业,根据其生产规模、气象条件等,规定了卫生防护距离。如对水泥厂,在《水泥厂卫生防护距离标准》(GB18068—2000)规定了水泥厂卫生防护距离:
工业企业大气污染源构成分为三类:
I类:与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量,大于标准规定的允许排放量的1/3者。
II类:与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量,小于标准规定的允许排放量的1/3,或虽无排放同种大气污染的排气筒共存,但无组织排放的有害物质的容许浓度指标是按急性反应指标确定者。
Ill类:无排放同种有害物质的排气筒与无组织排放源共存,且无组织排放的有害物质的容许浓度是按慢性反应指标确定者。
Q取同类企业中生产工艺流程合理,生产管理与设备维护处于先进水平的工业企业,在正常运行时的无组织排放量。当按式(5.41)计算的L值在两级之间时,取偏宽的一级。无组织排放多种有害气体的工业企业,按Q/Cm的最大值计算其所需卫生防护距离;但当按两种或两种以上的有害气体的Q/C。值计算的卫生防护距离在同一级别时,该类工业企业的卫生防护距离级别应提高一级。
地处复杂地形条件下的工业企业所需卫生防护距离,应由建设单位主管部门与建设项目所在盛市、自治区的卫生与环境保护主管部门,根据环境影响评价报告书共同确定。级差规定:卫生防护距离在100m以内时,级差为50m;超过100m,但小于l000m时,级差为100m;超过l000m以上时,级差为200m。
对于划选的卫生防护距离,要详细调查卫生防护距离内的人居情况及保护目标情况,提出并落实搬迁或具体的环境保护措施,提出限制发展的明确要求。
5第五章大气环境影响评价
例题
1.某汽车有限公司拟新建一条汽车生产线,拟建工程涂装车间和焊装车间排放二甲苯、CO、粉尘三种主要大气污染物。经预测,二甲苯最大地面浓度为20.65μg/m3;CO最大地面浓度为9.27μg/m3;粉尘最大地面浓度为5.559μg/m3。请判定该项目大气评价等级,并给出判定依据。
答:分别计算二甲苯(查《工业企业设计卫生标准》)、CO(小时浓度)、粉尘(日均浓度的3倍)的最大地面浓度占比率Pi。
二甲苯:P二甲苯=20.65÷300×100%=6.883%
CO:PCO=9.27÷1000×100%=0.093%
粉尘:PTSP=5.559÷(300×3)×100%=0.618%
取污染物中Pi最大者二甲苯,其最大地面浓度占比率P二甲苯=6.883%<10%,故大气评价等级为三级。
2对于某一级评价项目,进行大气现状监测,其监测点不应少于(10)个。
3对于大气一级评价项目,按大气环境影响评价技术导则规定,其现状监测不得少于于二期,其监测季节分别为(夏季和冬季)。
4最大地面浓度占标率的计算公式Pi=(Ci/C0i)×100%,其中的C0i一般是指第i个污染物的(C)。
A年平均取样时间的二级标准浓度限值B日平均取样时间的二级标准浓度限值C1h平均取样时间的二级标准浓度限值D1h平均取样时间的一级标准浓度限值
5最大地面浓度占标率的计算公式Pi=(Ci/C0i)×100%,其中的Ci是指第i个污染物的(C)。
A单位时间排放量(g/s)B达标排放后的排放浓度(mg/m3)C估算模式计算出的最大地面浓度(mg/m3)D环境空气质量标准(mg/m3)
6某建设项目排放两种大气污染物,经计算甲污染物的最大地面浓度占标率Pi为50%,D10%为6km;乙污染物的最大地面浓度占标率Pi为70%,D10%为5.5km,则该项目的大气环境评价等级为(B)。
A一级B二级C三级D一级或二级
7某建设项目排放两种大气污染物,经计算甲污染物的最大地面浓度占标率Pi为15%,D10%为1.2km;乙污染物的最大地面浓度占标率Pi为10%,D10%为1.1km;污染源距厂界最近距离为1.3km,则该项目的大气环境评价等级为(C)。
A一级B二级C三级D一级或二级
8项目的大气影响评价范围是根据(C)确定。
A项目周围敏感目标B项目排放污染物的最大影响程度
C项目排放污染物的最远影响范围D最大地面浓度占标率
9某建设项目经计算D10%为6km,则该项目的大气环境评价范围为以排放源为中心点,(C)。
A以6km为直径的圆B以主导风向为主轴的12km为边长的矩形
C以12km为边长的矩形D应根据评价等级来确定
10某建设项目经计算D10%为26km,则该项目的大气环境评价范围为以排放源为中心点,(B)。
A以26km为半径的圆B以25km为半径的圆
C周长50km的矩形区域D边长52km矩形区域
11大气环境评价范围的(D)。
A直径或边长一般不应小于4kmB直径或周长一般不应小于5km
C半径或边长一般不应小于5kmD直径或边长一般不应小于5km
12对于三级评价项目,大气污染源调查与分析对象应包括(A)。
A项目的所有污染源
B评价区的工业污染源
C评价范围内与项目排放污染物有关的其他在建项目污染源
D已批复环评文件的未建项目污染源
13大气环境现状监测布点原则是在评价区内按(D)布点。
A同心圆法B放射状为主兼顾均布性
C环境功能区法D极坐标布点法
14关于气象资料调查,下列内容正确的是(D)。
A对于三级评价,如果气象台不在评价区域内,不能使用气象台的资料
B对于一、二级评价,如果气象台在评价区域内,可直接使用气象台的地面资料
C对于一、二级评价,可直接取用距离建设项目最近的气象台资料
D对于三级评价,可直接取用距离建设项目最近的气象台资料
15气象台站的风向资料通常用16个风向来表达,下列关于风向错误的是(D)。
A.东北偏北风B.西南偏南风C.西南偏西D.东南偏西风
1.现行《大气污染物综合排放标准》对排气筒的高度作了相应的规定。两个排放相同污染物的排气筒,若其距离小于几何高度之和的(A)倍,应合并视为一根等效排气筒。
A.1倍B.1.5倍C.2倍D.2.5倍
2.我国的《大气污染物综合排放标准》规定了33种大气污染物的排放限值,下列不属于其指标体系的是(C)。
A.最高允许排放浓度B.最高允许排放速率
C.污染物单位时间排放量D.无组织排放监控浓度限值
3.我国的《大气污染物综合排放标准》对排气筒的高度作了相应的规定。排气筒高度除须遵守表列排放速率标准之外,还应高出周围200m半径范围的建筑()米,不能达到该要求的排气筒,应按其高度对应的表列排放速率标准值的(B)执行。
A.3m25%
B.5m50%
C.7m75%
D.10m80%
4.某工厂建于1984年,其锅炉污染应执行《大气污染物综合排放标准》中二级标准,烟囱高度为60米,颗粒物的最高允许排放浓度是(C)㎎/㎡,最高允许排放速率是()㎏/h。
A.12085
B.150150
C.150100
D.10085
多选
1.对于地面气象资料分析,一级评价项目包括的内容有(ABCD)。
A.年、季地面温度,露点温度及降雨量
B.年、季风玫瑰图
C.年、季各风向,各风速段,各级大气稳定度的联合频率及年、季的各级大气稳定度的出现频率
D.月平均风速随月份的变化
2对于一、二级评价项目,大气污染源调查与分析对象应包括(ABC)。
拟建项目的所有污染源
拟建项目新污染源
评价范围内与项目排放污染物有关的其他在建项目污染源
已批复环评文件的未建项目污染源
3大气环境点源调查的内容包括(ABCD)。
各主要污染物正常排放量,排放工况,年排放小时数
排气筒底部中心坐标,以及排气筒底部的海拔高度
烟气出口速度、烟气出口处烟气温度
毒性较大物质的非正常排放量、排放工况,年排放小时数
4大气环境面源调查的内容包括(ACD)。
各主要污染物正常排放量,排放工况,年排放小时数
排气筒高度和出口内径
面源初始排放高度
面源起始点坐标,以及面源所在位置的海拔高度
5关于现行的《大气污染物综合排放标准》适用范围,下列说法正确的是(BD)。
A.该标准不适用于建设项目的环境影响评价、设计、环境保护设施竣工验收。
B.该标准不仅适用于建设项目的环境影响评价、设计、环境保护设施竣工验收,而且适用于投产后的大气污染物排放管理。
C.该标准适用于建设项目的环境影响评价、设计、环境保护设施竣工验收,但对投产后的大气污染物排放管理不适用。
D.该标准适用于投产后的大气污染物排放管理。
6《恶臭污染物排放标准》适用于(ABCD)
A所有向大气排放恶臭气体单位的排放管理;
B垃圾堆放场的排放管理;
C建设项目的环境影响评价、设计、竣工验收;
D建设项目建成后的排放管理。
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