大氣環(huán)境質(zhì)量評價資料

教案首頁河南科技大學(xué)教案首頁課程名稱 環(huán)境檢測與評價 計劃學(xué)2時授課章節(jié) 第17課大氣環(huán)境質(zhì)量評價教學(xué)目的和要求:了解大氣環(huán)境質(zhì)量評價的現(xiàn)狀、大氣質(zhì)量的預(yù)測模型以及清楚大氣環(huán)境影響評價的程序、等級劃分等內(nèi)容。掌握大氣環(huán)境評的基本知識。教學(xué)基本內(nèi)容:（1）大氣環(huán)境現(xiàn)狀評價；（2）大氣環(huán)境預(yù)測模型；（3）大氣環(huán)境影響評價。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：大氣環(huán)境評價的預(yù)測模型，大氣環(huán)境影響評價的程序等。大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的數(shù)學(xué)方法。授課方式、方法和手段:采用多媒體與板書相結(jié)合的講解、提問等方式、方法和教學(xué)手段。作業(yè)與思考題:什么是有效源高？怎樣確定煙氣抬升高度？第十七課大氣環(huán)境質(zhì)量評價一、大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價（一）大氣污染監(jiān)測評價.大氣污染的形成：污染源向大氣環(huán)境排放污染物（根源）——大氣——在風(fēng)和湍流的作用下向外輸送擴(kuò)散——當(dāng)污染物積累到一定程度——改變了大氣的化學(xué)組成和物理性狀——對人類生產(chǎn)、生活甚至人群健康威脅一大氣污染.影響污染物地面濃度的因素（1）污染源：源的形態(tài)（點(diǎn)源、線源、面源）、源強(qiáng)、源的排放規(guī)律（2）大氣的稀釋擴(kuò)散能力.評價程序（1）調(diào)查準(zhǔn)備階段：范圍、污染源及主要污染物、制定檢測規(guī)劃、裝備；（2）污染物監(jiān)測階段：（3）評價分析階段：分析大氣質(zhì)量的時空變化規(guī)律、污染狀況等（4）成果運(yùn)用階段：根據(jù)評價結(jié)果，提出防治對策。.大氣污染監(jiān)測評價（1）評價因子的選擇：選擇主要大氣污染物，例行監(jiān)測濃度較高的污染物、對人體健康已經(jīng)有所影響的污染物；目前，我國各地大氣污染監(jiān)測評價的評價因子包括4類：塵（降塵、飄塵、懸浮顆粒）、有害氣體（SO2、氮氧化合物、CO、03等）、有害元素（F、Pb、Hg、Cr、As等）、有機(jī)物（苯并[a]芘、總烴等）。（2）評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇：根據(jù)不同目的選擇標(biāo)準(zhǔn)（3）監(jiān)測：①布點(diǎn)：網(wǎng)格布點(diǎn)法、放射狀一一、功能分區(qū)——、扇形——。布點(diǎn)的原則：a：最好設(shè)置對照點(diǎn)；b：點(diǎn)的設(shè)置要考慮大氣污染源的分布和地形、氣象條件；c：能覆蓋評價區(qū)域；d：大氣監(jiān)測布點(diǎn)圖。②采樣、分析法；③監(jiān)測頻率：一年4季，1、4、7、10月代表冬春夏秋；每個季節(jié)采樣7天，一日數(shù)次，每次采20-40分鐘，以一日的幾次平均值代表日均值，以7天的平均值代表季日平均值；④同步氣象觀測：結(jié)合氣象條件（氣象資料）（4）評價：對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析，選擇適宜的大氣質(zhì)量指數(shù)模型求出大氣質(zhì)量指數(shù)。繪出大氣質(zhì)量分布圖、主要污染源和污染物，進(jìn)一步提出防治措施。（二）大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的數(shù)學(xué)方法（P53-P59）.上海大氣質(zhì)量指數(shù).均值型大氣質(zhì)量指數(shù).沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)

.分級評價法.美國格林大氣污染綜合指數(shù).美國橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)（ORAQI）.美國污染物指標(biāo)指數(shù).美國密特大氣質(zhì)量指數(shù)二、大氣質(zhì)量預(yù)測模型.點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模型（1）靜風(fēng)（u1s1.5m/s10m高處的風(fēng)速）點(diǎn)源擴(kuò)散模型（2）連續(xù)點(diǎn)源煙流擴(kuò)散公式所有連續(xù)點(diǎn)源公式，包括應(yīng)用于各種特殊條件下的變形公式，僅適合于連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)且源強(qiáng)恒定的源。當(dāng)有風(fēng)時（uN1.5m/s）,可采用煙流擴(kuò)散公式。設(shè)地面為全反射體:yz，ryz，rQ-h?

.〈exp e—2。2Vz zexp-y2—2。2yy」[z+H1]、+exp e—卜2。2z- z擴(kuò)散參數(shù)。y、oz擴(kuò)散參數(shù)。y、oz通常表示成如下形式:最大地面濃度Cmax及出現(xiàn)距離：當(dāng)。。=const■"y， 2Q 。= ?-zmax兀euH2。z:x=xmax 2y2。=yx%xmax(H\工xmax(H\工(%、-十幺%21+%2a21y2Jl%21a_2yy%；———a1]

aJ271+ta2a1-1a2a1-1a2.有混合層反射的擴(kuò)散公式大氣邊界層常常出現(xiàn)這樣的鉛直溫度分布：低層是中性層結(jié)或不穩(wěn)定層結(jié)，在離地面幾百米到1—2km的高度中存在一個穩(wěn)定的逆溫層，即上部逆溫,，它使污染物的鉛直擴(kuò)散受到抑制。觀測表明，逆溫層底上下兩側(cè)的濃度通常相差5—10倍，污染物的擴(kuò)散實(shí)際上被限制在地面

和逆溫層底之間。上部逆溫層或穩(wěn)定層底的高度稱為混合層高度（或厚度），用h表示。設(shè)地面及混合層全反射，連續(xù)點(diǎn)源的煙流擴(kuò)散公式如下:(1)當(dāng)Oz<1.6hn二一8exp2a21n二一8exp2a21y)(z-H+2nh)<exp2a2z+exp2a2zn=-4?4即可達(dá)到足夠的精度。(2)當(dāng)Oz>1.6h濃度在鉛直方向已接近均勻分布，可按下式計算:(x,y(x,y,H) 2Kuuahexpy3.熏煙擴(kuò)散公式2a2'y)高架連續(xù)點(diǎn)源排入穩(wěn)定大氣層中的煙流，在下風(fēng)向有效源高度上形成狹長的高濃度帶。當(dāng)?shù)蛯釉鰷厥狗€(wěn)定氣層自下而上轉(zhuǎn)變成中性，或不穩(wěn)定層結(jié)擴(kuò)展到煙流高度時，使煙流向下擴(kuò)散產(chǎn)生熏煙過程，造成地面高濃度。此時在熏煙高度zf以下濃度在鉛直方向接近均勻分布，地面濃度計算公式為:yff2a2Iyff2a2Iyf)Jp—=exp

一872Kdp式中:a,=a,=a+H/8p=(z「QC"二^UOTexpyffh=H+2.15a［一上］2a2I,yf14.連續(xù)線源公式JHe〃az當(dāng)穩(wěn)定氣層消退到煙流頂高度hf時，全部擴(kuò)散物質(zhì)已經(jīng)向下混合，地面濃度公式為:連續(xù)線源是指連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)的線狀源，其源強(qiáng)處處相等且不隨時間變化。在高斯型模式中，連續(xù)線源等于連續(xù)點(diǎn)源在線源長度上的積分，其濃度公式為:型模式中，=jLfdlu0式中：Ql——線源源強(qiáng)，其單位為單位時間單位長度排放的物質(zhì)量；f一表示連續(xù)點(diǎn)源濃度的函數(shù)，可根據(jù)源高及有無混合層反射等情況選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式。對直線型線源等簡單的情形則有:（1）線源與風(fēng)向垂直：取X軸與風(fēng)向一致，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)于線源中點(diǎn)，線源在y軸上的長度為2y0。有地面全反射的濃度公式為:「 2QC「 2QC--i—exp(X,0,0,H) 22kuozH22o2zjp2—exp

p142Kdpp——^-0-yp—之2°y(2)無限長線源(線源與風(fēng)2Q成大于452QexpHexp2°2」①為線源與風(fēng)的夾角.連續(xù)面源公式源強(qiáng)恒定的面源稱為連續(xù)面源。對面源擴(kuò)散的處理方法主要有虛點(diǎn)源法和積分法等。虛點(diǎn)源法：設(shè)想每個面源單元上風(fēng)向有一個，虛點(diǎn)源”，它所造成的濃度效果與對應(yīng)的面源單元相當(dāng)。于是，可以用虛點(diǎn)源的濃度公式計算面源的濃度：式中:QA 某面源單元的源強(qiáng)，在虛點(diǎn)源法中，其單位與連續(xù)點(diǎn)源相同；x,y,z—計算點(diǎn)的坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)位于面源中心在地面的垂直投影點(diǎn)上；xy,xz一虛點(diǎn)源向上風(fēng)向的后退距離。若有：(H(H/2.1511/%L為面源單元的邊長。應(yīng)用同樣的原理，也可以用虛點(diǎn)源計算線源、體源造成的濃度。.長期平均濃度公式長期平均濃度：在幾天、幾月或一年的長時段內(nèi)，各種風(fēng)向均可能出現(xiàn)。此時表示短時間煙流橫向散布的。y已不重要，可以用風(fēng)向頻率計算水平濃度公式。(1)簡單的扇形公式：在任意角寬度為2n/n的扇形區(qū)內(nèi)，連續(xù)點(diǎn)源的地面公式是：C-ft『fexpf—H『⑺2KuX°z I2°27式中：f一在所平均的時段內(nèi)該扇形區(qū)風(fēng)向所占的成數(shù)。u,Oz 應(yīng)取平均時段內(nèi)平均風(fēng)速和鉛直擴(kuò)散參數(shù)的平均值(例如，取D類穩(wěn)定度的。z)。(2)聯(lián)合頻率計算公式：在長時間內(nèi)，不同風(fēng)速和穩(wěn)定度影響濃度的權(quán)重并不相等。更精確的

計算，應(yīng)該按照每一種風(fēng)向、風(fēng)速和穩(wěn)定度的頻率加權(quán)平均，此時的濃度公式為:CkmJkm鼠燃J式中：k、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速等級的下標(biāo)；ck、m、l——在每一個給定風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速時的濃度，可取相應(yīng)的高斯擴(kuò)散公式計算；①k、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速的相對聯(lián)合頻率，即有：'k'm/16.長期平均濃度公式長期平均濃度：在幾天、幾月或一年的長時段內(nèi)，各種風(fēng)向均可能出現(xiàn)。此時表示短時間煙流橫向散布的。y已不重要，可以用風(fēng)向頻率計算水平濃度公式。(1)簡單的扇形公式：在任意角寬度為2n/n的扇形區(qū)內(nèi)，連續(xù)點(diǎn)源的地面公式是:—22、1/2/J—22、1/2/J(expI式中:f——在所平均的時段內(nèi)該扇形區(qū)風(fēng)向所占的成數(shù)。u,Oz 應(yīng)取平均時段內(nèi)平均風(fēng)速和鉛直擴(kuò)散參數(shù)的平均值(例如，取D類穩(wěn)定度的。z)。(2)聯(lián)合頻率計算公式：在長時間內(nèi)，不同風(fēng)速和穩(wěn)定度影響濃度的權(quán)重并不相等。更精確的計算，應(yīng)該按照每一種風(fēng)向、風(fēng)速和穩(wěn)定度的頻率加權(quán)平均，此時的濃度公式為：CkmJk，m，Ck，m，l式中：k、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速等級的下標(biāo)；ck、m、l——在每一個給定風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速時的濃度，可取相應(yīng)的高斯擴(kuò)散公式計算；①k、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速的相對聯(lián)合頻率，即有：注Z①一二1kml三、工作程序、評價等級和評價標(biāo))隹.基本內(nèi)容和工作程序①弄清建設(shè)項(xiàng)目概況，進(jìn)行工程的大氣環(huán)境影響因素分析，獲得有關(guān)源參數(shù)排污種類、源強(qiáng)、源高、排放方式、排放溫度、排煙速度等)資料，進(jìn)行污染源評價。②大氣環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測與評價，取得本底濃度值，進(jìn)行評價區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀評價③評價區(qū)地形和氣象資料的收集和觀測，取得環(huán)境預(yù)測所必須的氣象條件和地形條件資料。⑷評價區(qū)大氣擴(kuò)散規(guī)律的研究,取得評價區(qū)的大氣擴(kuò)散參數(shù)，并詵擇適用于評價區(qū)的煙氣抬升高度模式及大氣擴(kuò)散模式。⑤評價區(qū)污染濃度預(yù)測。模擬計算工程投產(chǎn)后將造成的長期和短期環(huán)境濃度分布，得到影響濃度值。將本底濃度值與影響濃度值迭加，得到濃度分布預(yù)測值，并繪制環(huán)境質(zhì)量變化圖。⑥確定評價標(biāo)準(zhǔn)，評價預(yù)測結(jié)果，作出結(jié)論，提出預(yù)防和改善大氣質(zhì)量的對策和建議。.評價等級劃分《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則——大氣環(huán)境》(HJ/T2.2—93),將大氣環(huán)境影響評價分為三級。不同級別的評價工作要求不同，一級評價項(xiàng)目要求最高，二級次之，三級較低。.評價標(biāo)準(zhǔn)在《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095—1996)中環(huán)境空氣質(zhì)量劃分為三類功能區(qū)：相應(yīng)的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級：一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)；二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)；三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。四、大氣污染源調(diào)查和現(xiàn)狀評價大氣污染源調(diào)查與現(xiàn)狀評價是大氣環(huán)境影響評價的重要組成部分，其目的在于找出影響評價區(qū)域大氣質(zhì)量的主要污染源和主要污染物，為確定大氣環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測因子和大氣環(huán)境影響評價因子提供依據(jù)。.污染源調(diào)查內(nèi)容(1)工藝流程：按生產(chǎn)工藝流程或按分廠、車間分別繪制污染流程圖。(2)排放量：按分廠或車間逐一統(tǒng)計各有組織排放源和無組織排放源的主要污染物排放量。(3)對改擴(kuò)建項(xiàng)目的主要污染物排放量：應(yīng)給出現(xiàn)有工程排放量，新擴(kuò)建工程排放量，以及預(yù)計現(xiàn)有工程經(jīng)改造后污染物的削減量，并按上述三個量計算最終排放量。(4)毒性較大的物質(zhì)：除調(diào)查統(tǒng)計主要污染物的正常生產(chǎn)的排放量外，對于毒性較大的物質(zhì)還應(yīng)該估計其非正常排放量。如點(diǎn)火開爐、設(shè)備檢修、原燃料中毒性較大成分含量波動、凈化措施達(dá)不到應(yīng)有效率的設(shè)備及管理事故等。除極少數(shù)要求較高的一級評價項(xiàng)目外，一般只對上述各項(xiàng)中排放量顯著增加的非正常排放進(jìn)行統(tǒng)計。(5)污染物排放方式：可將污染源劃分為點(diǎn)源和面源，面源包括無組織排放源和數(shù)量多、源強(qiáng)源高都不大的點(diǎn)源?？筛鶕?jù)污染源源強(qiáng)和源高的具體分布狀況確定點(diǎn)源的最低源高和源強(qiáng)。廠區(qū)內(nèi)某些屬于線源性質(zhì)的排放源可并入其附近的面源，按面源排放統(tǒng)計。(6)點(diǎn)源調(diào)查統(tǒng)計內(nèi)容：①排氣筒底部中心坐標(biāo)及分布平面圖；②排氣筒高度(m)及出口內(nèi)徑(m)；③排氣筒出口煙氣溫度(K)；④煙氣出口速度(m/s)；⑤各主要污染物正常排放量(t/a,t/h或kg/h)；⑥毒性較大物質(zhì)的非正常排放量(kg/h)；⑦排放工況，如連續(xù)排放或間斷排放，間斷排放應(yīng)注明具體排放時間、時數(shù)和可能出現(xiàn)的頻率:(7)面源調(diào)杳統(tǒng)計內(nèi)容：將評價區(qū)在選定的坐標(biāo)系內(nèi)網(wǎng)格化?？梢栽u價區(qū)的左下角為原點(diǎn)，分別以東(E)和北(N)為正x軸和正y軸。網(wǎng)格的單元，一般可取1X1km2,評價區(qū)較小時，可取500X500m2,建設(shè)項(xiàng)目所占面積小于網(wǎng)格單元面積時，可取其為網(wǎng)格單元面積。然后，按網(wǎng)格統(tǒng)計面源下述參數(shù)：①主要污染物排放量［t/(h.km2)］；②面源排放高度(m),如網(wǎng)格內(nèi)排放高度不等時，可按排放量加權(quán)平均取平均排放高度:③面源分類：如果面源分布較密且排放量較大，當(dāng)其高度差較大時，可酌情按不同平均高度將面源分為2—3類。(8)對排放顆粒物的重點(diǎn)點(diǎn)源：除排放量外，還應(yīng)調(diào)查其顆粒物的密度及粒徑分布。(9)風(fēng)面源：原料、固體廢物等堆放場所產(chǎn)生的揚(yáng)塵可作為，風(fēng)面源”處理，應(yīng)通過試驗(yàn)或類比調(diào)查，確定其起動風(fēng)速和揚(yáng)塵量。對于規(guī)模較小的建設(shè)項(xiàng)目，污染源調(diào)查內(nèi)容可適當(dāng)從簡。對于評價區(qū)內(nèi)其他工業(yè)污染源的調(diào)查內(nèi)容，可參照上述建設(shè)項(xiàng)目污染源調(diào)查的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行。一般可直接從近期的“工業(yè)污染源調(diào)查資料”中收集，對于“工業(yè)污染源調(diào)查資料”中有明顯錯誤的和重點(diǎn)污染源，應(yīng)進(jìn)行校對和核實(shí)。民用污染源調(diào)查，主要污染因子可限二氧化硫、顆粒物二項(xiàng)，其排放量可按全年平均燃料使用量估算，對于有明顯采暖和非采暖期的地區(qū)，應(yīng)分別按采暖期和非采暖期統(tǒng)計。界外區(qū)域較大點(diǎn)源的調(diào)查內(nèi)容，可參照評價區(qū)內(nèi)工業(yè)污染源調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行。.調(diào)查方法對于新建項(xiàng)目可通過類比調(diào)查或根據(jù)設(shè)計資料確定污染源資料;對于改擴(kuò)建項(xiàng)目的現(xiàn)有工業(yè)污染源調(diào)查，可以現(xiàn)有的“工業(yè)污染源調(diào)查資料”為基礎(chǔ)，再對變化情況進(jìn)行核實(shí)、調(diào)整。評價區(qū)內(nèi)其他工業(yè)污染源的調(diào)查，一般可直接取近期的“工業(yè)污染源調(diào)查資料”。對于重點(diǎn)污染源，必要時應(yīng)進(jìn)行核實(shí)。核實(shí)污染物排放量一般有三種方法：(1)現(xiàn)場實(shí)測：對于有組織排放的大氣污染物(如煙囪排放的SO2、NOx和煙塵等)，可根據(jù)實(shí)測的廢氣流量和污染物濃度，依下式計算：Qi=QN-piX10-6式中：Qi—廢氣中污染物i的排放量，kg/h；QN—廢氣體積流量，m3/h；pi—廢氣中污染物i的濃度實(shí)測值，mg/m3。(2)物料衡算法：對一些無法實(shí)測的污染源，可采用此種算法計算污染物的排放量，其通式如下：EG投入=￡6產(chǎn)品+EG流失式中：EG投入一投人物料量總和；EG產(chǎn)品一所得產(chǎn)品量總和；EG流失一物料或產(chǎn)品流失總和。(3)經(jīng)驗(yàn)估算法：對于某些特征污染物排放量，可依據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)公式(例如燃煤排放的S02),或一些經(jīng)驗(yàn)的單位產(chǎn)品的排污系數(shù)來計算。.污染源評價污染源評價的目的：確定主要污染物和主要污染源，為污染源的治理或制訂治理規(guī)劃和污染防治對策提供依據(jù)。為統(tǒng)一不同污染物和污染源的比較尺度，常采用等標(biāo)污染負(fù)荷以及在此基礎(chǔ)上所構(gòu)造的其他參數(shù)進(jìn)行評價。(1)等標(biāo)污染負(fù)荷①污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷：Pij=(pij/poi).Qij式中：Pij—第j個污染源第i種污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷，m3/s；pij—第j個污染源第i種污染物的排放濃度，mg/m3；poi—第i種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，mg/m3；Qij—第j種污染源中含有第i種污染物的介質(zhì)排放流量，m3/s。②若第j個污染源共有n種污染物參與評價，則該污染源的總等標(biāo)污染負(fù)荷為：P工P工j」i=iji=iPJ③若評價區(qū)共有m個污染源含有第i種污染物，則該污染物在評價區(qū)內(nèi)的總等標(biāo)污染負(fù)荷為：P立P立ji=i",=iPJ(2)等標(biāo)污染負(fù)荷比：為了確定污染物和污染源對環(huán)境的貢獻(xiàn)，引入污染負(fù)荷比①在第j個污染源中，第i種污染物的污染負(fù)荷比：P??' 」Kij無量綱，它是一個確定污染源內(nèi)各種污染物排序的參數(shù)，Kij最大者就是最主要的污染物。②評價區(qū)內(nèi)，第j個污染源的污染負(fù)荷比:P——評價區(qū)域內(nèi)所有污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷之和；Kj——無量綱，它可確定評價區(qū)的主要污染源及污染源的排序。Kj值最大者為最主要污染源。等標(biāo)污染負(fù)荷的缺陷：容易造成一些毒性大、在環(huán)境中易于積累的污染物排不到主要污染物中去。在通過計算后，還應(yīng)作全面考慮和分析，最后確定出主要污染源和主要污染物。五、大氣環(huán)境影響評價內(nèi)容1、建設(shè)項(xiàng)目概況及工程分析主要包括：(1)建設(shè)項(xiàng)目概況：廠址位置、建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、占地面積、廠區(qū)平面布置、勞動定員，工作制度等。(2)生產(chǎn)工藝分析：對生產(chǎn)全過程各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和說明，對所選工藝技術(shù)和設(shè)備技術(shù)性能進(jìn)行評述。通過分析，了解各類污染物來源和排放情況，各