第三章 大氣環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

2023/10/241第一節(jié)大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)

第二節(jié)大氣質(zhì)量預(yù)測模型

第三節(jié)大氣環(huán)境影響評價(jià)第三章

大氣環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

2023/10/242第一節(jié)大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)

描述和反映大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀既可以從化學(xué)的角度，也可以從生物學(xué)、物理學(xué)和衛(wèi)生學(xué)的角度，它們都從某一方面說明了大氣環(huán)境質(zhì)量的好壞。目前應(yīng)用最普遍的是監(jiān)測評價(jià)。

2023/10/243一、大氣污染監(jiān)測評價(jià)

（一）大氣污染的形成機(jī)理及影響污染物地面濃度分布的因素污染源向大氣環(huán)境排放污染物是形成大氣污染的根源。大氣污染:污染物質(zhì)進(jìn)入大氣環(huán)境后，在風(fēng)和湍流的作用下向外輸送擴(kuò)散，當(dāng)大氣中污染物積累到一定程度之后，就改變了原始大氣的化學(xué)組成和物理性狀，構(gòu)成對人類生產(chǎn)、生活甚至人群健康的威脅。2023/10/244

造成大氣污染首先是因?yàn)榇嬖谥髿馕廴驹雌浯?，還和大氣的運(yùn)動(dòng)，即風(fēng)和湍流有關(guān)。影響污染物地面濃度分布的因素主要包括:

●污染源的特性●決定大氣運(yùn)動(dòng)狀況的氣象條件與地形條件。

１.源的形態(tài)大氣污染源分為點(diǎn)源、面源和線源，點(diǎn)源又分高架源和地面源。不同類型的源污染能力不同，在同樣的氣象條件下形成的地面濃度也不同，線源和面源的污染能力比點(diǎn)源大，地面源的污染能力比高架源大。因而，在其它條件相同時(shí)，線源和面源造成的地面濃度就比點(diǎn)源大，地面源形成的濃度也比高架源大。2023/10/245

2.源強(qiáng)源強(qiáng)越大，形成的地面濃度就越大，反之，地面濃度就小。

3.源的排放規(guī)律源的排放特點(diǎn)。是間斷排放，還是連續(xù)排放；間斷排放的規(guī)律是什么；連續(xù)排放是均勻排放還是非均勻排放；若是非均勻排放，排放量隨時(shí)間變化的規(guī)律是什么。

4.大氣的稀釋擴(kuò)散能力影響大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的因素有地形條件和氣象條件，地形和氣象條件往往決定了流場特性、風(fēng)的結(jié)構(gòu)、大氣溫度結(jié)構(gòu)等等，將直接影響污染物的地面濃度分布。2023/10/246（二）評價(jià)工作程序

可分為四個(gè)階段：

1.調(diào)查準(zhǔn)備階段根據(jù)評價(jià)任務(wù)的要求確定評價(jià)范圍擬定主要大氣污染源和污染物以及發(fā)生重污染的氣象條件，制定大氣環(huán)境監(jiān)計(jì)劃人員組織和器材準(zhǔn)備

2.環(huán)境監(jiān)測階段有條件的地方應(yīng)配合同步氣象觀測大氣污染監(jiān)測應(yīng)按年度分季節(jié)定區(qū)、定點(diǎn)、定時(shí)進(jìn)行最好同時(shí)進(jìn)行大氣污染生物學(xué)和環(huán)境衛(wèi)生學(xué)監(jiān)測2023/10/247

3.評價(jià)分析階段

分析大氣環(huán)境質(zhì)量的時(shí)空變化規(guī)律

進(jìn)行大氣污染的分級

還要分析大氣污染的成因、主要污染因子、重污染發(fā)生的條件以及對人和動(dòng)植物的影響。

4.成果運(yùn)用階段根據(jù)評價(jià)結(jié)果，提出綜合防治大氣污染的對策。如改變?nèi)剂蠘?gòu)成、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和調(diào)整工業(yè)布局等。

2023/10/248（三）大氣污染監(jiān)測評價(jià)１.評價(jià)因子的選擇選擇評價(jià)因子的依據(jù)：因評價(jià)區(qū)污染源構(gòu)成和評價(jià)目的而異。大氣污染源評價(jià)的結(jié)果大氣例行監(jiān)測的結(jié)果生態(tài)和人群健康的環(huán)境效應(yīng)。主要大氣污染物例行監(jiān)測濃度較高以及對生態(tài)及人群健康已經(jīng)有所影響的污染物。

評價(jià)因子包括4類：塵（降塵、飄塵、懸浮微粒等）TSP、PM10、PM2.5有害氣體（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧等）有害元素（氟、鉛、汞、鎘、砷等）有機(jī)物（苯并[α]芘、總烴等）。2023/10/249

２.評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇主要考慮評價(jià)地區(qū)的社會(huì)功能和對大氣環(huán)境質(zhì)量的要求.

評價(jià)時(shí)首先采用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

對于標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定的污染物，可參照國外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。有時(shí)，也可選擇本地區(qū)的本底值、對照值、背景值2023/10/2410

３.監(jiān)測⑴布點(diǎn)監(jiān)測布點(diǎn)的方法有網(wǎng)格布點(diǎn)法、放射狀布點(diǎn)法、功能分區(qū)布點(diǎn)法和扇形布點(diǎn)法等。一般說來，布點(diǎn)要遵循如下幾條原則：①設(shè)置對照點(diǎn)；②考慮大氣污染源的分布和地形、氣象條件；③布的點(diǎn)必須能控制住要評價(jià)的區(qū)域范圍，要保持一定的數(shù)量和密度；④要有大氣監(jiān)測布點(diǎn)圖。一級≥10個(gè)，二級≥6個(gè)，三級2-4or不測。關(guān)鍵代表性和實(shí)用性。環(huán)境功能區(qū)為主兼顧均勻性，主導(dǎo)風(fēng)結(jié)合均勻性。⑵采樣、分析方法監(jiān)測規(guī)范規(guī)定⑶監(jiān)測頻率一年中以1月、4月、7月、10月代表冬、春、夏、秋季。每個(gè)季節(jié)采樣7天，一日數(shù)次(一般四次)，每次時(shí)間按規(guī)范要求。以一日內(nèi)幾次的平均值代表日平均值，連采。以7天的平均值代表季日平均值。⑷同步氣象觀測

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４.評價(jià)評價(jià)就是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，并選用適宜的大氣質(zhì)量指數(shù)模型求取大氣質(zhì)量指數(shù)。根據(jù)大氣質(zhì)量指數(shù)及其對應(yīng)的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行污染分級，繪制大氣質(zhì)量分布圖，從而探討各項(xiàng)大氣污染物和環(huán)境質(zhì)量隨著時(shí)空的變化，指出造成本區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量惡化的主要污染源和主要污染物，研究大氣污染對人群和生態(tài)環(huán)境的影響。最后，要提出改善大氣環(huán)境質(zhì)量及防止大氣環(huán)境進(jìn)一步惡化的綜合防治措施。2023/10/2412二、大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)的數(shù)學(xué)方法

目前，我國進(jìn)行大氣污染監(jiān)測評價(jià)的方法多數(shù)是采用大氣質(zhì)量指數(shù)法。（一）上海大氣質(zhì)量指數(shù)

（3-1）

式中：

Ci──i污染物的實(shí)測濃度；

Si──i污染物的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

I上的物理意義是最高Ci/Si值與平均Ci/Si的幾何平均值，它不但考慮了多種污染物的平均污染狀況，而且還考慮了某種污染物的最大污染水平。

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該指數(shù)由上海第一醫(yī)學(xué)院姚志麒提出，當(dāng)時(shí)并未對指數(shù)進(jìn)行污染分級，以后，沈陽環(huán)保所參照美國PSI值對應(yīng)的濃度和人體健康的關(guān)系，對I上值進(jìn)行了大氣污染分級（表3-1）。表3-1大氣質(zhì)量指數(shù)的分級

分級清潔輕污染中污染重污染極重污染I上＜0.60.6～1.01.0～1.91.9～2.8＞2.8大氣污染水平清潔大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)警戒水平警報(bào)水平緊急水平2023/10/2414

年份全年平均值(mg/m3)分指數(shù)（CI／SI）最高的CI／SI（X）平均的CI／SI（Y）I上C(so2)C(NO2)C（飄塵）C(鉛)SO2NO2飄塵鉛20002001200220030.140.160.100.080.030.040.060.040.320.370.290.180.00130.00100.00150.00072.32.71.71.30.751.01.51.03.23.72.91.81.31.01.50.73.23.72.91.81.92.11.91.22.52.82.31.52023/10/2415

（二）均值型大氣質(zhì)量指數(shù)

（3-2）（3-3）（3-4）式中C──表示實(shí)測濃度；

S──表示相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2023/10/2416

三個(gè)指數(shù)的分級均是按超標(biāo)倍數(shù)的大小來進(jìn)行的。

應(yīng)考慮超標(biāo)倍數(shù)、超標(biāo)污染物的種數(shù)、不同污染物濃度對應(yīng)的環(huán)境影響程度。（三）沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)借鑒美國橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)（3-5）

污染參數(shù)（表3-2）：二氧化硫、氮氧化物、飄塵、鉛。污染物濃度等于背景濃度時(shí)，I沈＝100；污染物濃度等于明顯危害濃度時(shí)，I沈＝20。當(dāng)污染物濃度等于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，I沈＝60。沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)分級是在確定PSI值與I沈值之間關(guān)系后，按PSI分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級（表3-3）。

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表3-2沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)評價(jià)參數(shù)單位：mg／m3

參數(shù)SO2NOX飄塵Pb背景濃度0.020.010.050.0001標(biāo)準(zhǔn)0.150.130.150.0007明顯危害濃度2.01.01.00.01表3-3沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)分級質(zhì)量等級極重污染重污染中等污染輕污染清潔I沈＜3131～4043～5555～61＞61大氣污染水平緊急水平警報(bào)水平警戒水平大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)清潔2023/10/2418分級特點(diǎn)清潔適宜于人類生活和生物生長未污染各環(huán)境要素污染物均不超標(biāo)，人類生活、生物生長正常輕污染至少有一個(gè)環(huán)境要素的污染物超標(biāo)，除敏感性生物受害外，一般生物生長正?；蚩赡苁茌p微影響，廣大人群健康一般不發(fā)生急、慢性中毒中污染一般有2-3個(gè)環(huán)境要素質(zhì)量指數(shù)＞1，個(gè)別要素指數(shù)超過20以上，生物生長一般均受明顯影響，敏感生物受害嚴(yán)重，人群健康受害明顯重污染一般有3-4個(gè)環(huán)境要素質(zhì)量指數(shù)＞1，個(gè)別要素指數(shù)超過30以上，敏感生物不能生長，人群健康和生物受害嚴(yán)重環(huán)境質(zhì)量分級基準(zhǔn)2023/10/2419

（四）分級評分法

分級(表3-4):第一、第二、第三級相當(dāng)于保護(hù)大多數(shù)人的健康和城市一般植物需要達(dá)到的水平,第四、第五級相當(dāng)于污染和重污染水平。降塵、顆粒物、二氧化硫?yàn)楸卦u參數(shù)。一氧化碳、氮氧化物、總氧化劑為自選項(xiàng)目，可任選其中污染最重的一項(xiàng)參加評價(jià)。

采用百分制。評分愈高，大氣質(zhì)量愈好。（3-6）式中Ai──i參數(shù)評分值；

M──大氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

4──評價(jià)時(shí)選用的評價(jià)參數(shù)的個(gè)數(shù)。

M值在20～100之間，然后根據(jù)表3-5確定大氣質(zhì)量等級。2023/10/2420表3-4大氣中污染物質(zhì)濃度分級與評分濃度單位：mg/m3參數(shù)第一級（理想級）第二級（良好級）第三級（安全級）第四級（污染級）第五級(重污染級)濃度分級評分濃度分級評分濃度分級評分濃度分級評分濃度分級評分降塵①≤825≤1220≤2015≤4010＞405飄塵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總氧化劑③≤0.0525≤0.120≤0.2015≤0.4010＞0.405注：①是本法專用的濃度分級,單位是：噸/（公里2·月）;②應(yīng)用于顆粒物時(shí)，按顆粒物監(jiān)測值折半;③最大的一次濃度值。2023/10/2421

表3-5分級評分法分級標(biāo)準(zhǔn)

（五）美國格林大氣污染綜合指數(shù)（用于逐日變化）

格林（1966年）提出以SO2和煙霧系數(shù)（COH）為評價(jià)參數(shù)，對SO2和煙霧系數(shù)建議用希望、警戒和極限三級水平的日平均數(shù)值（表3-6）作為假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，采用冪函數(shù)形式表達(dá)SO2和煙霧系數(shù)兩個(gè)污染指數(shù)，并規(guī)定當(dāng)SO2或煙霧系數(shù)達(dá)希望、警戒和極限水平時(shí)，污染指數(shù)分別為25、50和100。格林把SO2和COH污染指數(shù)加以平均，得出大氣污染綜合指數(shù)：

M100～9594～7574～5554～3534以下大氣質(zhì)量等級第一級(理想級)第二級(良好級)第三級(安全級)第四級(污染級)第五級(重污染級)2023/10/2422

SO2污染指數(shù)（3-7）

COH污染指數(shù)（3-8）污染綜合指數(shù)=（3-9）

式中S──SO2實(shí)測日平均濃度（ppm）；

C──實(shí)測日平均煙霧系數(shù)（COH單位／1000英尺,305m）；

a1、a2、b1、b2──確定指數(shù)尺度的常數(shù)。

1COH=TSP0.125mg/m3

當(dāng)測得污染指數(shù)＜25時(shí)，說明空氣清潔而安全；當(dāng)指數(shù)>50時(shí)，說明空氣有潛在危險(xiǎn)性。當(dāng)指數(shù)達(dá)50、60、68時(shí)，應(yīng)分別發(fā)出一、二、三級警報(bào)，采取減輕污染的有關(guān)措施。指數(shù)等于68時(shí)，相當(dāng)于煤煙型大氣污染事件的水平。2023/10/2423表3-6格林建議的SO2和煙霧系數(shù)日平均濃度標(biāo)準(zhǔn)

適用于我國北方的冬季或以燃煤為主要能源的場合。由于我國反映煙塵污染水平的參數(shù)一般取飄塵，當(dāng)飄塵濃度取mg／m3時(shí)，煙霧系數(shù)約是它的10倍，換算后代入公式，即可計(jì)算格林大氣污染綜合指數(shù)。

污染物希望水平警戒水平極限水平SO2（ppm）0.060.31.5煙霧系數(shù)(COH單位/1000英尺)0.93.010.0污染指數(shù)25501002023/10/2424（六）美國橡樹嶺OakRidge大氣質(zhì)量指數(shù)(ORAQI,

)（兼顧逐日與長期變化）它是由美國原子能委員會(huì)橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室于1971年提出的。ORAQI計(jì)算式為：（3-10）式中Ci──i污染物24小時(shí)平均濃度；

Si──i種污染物的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

ORAQI規(guī)定了五種污染物，即二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化劑、顆粒物等。ORAQI的尺度是這樣確定的，當(dāng)各種污染物的濃度相當(dāng)于未受污染的本底濃度時(shí)，ORAQI＝10，當(dāng)各種污染物的濃度均達(dá)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，即Ci＝Si時(shí)，ORAQI＝100。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室按ORAQI的大小，將大氣質(zhì)量分為六級(表3-7)。

2023/10/2425表3-7ORAQI與大氣環(huán)境質(zhì)量分級

分級優(yōu)良好尚可差壞危險(xiǎn)ORAQI＜2020～3940～5960～7980～100≥100

RAQI所選參數(shù)比較多，可以綜合反應(yīng)大氣環(huán)境質(zhì)量，在應(yīng)用時(shí)如果低于五個(gè)參數(shù)，可以參照ORAQI確定系數(shù)的方法加以修正。（七）美國污染物標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)(PSI)（用于逐日變化）

PSI選擇了二氧化硫、顆粒物、一氧化碳、臭氧、氮氧化物以及二氧化硫與顆粒物的乘積等6個(gè)參數(shù)（表3-8）。PSI與六個(gè)參數(shù)的關(guān)系是分段線性函數(shù)。已知各污染物濃度后可用內(nèi)插法計(jì)算各污染物的分指數(shù)，然后選擇各分指數(shù)中最大者作為PSI。

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PSI是在全面比較六個(gè)因子之后，選擇污染最重的分指數(shù)報(bào)告大氣環(huán)境質(zhì)量的，突出了單一因子的作用，使用方便，結(jié)果簡明。PSI值分級與人體健康狀況對照明確，分級的原則和依據(jù)可供其它指數(shù)分級時(shí)參考（表3-8）。表3-8PSI污染物濃度分級

PSI大氣污染水平污染物濃度大氣質(zhì)量分級對健康的一般影響要求采取的措施顆粒物(24小時(shí))微克/米3SO2(24小時(shí))微克/米3CO(8小時(shí))毫克/米3O3(1小時(shí))微克/米3NO2(1小時(shí))微克/米3SO2×顆粒物微克/米32023/10/2427500顯著危害水平1000262057.512003750490000危險(xiǎn)性病人和老年人提前死亡，健康人出現(xiàn)不良癥狀影響正?；顒?dòng)。全體人群應(yīng)停留在室內(nèi)并關(guān)閉門窗。所有人均應(yīng)盡量減少體力消耗，一般人群應(yīng)避免戶外活動(dòng)。續(xù)表3-8

2023/10/2428400緊急水平875210046.010003000393000危險(xiǎn)性健康人除明顯強(qiáng)烈癥狀，降低運(yùn)動(dòng)耐受力外，提前出現(xiàn)某些疾病。老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)停留在室內(nèi)，并減少體力活動(dòng)。續(xù)表3-82023/10/2429300警報(bào)水平625160034.08002260261000很不健康心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀。

心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng)。續(xù)表3-82023/10/2430200警戒水平37580017.040011306500不健康易感的人癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng)。續(xù)表3-8

2023/10/2431100大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)26036510.0240①①中等50大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的50%75②80②5.0120良好

注：①濃度低于警戒水平時(shí)，不報(bào)此分指數(shù)；②美國EPA制定的一級標(biāo)準(zhǔn)中年平均濃度。（八）美國密特大氣質(zhì)量指數(shù)(MAQI)（用于長期變化）美國密特公司在美國環(huán)境質(zhì)量委員會(huì)委托下研究的，五項(xiàng)參數(shù)，采用美國大氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)對五項(xiàng)污染物規(guī)定的不同平均時(shí)間的九項(xiàng)濃度標(biāo)準(zhǔn)作為計(jì)算依據(jù)。

續(xù)表3-8

2023/10/2432

MAQI是五項(xiàng)分指數(shù)的綜合計(jì)算結(jié)果，按（3-11）式計(jì)算（3-11）式中開方根符號內(nèi)各個(gè)I是各污染物的分指數(shù)，下角字母分別代表：C為CO；S為SO2；P為顆粒物質(zhì)；N為NO2；O為氧化劑。（3-12）（3-13）（3-14）2023/10/2433（3-15）（3-16）

式中，分子c代表某種污染物的實(shí)測濃度，分母s代表該污染物的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（c和s單位相同）；下角字母c、s、p、N、o代表的意義同上；下角字母a代表年平均，24、8、3、1分別代表所指濃度的平均時(shí)間（小時(shí)）；δ1、δ2、δ3、δ4為系數(shù)，當(dāng)Ci>Si時(shí)，該系數(shù)δi等于1；當(dāng)Ci<Si時(shí)，該系數(shù)δi等于0；Csa和CNa分別代表實(shí)測SO2和NO2年平均濃度，Cpa代表實(shí)測顆粒物質(zhì)幾何年平均濃度，其它實(shí)測濃度Ci均指某平均時(shí)間的實(shí)測最大濃度。該指數(shù)用于評價(jià)大氣質(zhì)量的長期變化，要求掌握全年完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)。2023/10/2434（九）加拿大大氣質(zhì)量指數(shù)(殷哈勃,Inhaber)

由三個(gè)分指數(shù)所組成，即：特定污染物指數(shù)、城際大氣質(zhì)量指數(shù)和工業(yè)排放量指數(shù)。

1.特定污染物指數(shù)包括SO2、NO2、CO、氧化劑、顆粒物質(zhì)和煙霧系數(shù)（COH）六個(gè)分指數(shù)。以顆粒物質(zhì)的分指數(shù)為例，按下式計(jì)算：式中：n——每個(gè)監(jiān)測站一個(gè)月內(nèi)的監(jiān)則數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)；C——各次監(jiān)測濃度（μg/m3）70μg/m3——加拿大大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的顆粒物質(zhì)幾何年平均濃度。2023/10/2435

計(jì)算年平均指數(shù)（各月的算術(shù)平均），當(dāng)一個(gè)城市設(shè)有幾個(gè)監(jiān)測站時(shí)，將各站指數(shù)加以平均，可得全市年平均指數(shù)。最后，把全國各城市的年平均顆粒物質(zhì)分指數(shù)按城市人口數(shù)加數(shù)，即為全國年平均顆粒物質(zhì)分指數(shù)，其余五種污染物質(zhì)分指數(shù)各有計(jì)算公式如下：

式中：Sa——加拿大年平均標(biāo)準(zhǔn)濃度：

SO2：0.02ppm

氧化劑：0.015ppm

煙霧系數(shù)（COH）為0.45單位

Ca——實(shí)測年平均濃度；

Cdi——每日實(shí)測濃度；

n——計(jì)算天數(shù)。2023/10/2436

在計(jì)算ICO時(shí)，用8小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)濃度13ppm代入Sa，1小時(shí)實(shí)測濃度代入Cdi。計(jì)算IO3時(shí)，用1小時(shí)實(shí)測濃度代入Cdi。計(jì)算INOx時(shí)，用日平均標(biāo)準(zhǔn)濃度0.1ppm代入Sa。按顆粒物相同的計(jì)算方法可計(jì)算全市、全國污染物的年平均分指數(shù)，并進(jìn)而用下式計(jì)算全國某年的特定污染物指數(shù)（Isp）。2.城際大氣質(zhì)量指數(shù)又稱“區(qū)域性大氣質(zhì)量指數(shù)”（Ireg），它是為評價(jià)市區(qū)周圍的大氣質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。計(jì)算時(shí)，以各地機(jī)場（通常位于市中心以外若干距離）上的能見度為參數(shù)：

2023/10/2437式中：Va——某地機(jī)場的平均能見度（剔除有降水時(shí)的數(shù)據(jù)）；Vn——殷哈勃選作基準(zhǔn)的北方兩航站的平均能見度，這兩航站遠(yuǎn)離主要城市，很少受大氣污染影響。3.工業(yè)排放量指數(shù)用于評價(jià)遠(yuǎn)離市中心的地區(qū)，特別是大工廠附近地區(qū)的大氣質(zhì)量。所謂工業(yè)排放量（考慮SO2和顆粒物質(zhì)），是指加拿大全國的排放量減去各城市地區(qū)的排放量。工業(yè)排放量指數(shù)（Iie）按下列公式計(jì)算：式中Fie——一個(gè)郡內(nèi)工業(yè)排放的SO2或顆粒物質(zhì)數(shù)量；Pc——這個(gè)郡的人口數(shù)；Ei——全國的SO2或顆粒物質(zhì)排放量；Pcan——加拿大全國人口數(shù)。

2023/10/2438計(jì)算的Iie按各郡人口加權(quán)，計(jì)算成全國平均的SO2和顆粒物質(zhì)工業(yè)排放量指數(shù)，再按下式綜合成一個(gè)一國工業(yè)排放量指數(shù)。4.大氣質(zhì)量綜合指數(shù)殷哈勃建議對三個(gè)分指數(shù)Isp、Ireg、Iie分別加權(quán)5、3、2，最后綜合成全國大氣質(zhì)量綜合指數(shù)Ia；2023/10/2439空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)

API:空氣污染指數(shù)，是由某一項(xiàng)污染物的日平均濃度與空氣污染指數(shù)分級濃度限值比較計(jì)算得到的。空氣污染指數(shù)的計(jì)算與報(bào)告：內(nèi)插法計(jì)算分指數(shù)In，分指數(shù)中最大者代表該區(qū)域或城市的污染指數(shù)。即：API＝max(I1,I2…Ii,…In)首要污染物。API＜

50時(shí)，不報(bào)告首要污染物。2023/10/24400≤API≤50:空氣質(zhì)量優(yōu)，污染物濃度小于等于環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的一級標(biāo)準(zhǔn)限值，此為空氣質(zhì)量一級；50＜API≤100:空氣質(zhì)量良，小于等于二級標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量二級；100＜API≤200:小于等于三級標(biāo)準(zhǔn)限值，特定工業(yè)區(qū)要求的空氣質(zhì)量，輕度污染；200＜API≤300:超過三級標(biāo)準(zhǔn)，中度污染；300＜API≤400:重度污染；400＜API≤500:嚴(yán)重污染。API=500:對應(yīng)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害時(shí)各項(xiàng)污染物的濃度。

2023/10/2441污染指數(shù)污染物濃度InTSPSO2NOx5001.0002.6200.9404000.8752.1000.7503000.6251.6000.5652000.5000.2500.1501000.3000.1500.100500.1200.0500.050空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別2023/10/2442空氣污染指數(shù)及對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別空氣污染

指數(shù)(API)空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況對健康的影響對應(yīng)空氣質(zhì)量的適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正?；顒?dòng)自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)51～100Ⅱ良可正常活動(dòng)城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)101～200Ⅲ普通

(輕度污染)長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201～300Ⅳ不佳(中度污染)一定時(shí)間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀

>300Ⅴ差(重度污染)健康人除出現(xiàn)較強(qiáng)烈癥狀，降低運(yùn)動(dòng)耐受力外，長期接觸會(huì)提前出現(xiàn)某些疾病

2023/10/2443三、大氣污染物生物學(xué)評價(jià)

植物生理功能與形態(tài)特征，受大氣污染作用而發(fā)生改變大氣中的某些污染物還可被植物葉片吸收，在葉片中積累。

可以作為監(jiān)測評價(jià)的補(bǔ)充和綜合但不能完全代替監(jiān)測評價(jià)（一）植物監(jiān)測的機(jī)理

不同植物對同一污染物可以作出不同的反應(yīng)，而同一種植物對不同污染物也可以作出不同反應(yīng)。據(jù)此，植物可以用來指示大氣污染的性質(zhì)和程度。工業(yè)生產(chǎn)所造成的污染一般是復(fù)合污染，植物生長在多種污染物的協(xié)同、拮抗作用之下，從而可以指示多種污染物的長期、綜合效應(yīng)。

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植物對污染物的反應(yīng)，可分為“可見的”和“不可見的”兩種。

可見癥狀:急性中毒和慢性中毒。在污染物濃度較大時(shí)，植物可以在幾十分鐘至幾十小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)中毒癥狀，如葉片出現(xiàn)“水浸”狀斑點(diǎn)，葉緣卷曲，葉尖干枯，葉片或植株的局部組織壞死。受害狀況常和污染氣體的流向有關(guān)，并隨毒物和植物的種類以及毒物的濃度不同而有差異。慢性中毒是植物長時(shí)間暴露在低濃度污染的環(huán)境中，使局部組織壞死，或產(chǎn)生缺綠、變色等癥狀。一般來說，慢性中毒的癥狀較急性中毒更具有典型性，植物對某一污染物往往能產(chǎn)生典型的癥狀。

受傷閾值是指能引起植物產(chǎn)生可見癥狀的污染物濃度，它隨植物種類和暴露時(shí)間而異。（見表3-9）。

2023/10/2445

植物受害程度還受很多條件的影響，如植物不同生育期對污染物的抗性不同。植物本身有一定的解毒能力，但當(dāng)濃度超過閾值濃度時(shí)植物的生長就會(huì)受到影響。

2023/10/2446

對植物的生長、生態(tài)和外觀產(chǎn)生影響，對植物的生理生化反應(yīng)產(chǎn)生影響?？捎绊懼参锏难趸€原過程；可以和植物體內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng)生成有毒中間產(chǎn)物；作為酶抑制劑，能對植物代謝產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。根據(jù)植物在各種大氣污染物的不同濃度影響下的生態(tài)反應(yīng)和生化指標(biāo)變化來鑒別大氣污染的性質(zhì)和程度，這就是植物監(jiān)測的理論依據(jù)。

（二）植物監(jiān)測：環(huán)境監(jiān)測中生物監(jiān)測、生物體監(jiān)測根據(jù)植物對污染物的反應(yīng)和植物中污染物累積的濃度，可以鑒別大氣污染的性質(zhì)和污染物的濃度。2023/10/24471．植物可見癥狀的應(yīng)用

植物受污染物的影響后出現(xiàn)特征癥狀，這些癥狀可以作為環(huán)境污染狀況的一種指標(biāo)。（１）SO2危害的葉部癥狀：闊葉植物的葉緣和葉脈間出現(xiàn)不規(guī)則的壞死小斑，顏色變成白色到淡黃色，有時(shí)為綠色，周圍組織通常為缺綠的花葉。在低濃度時(shí)一般表現(xiàn)為細(xì)胞受損害，但不發(fā)生組織壞死。當(dāng)長期暴露在低濃度環(huán)境中時(shí)，老葉有時(shí)表現(xiàn)缺綠。禾本科植物在中肋兩側(cè)出現(xiàn)不規(guī)則的壞死，顏色變成淡棕色到白色。尖端易受影響，通常不表現(xiàn)缺綠癥狀。針葉樹在針葉頂端發(fā)生棕色死尖，呈帶狀，通常相鄰組織缺綠。

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（2）氟化物危害的葉部癥狀：闊葉植物葉尖和葉緣發(fā)生壞死，偶而在葉脈之間產(chǎn)生小斑。在死組織和活組織之間邊緣很明顯，常具有窄的暗棕色的帶。有時(shí)在壞死組織邊上有窄而輕微缺綠的帶。有的植物的壞死組織很容易脫落，象被昆蟲咬食似的。有的植物（如柑桔）在壞死前出現(xiàn)缺綠。

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（3）臭氧危害的葉部癥狀：闊葉植物下表皮出現(xiàn)不規(guī)則的小點(diǎn)或小斑，部分下陷，小點(diǎn)變成紅棕色，小斑退成白色。隨植物和受害程度的加重，葉子可發(fā)生密集的小點(diǎn)（斑），并可聯(lián)結(jié)成較大的斑。

禾本科植物最初壞死區(qū)（小斑）不聯(lián)結(jié)，隨后可以造成較大的壞死區(qū)，針葉樹針葉頂部發(fā)生棕色死尖（枯尖），和二氧化硫傷害癥狀相似，但棕色和綠色組織分布不規(guī)則。

（4）PAN（過氧乙酰硝酸酯）危害的葉部癥狀：闊葉植物有的（如葉菜類蔬菜）產(chǎn)生下陷組織和棕色小斑，有的（如煙草）組織下陷可達(dá)整個(gè)葉片厚度，通常為帶狀。禾本科植物出現(xiàn)不規(guī)則的下陷帶，顏色退成黃色和淡綠色，有時(shí)出現(xiàn)缺綠或退色，部分壞死。針葉樹沒有特別的癥狀，有的缺綠、退色或枯萎。2023/10/2450

針葉樹出現(xiàn)棕色到紅棕色的壞死尖，每個(gè)葉片都可能壞死。還可以根據(jù)敏感植物的癥狀來鑒別主要污染物。表3-10列出了對主要污染物敏感的植物及其反應(yīng)的濃度范圍。應(yīng)用可見癥狀進(jìn)行環(huán)境鑒別在輕微污染區(qū)，可以觀察植物出現(xiàn)的葉部癥狀。在中度污染區(qū)，敏感植物出現(xiàn)明顯的中毒癥狀，抗性中等的植物也可能出現(xiàn)部分癥狀，抗性較強(qiáng)的植物一般不出現(xiàn)癥狀。在嚴(yán)重污染區(qū)，自然分布的敏感植物可以絕跡，而人工栽培的敏感植物，可以出現(xiàn)嚴(yán)重的受害癥狀，甚至死亡。因此，可以根據(jù)植物出現(xiàn)的癥狀來評價(jià)環(huán)境質(zhì)量和區(qū)劃污染范圍。2023/10/2451污染物反應(yīng)濃度敏感植物SO2<0.25～0.3ppm不引起急性中毒，0.1～0.3ppm長期暴露可引起慢性中毒紫花苜蓿、大麥、棉花、小麥、三葉草、甜菜、萵苣、大豆、向日葵等。臭氧在0.02～0.05ppm時(shí)最敏感的植物可產(chǎn)生急性或慢性中毒煙草、番茄、矮牽牛、菠菜、土豆、燕麥、丁香、秋海棠、女貞、梓樹等PAN在0.01～0.05ppm時(shí)最敏感的植物產(chǎn)生危害，也可引起早衰矮牽牛、早熟禾、長葉萵苣、斑豆、番茄、芥菜等。HF最敏感的植物在0.1ppb即有反應(yīng)，在葉讓中濃度達(dá)50～200ppm時(shí)敏感植物出現(xiàn)壞死斑唐菖蒲（淺色的比深色的敏感）、郁金香、金芥麥、玉米、玉簪、杏、葡萄、雪松等表3-10

對主要污染物敏感的植物及其反應(yīng)濃度2023/10/2452

2．用地衣作為生物監(jiān)測器地衣是一種特殊類型的植物，它是藻類和真菌的共生體。當(dāng)大氣污染物作用于地衣時(shí)，藻類和真菌的協(xié)調(diào)遭到破壞，所以地衣對污染物是很敏感的。

研究地衣的一般方法是調(diào)查地衣“種”的數(shù)量變化、頻度、蓋度以及外部和內(nèi)部受害癥狀。在污染嚴(yán)重區(qū)，一般很少有地衣，或完全絕跡，稱為“地衣沙漠”區(qū)。隨著污染程度的減輕，可以觀察到地衣的屬和種增加，并且在樹干上分布的高度也升高。在濕潤的非污染區(qū)，地衣一直可以著生到樹梢。列·布朗克（LeBlanc）等人曾提出空氣清潔指數(shù)（簡稱IAP）的概念：2023/10/2453

3.以植物體內(nèi)污染物含量作為監(jiān)測指標(biāo)獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)：（１）經(jīng)濟(jì)方便。（２）通過詳細(xì)的研究也可以提供相對的大氣濃度。

（３）能同時(shí)監(jiān)測多種污染物。

植物監(jiān)測可以反映環(huán)境污染的總體水平還可以發(fā)現(xiàn)污染物所產(chǎn)生的潛在生態(tài)危害。

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（三）樣品的采集（監(jiān)測中采樣問題）

多以木本植物作為采樣對象。

樣品采集多以葉片為主，并通過葉片的生長量、葉片中化學(xué)元素的含量來指示大氣污染的程度。也可以采集樹皮或木質(zhì)部。

在污染較重的城市可選擇抗污染能力較強(qiáng)的樹種。這些樹種受到污染后有一定的抗性，不致于落葉，比較容易采集到生長一個(gè)周期的樹葉。在污染較輕的城市可選擇一些對大氣污染比較敏感的樹種，以便于區(qū)別不同地點(diǎn)的污染狀況。2023/10/2455

葉片收集的季節(jié)以葉片定型的季節(jié)為好，北方一般在9月份。采集點(diǎn)要力求均勻，可以污染源或污染區(qū)為中心，向外輻射狀安排采樣地點(diǎn)，同時(shí)要在遠(yuǎn)郊區(qū)或上風(fēng)向設(shè)置對照點(diǎn)。采集樹葉時(shí)，要盡可能地排除干旱、霜寒、凍害、缺素及病蟲害等非污染因子的干擾，盡力采集各種條件（污染除外）相同的樹葉作為樣品。

（四）評價(jià)方法

1.應(yīng)用植物的可見癥狀進(jìn)行評價(jià)

2.根據(jù)植物的長勢和生產(chǎn)量進(jìn)行評價(jià)

3.根據(jù)植物的生理生化指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)

4.根據(jù)植物葉片中污染物質(zhì)的含量進(jìn)行評價(jià)

5.根據(jù)低等敏感植物的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)

6.根據(jù)綜合生態(tài)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)表3-12是根據(jù)樹木生長和葉片癥狀劃分的大氣污染等級。

2023/10/2456污染水平主要表現(xiàn)清潔樹木等生長正常，葉片面積含鉛量接近清潔對照區(qū)指標(biāo)輕污染樹木生長正常，但所選指標(biāo)明顯高于清潔對照區(qū)中污染樹木生長正常，但可見典型受害癥狀重污染樹木受到明顯傷害，禿尖，受害葉面積可達(dá)50%表3-12

大氣污染生物學(xué)分級依據(jù)2023/10/2457四、大氣污染的環(huán)境衛(wèi)生學(xué)評價(jià)

（一）用臨床醫(yī)學(xué)方法對污染區(qū)兒童健康檢查少年兒童的生活經(jīng)歷比成年人要簡單，以少年兒童為調(diào)查對象，可以比較靈敏地反映一個(gè)地區(qū)的大氣環(huán)境污染狀況。選擇的健康項(xiàng)目可以包括：鼻咽部疾病、眼結(jié)膜炎；兒童肺部變化；紋理增強(qiáng)、增粗、扭曲、肺門大小等；肺功能檢查，測定肺活量（VC）、最大呼氣流速、25％肺活量流速等。

根據(jù)健康檢查的結(jié)果，參照大氣污染監(jiān)測評價(jià)和生物學(xué)評價(jià)結(jié)果，即可進(jìn)行大氣污染衛(wèi)生學(xué)評價(jià)，評價(jià)結(jié)果是劃分出不同等級的污染區(qū)。

2023/10/2458（二）用流行病學(xué)回顧性調(diào)查方法，調(diào)查不同污染區(qū)居民肺癌的死亡率

沈陽市用流行病學(xué)回顧性調(diào)查方法，統(tǒng)計(jì)分析了惡性腫瘤的死亡資料，發(fā)現(xiàn)肺癌死亡率迅速上升，而城市內(nèi)大氣污染程度不同地區(qū)之間也不一致（表3-13）。

粗死亡率：在一定期間內(nèi)總死亡人數(shù)與該人群同期平均人口數(shù)之比。

標(biāo)準(zhǔn)化死亡率（標(biāo)化死亡率，SMR）：

2023/10/2459

（三）用居民體內(nèi)含鉛量評價(jià)大氣污染相關(guān)研究表明，人體對食物中鉛的吸收率僅為5～10％，水中鉛為10％，而從大氣中吸入人體內(nèi)鉛的吸收率為40～

50％，可見人體內(nèi)含鉛量與大氣污染有直接關(guān)系。方法是：選擇不同污染地區(qū)測定大氣鉛污染水平和兒童體內(nèi)鉛的吸收、蓄積及代謝情況，將結(jié)果與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)比較，并劃分污染等級。

表3-14是沈陽地區(qū)環(huán)境質(zhì)量評價(jià)中不同地區(qū)兒童尿鉛和大氣鉛的關(guān)系，從表中可以看出，二者呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.95以上，大氣污染程度不同，則兒童尿鉛有明顯不同，用各組的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，則組間數(shù)據(jù)有顯著差異。2023/10/2460污染區(qū)大氣鉛（微克/米3）兒童尿鉛(幾何均值，mg/L)鉛熔煉廠附近居民區(qū)2.2015.950工業(yè)區(qū)1.309.825工業(yè)區(qū)下風(fēng)側(cè)居民區(qū)1.009.908一般居民區(qū)0.508.100清潔對照區(qū)0.208.395表3-14

大氣中鉛與兒童尿鉛含量的關(guān)系2023/10/2461第二節(jié)大氣質(zhì)量預(yù)測模型一、氣象要素和氣象條件常用的氣象要素有：氣溫、氣壓、氣濕、風(fēng)向、風(fēng)速、云況、云量、能見度、降水、蒸發(fā)量、日照時(shí)數(shù)、太陽輻射、地面及大氣輻射等。

通常把與大氣擴(kuò)散密切相關(guān)的稱為污染氣象要素或擴(kuò)散氣象要素。

2023/10/2462（一）幾個(gè)主要?dú)庀笠?/p>

（1）氣溫：1.5m高（2）氣壓（3）氣濕（4）風(fēng)：16個(gè)風(fēng)向+靜風(fēng),10m高風(fēng)速（5）云：高、低（6）能見度氣象要素風(fēng)：風(fēng)向、風(fēng)速等?？諝赓|(zhì)點(diǎn)的水平運(yùn)動(dòng)——風(fēng)空氣質(zhì)點(diǎn)的垂直方向運(yùn)動(dòng)——對流10m高處一定時(shí)間內(nèi)的平均值泰安近20年（1989-2008年）風(fēng)向頻率玫瑰圖2023/10/2468（二）大氣邊界層的溫度場

1．大氣邊界層受下墊面影響的低層大氣，其厚度約為1～2km，稱為大氣邊界層；下墊面以上100m左右的一層大氣稱為近地層或摩擦邊界層。近地層到大氣邊界層頂?shù)囊粚臃Q為過渡區(qū)，大部分大氣擴(kuò)散都發(fā)生在這層。

2．氣溫垂直分布?xì)鉁貙咏Y(jié)反映大氣的穩(wěn)定度。氣溫的垂直遞減率的定義為γ=-dT/dz，它指單位高差（通常取100m）氣溫變化速率的負(fù)值。如果氣溫隨高度增高而降低，γ為正值；如果氣溫隨高度增加而增高，γ為負(fù)值。γ=0.65

3．干絕熱直減率干空氣在絕熱升降過程中，每升降單位距離（通常取100m）引起氣溫變化速率的負(fù)值稱為干空氣溫度絕熱垂直遞減率，簡稱干絕熱直減率，通常以γd表示。一般情況下，γd=0.98K/100m≈1K/100m。

2023/10/24694．氣溫層結(jié)與煙羽形狀從煙囪排出的廢氣在大氣中形成羽狀煙流，煙羽的形狀隨氣溫層結(jié)的不同而變化（圖3-1），因此，可以通過煙羽形狀來估計(jì)大氣穩(wěn)定度。（1）波浪型白天、不穩(wěn)定，落地近，擴(kuò)散強(qiáng)

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2470（2）錐型中性天氣，影響范圍比波浪型大

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2471（3）平展型煙囪出口處逆溫，污染與有效源高有關(guān)

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2472（4）爬升型下穩(wěn)上不穩(wěn)，日落前后

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2473（5）漫煙型（熏煙）上逆溫下不穩(wěn)，日出后

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2474（6）受限型上逆溫，上下均穩(wěn)，日落前后

圖３-1溫度層結(jié)與煙羽形狀2023/10/2475

冪函數(shù)風(fēng)速廓線模式在《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》（GB/T13201-91）中的計(jì)算式為：當(dāng)（3-18）

當(dāng)＞（3-19）式中u——煙囪出口處平均風(fēng)速（m/s）；

z1——測風(fēng)儀所在高度（m，常為10m）；（三）大氣邊界層的風(fēng)場表示風(fēng)速隨高度變化的曲線稱為風(fēng)速廓線，風(fēng)速廓線的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為風(fēng)速廓線模式。2023/10/2476

u1——相應(yīng)氣象站z1高度的平均風(fēng)速（m/s），常用以u10表示；

z2——煙囪出口處高度（m）；

m——穩(wěn)定度參數(shù)（表3-15）。表3-15不同穩(wěn)定度的m

穩(wěn)定度級別ABCDEFm城市0.100.150.200.250.300.30鄉(xiāng)間0.070.070.100.150.250.252023/10/2477二、大氣擴(kuò)散模型2023/10/2478（一）點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模型

1．連續(xù)點(diǎn)源的高斯模式的導(dǎo)出根據(jù)質(zhì)量守恒原理和梯度輸送理論推導(dǎo)假設(shè)：（1）假定大氣流動(dòng)是穩(wěn)定的、有主導(dǎo)方向的；

（2）假定污染物在大氣中只有物理運(yùn)動(dòng)、沒有化學(xué)和生物變化；（3）假定在所要預(yù)測的范圍內(nèi)沒有其他同類污染源和匯。

①污染物在煙羽或煙團(tuán)的各斷面上呈正態(tài)分布(高斯分布)；②

在整個(gè)空間中風(fēng)速是均勻、穩(wěn)定的；③源強(qiáng)是連續(xù)均勻的：④在擴(kuò)散過程中污染物質(zhì)是守恒的。

高斯公式的標(biāo)準(zhǔn)形式，也叫做正態(tài)濃度公式高斯模式無界空間情況（不考慮地面情況）有很強(qiáng)的假定，限定條件多未考慮地面、地形條件氣象條件僅考慮風(fēng)速污染源空間位置沒有考慮等等需要進(jìn)行修正2.高斯公式的地面及源高的修正

有界情況下，考慮到地面及源高對擴(kuò)散的影響，可以認(rèn)為地面像鏡子那樣，對污染物起著全反射的作用。如圖3-2所示，利用像源法：P點(diǎn)的污染物濃度看成是兩部分作用之和。σy，σz—擴(kuò)散參數(shù)He—有效排放源高2023/10/2481圖3-2高斯模式3.污染物在地面濃度的分布——實(shí)際大氣環(huán)境影響評價(jià)關(guān)心的問題，上式在z=0時(shí)高斯模式4.污染物沿下風(fēng)軸線的分布2023/10/2484

5.最大地面濃度及其位置最大地面濃度Cm(mg/m3)及其

2023/10/2485距排氣筒距離xm(m)

6.高架連續(xù)點(diǎn)源地面濃度（u10≥1.5m/s

）以排氣筒地面位置為原點(diǎn)，下風(fēng)方地面任一點(diǎn)（x,y）的濃度c(mg/m3)

高斯公式高架連續(xù)點(diǎn)源地面濃度H大于50m需要考慮混合層修正問題與考慮地面反射類似一般反射次數(shù)考慮4次一、二級評價(jià)項(xiàng)目，k=4；三級評價(jià)項(xiàng)目可取k=0，此時(shí)高斯公式長期平均濃度平均時(shí)間超過1h，由于風(fēng)向的擺動(dòng)，任一方位內(nèi)的污染物濃度在橫向上趨于均勻分布需要考慮各個(gè)風(fēng)向的影響高斯公式多源長期平均濃度單源長期影響的累加小風(fēng)與靜風(fēng)的點(diǎn)源擴(kuò)散模式0.5~1.5m/s與0~0.5m/s不能用高斯公式高斯公式顆粒物模式顆粒物大于15m時(shí)使用熏煙模式發(fā)生在早晨逆溫情況下高斯公式線源模式（公路及街道）風(fēng)向與線源的關(guān)系邊緣效應(yīng)高斯公式面源模式等效（虛擬）點(diǎn)源法擴(kuò)散系數(shù)修正法參數(shù)確定煙氣抬升高度的計(jì)算有風(fēng)，中性和不穩(wěn)定條件下有風(fēng)，穩(wěn)定條件下靜風(fēng)、小風(fēng)條件下大氣邊界層高度中性和不穩(wěn)定條件穩(wěn)定條件下2023/10/2493

7．小風(fēng)（0.5≤u10＜1.5m/s

）靜風(fēng)（u10＜0.5m/s）點(diǎn)源擴(kuò)散模型

在靜風(fēng)條件下，煙氣污染物是隨機(jī)向周圍彌散的。以排氣筒地面位置為原點(diǎn)，平均風(fēng)向?yàn)閤軸，地面任一點(diǎn)（x，y）的濃度c1(mg/m3)可按式（3-33）計(jì)算。

（3-33）

式中，η和G按式（3-34）~（3-37）計(jì)算。

（3-34）（3-35）2023/10/2494（3-36）

（3-37）

為誤差函數(shù)，r01和r01分別是橫向和鉛直向擴(kuò)散參數(shù)的回歸系數(shù)可參照表3-16。

8．熏煙模型熏煙模型主要用于計(jì)算日出以后，貼地逆溫從下而上消失，逐漸形成混合層（厚度為hf）時(shí)，原來積聚在這一層的污染物所造成的高濃度污染，這一濃度值cf可按式（3-38）計(jì)算。

(3-38)2023/10/2495穩(wěn)定度r01r02u10＜0.5m/s1.5m/s＞u10≥0.5m/su10＜0.5m/s1.5m/s＞u10≥0.5m/sA0.930.761.571.57B0.760.560.470.47C0.550.350.210.21D0.470.270.120.12E0.440.240.070.07F0.440.240.050.05表3-16靜風(fēng)擴(kuò)散參數(shù)的系數(shù)r01和r022023/10/2496(3-39)(3-40)(3-41)式中

——熏煙時(shí)的擴(kuò)散參數(shù)（m）；

hf——熏煙時(shí)的混合層厚度。由于hf

，和都是下風(fēng)距離xf的函數(shù)，當(dāng)給定xf或到達(dá)時(shí)間tf

(tf=xf/u)，則hf可由式（3-42）和式（3-43）計(jì)算。

式中的A和按式（3-44）于（3-46）計(jì)算。2023/10/2497（四）可沉降顆粒物的擴(kuò)散模型前述各種擴(kuò)散模型只適用于氣態(tài)污染物及粒徑小于15μm的顆粒物。粒徑大于15μm的粒子有明顯的重力沉降作用，地面對其不能發(fā)生全反射作用，這和高斯擴(kuò)散模型的假設(shè)不符。因此，其地面濃度用傾斜煙云模型計(jì)算

(3-57)式中vs——沉降速度顆粒物的粒徑是分布在一定范圍內(nèi)的。在實(shí)際計(jì)算中，將粒徑由小到大劃分為幾個(gè)粒徑區(qū)間，根據(jù)每個(gè)粒徑區(qū)間的顆粒所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，乘以污染源的總源強(qiáng)，得到相應(yīng)粒子區(qū)間的分源強(qiáng)Qi。

2023/10/2498

對每個(gè)粒徑區(qū)間分別用上式計(jì)算顆粒在評價(jià)點(diǎn)的濃度Ci

。污染源排放的顆粒物在評價(jià)點(diǎn)產(chǎn)生的濃度c為每個(gè)粒徑區(qū)間在評價(jià)點(diǎn)產(chǎn)生的濃度Ci之和，即（3-58）地面反射系數(shù)可按表3-17取值。表3-17地面反射系數(shù)值

粒徑范圍(μm)15～3031～4748～7576～100平均粒徑(μm)22396188反射系數(shù)α0.80.50.302023/10/2499三、系數(shù)估值（一）有效源高（H）

△H是指煙氣在排出煙囪口之后因動(dòng)力抬升和熱力浮升作用繼續(xù)上升的高度,煙囪的有效高度H為

H=Hs+△H（3-59）

1.在有風(fēng)、中性和不穩(wěn)定條件下，采用以下公式計(jì)算：（1）當(dāng)煙氣熱釋放率≥2100kJ/s，且煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值大于或等于35K時(shí)，采用下列公式計(jì)算。（3-60）2023/10/24100（3-61）（3-62）

式中n0——煙氣熱狀況及地表狀況系數(shù)(表3-18)；

n1——煙氣熱釋放率指數(shù)(表3-18)；

n2——煙囪高度指數(shù)(表3-18)；

Qh——煙氣熱釋放率（kJ/s）；

H1——煙囪距地面幾何高度(m),超過240m時(shí)，取H=240m；

Pa——大氣壓力（kPa）；

Qv——實(shí)際排煙率（m3/s）；

Ts——煙氣出口溫度（K）；

Ta——環(huán)境大氣溫度（K）；

u——煙囪出口處平均風(fēng)速（m/s）。

2023/10/24101地表狀況（平原）n0n1n2Qh

≥21000農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)1.4271/32/3城市及近郊區(qū)1.3031/32/32100≤Qh

≤21000且ΔT≥35K農(nóng)村或城市遠(yuǎn)郊區(qū)0.3323/52/5城市及近郊區(qū)0.2923/52/5表3-18系數(shù)n0，n1，n2的值2023/10/24102（2）當(dāng)1700kJ/s＜Qh＜2100kJ/s時(shí)（3-63）（3-64）式中Vs——排氣筒出口處煙氣排出速度（m/s）；

D——排氣筒出口直徑（m）；

ΔH2——按（3-60）~（3-62）式計(jì)算，其中n0，n1，n2按表6-5中Qh值較小的一類選取。（3）當(dāng)Qh≤1700kJ/s或者ΔT＜35K時(shí)，（3-65）2．在有風(fēng)且穩(wěn)定條件時(shí)，建議按下列計(jì)算煙氣抬升高度ΔH(m):

（3-66）2023/10/24103式中，為排氣筒幾何高度以上的大氣溫度梯度。3．靜風(fēng)

u10＜1.5m/s時(shí)，建議按下式計(jì)算煙氣抬升高度ΔH(m):

（3-67）式中符號同前，但取值宜小于0.01K/m。2023/10/24104（二）大氣穩(wěn)定度分級

1．帕斯奎爾分級法帕斯奎爾根據(jù)大量常規(guī)觀測資料，首先總結(jié)出了根據(jù)云量、云狀、太陽輻射狀況和地面風(fēng)速等常規(guī)氣象資料，劃分大氣穩(wěn)定度。他把大氣對污染物的擴(kuò)散能力用A、B、C、D、E、F六個(gè)穩(wěn)定級別來表示(表3-19)。2023/10/24105薄云遮天或低云≥云量≤地面風(fēng)速（m/s）（距地面10m高處）白天陰天（白天或夜晚）夜晚太陽幅射狀況強(qiáng)中等弱＜2AA～BBD2～3A～BBCDEF3～5BB～CCDDE5～6CC～DDDDD＞6CDDDDD表3-19

穩(wěn)定度級別劃分表

2023/10/24106應(yīng)注意：（1）穩(wěn)定度級別中，A——極不穩(wěn)定；B——不穩(wěn)定；C——弱不穩(wěn)定；D——中性；E——弱穩(wěn)定；F——穩(wěn)定。從A→F表示大氣擴(kuò)散能力逐漸減弱。

（2）穩(wěn)定度級別A—B表示按A和B級別數(shù)據(jù)內(nèi)插。（3）夜間（夜晚）定義為日落前1h至日出后1h的時(shí)段。（4）不論何種天氣狀況，夜間前后各1h算作中性，即D級穩(wěn)定度。（5）強(qiáng)太陽輻射對應(yīng)于碧空下太陽高度角大于60°的條件，弱太陽輻射相當(dāng)于碧空下太陽高度角從15°到35°。2023/10/24107

對于開闊鄉(xiāng)村地區(qū)能給出較可靠的穩(wěn)定度，但對城市地區(qū)是不大可靠的。地面粗糙度及熱島效應(yīng)的影響。最大的差別出現(xiàn)在靜風(fēng)晴夜，這樣的夜間，在鄉(xiāng)村地區(qū)大氣狀態(tài)是穩(wěn)定的，但在城市，在高度相當(dāng)于建筑物的平均高度幾倍之內(nèi)是微不穩(wěn)定或近中性的，它上面有一個(gè)穩(wěn)定層。

這種劃分穩(wěn)定度的方法不很嚴(yán)格，對同一天氣狀況，不同的人可能選用不同的穩(wěn)定度級別。因此，不少人提出了改進(jìn)方法，如我國的GB/T13201-91。2023/10/24108

2．太陽高度角和輻射等級的確定（1）太陽高度角按下式計(jì)算（3-68）式中φ——當(dāng)?shù)鼐暥龋?/p>

λ——當(dāng)?shù)亟?jīng)度；

σ——太陽傾角（表3-20）。

ω——時(shí)角（度），ω=15t+λ-300

t——?dú)庀笥^測時(shí)的北京時(shí)間。

2023/10/24109

表3-21太陽輻射等級值總云量/低云量太陽高度角（h0）夜間h0≤15°15°＜h0≤35°35°＜h0≤65°h0＞65°≤4/≤4-2-1+1+2+35～7/≤4-10+1+2+3≥8/≤4-100+1+1≥5/5～70000+1≥8/≥800000（2）確定太陽輻射等級數(shù)。由云量和太陽高度角確定太陽輻射等級值（表3-21）。

2023/10/241103．確定大氣穩(wěn)定度等級根據(jù)太陽輻射等級和地面風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度等級。

地面風(fēng)速（m/s）太陽輻射等級+3+2+10-1-2≤1.9AA—BBDEF2～2.9A—BBCDEF3～4.9BB—CCDDE5～5.9CC—DDDDD≥6CDDDDD表3-22大氣穩(wěn)定度的等級

2023/10/24111（三）擴(kuò)散參數(shù)的確定擴(kuò)散參數(shù)（或系數(shù)）與水平距離x關(guān)系可用函數(shù)表示(3-69)(3-70)

（

1）平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠(yuǎn)郊區(qū)對于A、B、C級穩(wěn)定度可直接查表3-23，D、E、F級穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級后再由表3-23查算。（2）工業(yè)區(qū)或城區(qū)中的點(diǎn)源

A、B級不提級，C級提到B級，D、E、F向不穩(wěn)定方向提一級，再按表3-23查算。（3）丘陵山區(qū)的農(nóng)村和城市其擴(kuò)散參數(shù)選取方法同工業(yè)區(qū)。2023/10/24112（四）混合層厚度在用箱式模型計(jì)算大氣質(zhì)量時(shí)，箱子的高度就是混合厚度；在用擴(kuò)散模型計(jì)算污染物的分布時(shí)，要考慮下界面的反射作用，上下界面間的高度也就是混合厚度?；旌虾穸韧ǔＪ呛痛髿夥€(wěn)定度、風(fēng)速等條件有關(guān)，可按式（3-71）和（3-72）確定。當(dāng)大氣穩(wěn)定度為A、B、C和D時(shí)（3-71）當(dāng)大氣穩(wěn)定度為E和F時(shí)（3-72）2023/10/24113表3-24我國各地區(qū)的as和bs值(邊界層系數(shù))

地區(qū)asbsABCDEF新疆西藏青海0.0900.0670.0410.0311.660.70黑龍江吉林遼寧內(nèi)蒙古北京天津河北河南山東山西陜西（秦嶺以北）寧夏甘肅（渭河以北）0.0730.0600.0410.0191.660.70上海廣東廣西湖南湖北江蘇浙江安徽海南臺灣福建江西0.0560.0290.0200.0121.660.70云南貴州四川甘肅（渭河以南）陜西（秦嶺以南）0.0730.0480.0310.0221.660.70注：靜風(fēng)區(qū)各類穩(wěn)定度的as和bs可取表中的最大值。

（3-73）Ω——地轉(zhuǎn)角速度取7.8х10-5rad/S2023/10/24114

例題3-1某一石油精煤油廠投產(chǎn)后，將會(huì)自平均抬升高度10m處排放8×104mg/s的SO2，排氣筒高度為50m，預(yù)測在距地面10m處風(fēng)速為4m/s，大氣穩(wěn)定度為D級時(shí)，該排氣筒下風(fēng)向500處，距排氣筒的平均風(fēng)向軸線水平垂直距離50m處的一個(gè)地面點(diǎn)所增加的SO2濃度值。解計(jì)算排氣筒距地面幾何高度50m處的風(fēng)速為

H＝50＋10＝60U50＝U10(50/10)p＝4×(50/10)0.25＝5.98（m/s）

由下風(fēng)向距離500m及D級大氣穩(wěn)定度，根據(jù)公式（3-69）和（3-70）以及表3-30可計(jì)算求得σy，σz

＝0.110726×5000.929418＝35.7

＝0.104634×5000.862212(0.826212)＝22.2(17.8)C＝Q/πUσyσz·exp[-y2/2σ2y＋(-H2/2σ2z)]

＝80000/(3.14×5.98×35.7×22.2)·exp[-502/2×35.72

＋（-602/2×22.22）]＝5.228×10-3

(mg/m3)8.569×10-32023/10/24115

例3-2用例3-1中數(shù)據(jù)，求正下風(fēng)向500m處計(jì)算點(diǎn)的貢獻(xiàn)濃度。解利用C＝Q/πUσyσz·exp(-H2/2σ2z)將已知數(shù)據(jù)代入上式，則：C＝80000/3.14×5.98×35.7×22.2·exp(-602/2×22.22)

＝0.1394(mg/m3)0.023

四、大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)（一）擴(kuò)散氣象要素的觀測

在大氣擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中，把與大氣擴(kuò)散有關(guān)的氣象要素稱為擴(kuò)散氣象要