環(huán)境監(jiān)測3大氣環(huán)境質(zhì)量評價

3大氣環(huán)境質(zhì)量評價主要內(nèi)容：大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價大氣環(huán)境影響預(yù)測模型大氣環(huán)境影響評價123化學(xué)工業(yè)出版社3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價3.1.1大氣污染監(jiān)測評價

（1）大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的程序大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的程序調(diào)查準備階段污染監(jiān)測階段評價分析階段成果應(yīng)用階段化學(xué)工業(yè)出版社①布點

②采樣、分析方法

③監(jiān)測頻率

④同步氣象觀測

⑤評價

評價標準的選擇評價因子的選擇（2）大氣污染監(jiān)測評價3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價監(jiān)測化學(xué)工業(yè)出版社（1）上海大氣質(zhì)量指數(shù)

式中：

Ci——第i種污染物的實測濃度；

Si——第i種污染物的環(huán)境質(zhì)量標準；

K——評價因子總數(shù)。3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價3.1.2大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的數(shù)學(xué)方法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)量標準警戒水平警報水平緊急水平大氣質(zhì)量指數(shù)的分級化學(xué)工業(yè)出版社（2）均值型大氣質(zhì)量指數(shù)

式中：

C——表示實測濃度；

S——表示相應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量標準。

3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價化學(xué)工業(yè)出版社（3）沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)評價參數(shù)參數(shù)SO2NOX飄塵Pb背景濃度0.020.010.050.0001標準0.150.130.150.0007明顯危害濃度2.01.01.00.01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＜3131～4040～5555～61＞61大氣污染水平緊急水平警報水平警戒水平大氣質(zhì)量標準清潔化學(xué)工業(yè)出版社（4）分級評分法3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價大氣中污染物濃度分級與評分（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）濃度分級平分濃度分級平分濃度分級平分濃度分級平分濃度分級平分降塵≤8

25≤1220≤2015≤4010＞405飄塵≤0.10≤0.15≤0.25≤0.50＞0.50SO2≤0.05≤0.15≤0.25≤0.50＞0.50NOX≤0.02≤0.05≤0.10≤0.20＞0.20CO≤2≤4≤6≤12＞12總氧化劑≤0.05≤0.1≤0.20≤0.40＞0.40分級評分法分級標準

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）化學(xué)工業(yè)出版社（5）美國橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價式中：Ci

——第i種污染物24小時平均濃度；

Si——第i種污染物的大氣質(zhì)量標準。

I橡與大氣環(huán)境質(zhì)量分級

質(zhì)量分級優(yōu)良好尚可差壞危險I橡＜2020～3940～5960～7980～100＞100化學(xué)工業(yè)出版社（6）美國污染物標準指數(shù)（PSI）3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價PSI選擇了SO2、顆粒物、CO、臭氧、NOX、SO2與顆粒物的乘積等6個參數(shù)。PSI與6個參數(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)插值法計算各污染物的分指數(shù)，然后選擇各分指數(shù)中最大的作為PSI。PSI是在全面比較6個因子后，選擇污染最重的分數(shù)指數(shù)報告大氣環(huán)境質(zhì)量的，突出了單因子的作用，使用方便，結(jié)果簡明。

化學(xué)工業(yè)出版社（7）格林大氣污染綜合指數(shù)3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價然后將兩個污染物指數(shù)加以平均，得到污染綜合指數(shù)（I）：

式中：S——SO2實測日均濃度，10-6g/g；

C——實測日均煙霧系數(shù)，COH單位/305m；

a1、b1、a2、b2——確定指數(shù)尺度的常數(shù)。格林建議的SO2和煙霧系數(shù)日均濃度標準

污染物希望水平警戒水平極限水平SO2（×10-6，體積比）0.060.31.5煙霧系數(shù)（COH單位/305m）0.93.010.0污染指數(shù)2550100化學(xué)工業(yè)出版社3.1大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價3.1.3大氣污染生物學(xué)評價根據(jù)植物葉片癥狀根據(jù)受害植物的不同用綜合生態(tài)指標植物受污染物影響后會出現(xiàn)特征癥狀，這些癥狀可以作為環(huán)境污染狀況的一種度量指標。

有些植物對不同污染物的抗性和敏感性不同，因此，根據(jù)受害植物的種類不同可判斷污染物的種類?？梢愿鶕?jù)植物種類和生長情況選擇一些綜合性的指標作為評價參數(shù)，并以此劃分大氣污染等級。

化學(xué)工業(yè)出版社3.2.1氣象要素和氣象條件3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型(1)主要氣象要素氣壓云濕度風氣溫化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（2）大氣邊界層溫度場氣溫垂直分布干絕熱直減率溫度層結(jié)與煙羽形狀溫度層結(jié)：大氣在垂直方向的溫度分布。四種情況：正常；中性；等溫；逆溫。煙羽形狀

a、波浪型b、錐形

c、長帶型

d、屋脊型e、漫煙型f、受限型化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（3）大氣邊界層風場式中：u2——煙囪出口處平均風速，m/s；

z2——煙囪出口處的高度，m；如果z2>200，則取z2=200；

u1——氣象站z1高度處的平均風速，m/s；

z1——測風儀所在的高度，m；

m——指數(shù)，其數(shù)值與大氣穩(wěn)定度有關(guān)。不同大氣穩(wěn)定度下的m值

大氣穩(wěn)定度級別ABCDEFm城市0.100.150.200.250.300.30鄉(xiāng)村0.070.070.100.150.250.25化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型3.2.2大氣環(huán)境影響評價預(yù)測模型（1）點源擴散的高斯模型A、連續(xù)點源高斯模型的推出

式中：C——污染物質(zhì)的平均濃度，mg/m3；

x，y，z——三個方向的坐標分量，m；

u，v，w——三個方向的速度分量，m/s；

kx，ky，kz——三個方向的擴散系數(shù)，m2/s；

t——時間，s；

sp——污染物源或匯的強度，mg/（m3·s）；化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型

在推導(dǎo)連續(xù)點源條件下預(yù)測大氣環(huán)境質(zhì)量的高斯模型時，做如下假設(shè)：①大氣處于穩(wěn)定流動，且有主導(dǎo)風向；②污染物在大氣中只有物理運動，不發(fā)生化學(xué)或生物變化；③在所要預(yù)測的范圍內(nèi)沒有其他同類污染源或匯。根據(jù)假設(shè)的第一條有

根據(jù)假設(shè)的第二、三條有這樣方程可變?yōu)?/p>

進一步簡化為化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型考慮到邊界條件和質(zhì)量守恒條件

x=y=z=0時，C=∞

x，y，z→∞時，C=0式中：Q——連續(xù)點源的源強，mg/s。

對方程進行求解，得

假設(shè)x=ut，并令

2y=2kyt，2z=2kzt。代入上式可得：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型B、高斯公式的地面及源高修正考慮地面對擴散的影響時，可以假定地面像鏡子一樣，對污染物起著全反射的作用。這樣就可以按全反射的原理采用“像源法”來處理。

對于實源，p點在以實源為原點的坐標系中的垂直坐標為（z

He）。如果不考慮地面的影響，可知在p點的污染物濃度為：式中He為污染源有效高度，等于煙囪的高度H和煙氣的抬升高度

H之和，m。

對于像源，p點的垂直坐標為（z+He），濃度為：化學(xué)工業(yè)出版社

p點的實際污染物濃度是實源和像源之和，即通常要預(yù)測的是污染物在地面的濃度，可知在z=0時污染物沿下風軸線方向的地面濃度，可令y=z=0得出：修正后污染源下風方向任意一點小于24小時取樣時間的污染物地面濃度可用下式計算，式中：h——混合層的高度，m；

k——反射次數(shù)，對于一、二級評價項目取k=4，對于三級評價項目取k=0。3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型C、最大落地濃度及其位置為了得出最大落地濃度計算公式，首先將擴散參數(shù)

y、

z表示成如下經(jīng)驗式：式中：

1、2、1、2——經(jīng)驗式的回歸系數(shù)。1小時取樣時間的最大落地濃度Cm及其出現(xiàn)時的下風距離xm。式中：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型D、小風和靜風擴散模型

以煙囪地面位置的中心點為坐標原點，下風方向為x軸，地面任一點處的污染物濃度可由下式計算：

式中：

01、02——分別是水平和垂直方向的擴散參數(shù)回歸系數(shù)；

（s）——正態(tài)分布函數(shù)，可根據(jù)s由數(shù)學(xué)手冊查得；

T——擴散時間，s?；瘜W(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型E、熏煙模型假定發(fā)生熏煙后，污染物濃度在垂直方向為均勻分布，則熏煙條件下的地面濃度：式中：hf——逐漸增厚的混合層高度，m；

yf——熏煙條件下的側(cè)向擴散參數(shù)，它們是下風距離x的函數(shù)，m；

（p）——正態(tài)分布函數(shù)，它用來反映原穩(wěn)定狀態(tài)下的煙羽進入混合層中的份額的多少?；瘜W(xué)工業(yè)出版社

由于混合層厚度hf和擴散參數(shù)

yf都是下風距離x的函數(shù)，當給定下風距離x或到達時間t（t=x/u），則hf可由下式計算。式中：

hf——混合層在煙囪出口處向上的凈增加高度，m；

a——大氣密度，g/m3；

cp——大氣恒壓比熱容，J/（gK）；

d

/dz——位溫梯度，K/m，d

/dz≈dTa/dz+0.0098，Ta為大氣溫度，如無實測值，d

/dz可在0.005-0.015K/m之間選取。3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（2）線源擴散模型A、無限長線源擴散模型當風向與線源垂直時，主導(dǎo)風向的下風向為x軸。連續(xù)排放的無限長線源下風向濃度模型為：當風向與線源不垂直，風向和線源交角φ，且φ≥45℃，線源下風向濃度模型為：B、有限長線源擴散模型式中：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（3）面源模型式中：Qi、Hi、ui——分別是接受點上風方第i個網(wǎng)格單元的源強

[g/（m2

s）]，平均排放高度（m）以及Hi處的平均風速（m/s）；

、

——垂直擴散參數(shù)

z的回歸系數(shù)，。A、將評價區(qū)在選定的坐標系內(nèi)網(wǎng)格化B、計算評價項目面源的地面濃度Cs。以評價區(qū)的左下角處為原點，分別以東和北為x軸和y軸，網(wǎng)格單元面積為L×L。化學(xué)工業(yè)出版社

x軸指向上風方向，。

（

，

）為不完全伽馬函數(shù)：3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型C、不同風向路徑時的計算圖形可參考國家HJ/T2.2-93標準?；瘜W(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（4）可沉降顆粒物的擴散模型式中：νs——顆粒沉降速度。

α——地面反射系數(shù)，可按下表取值。

地面反射系數(shù)α值

粒徑范圍（μm）15~3031~4748~7576~100平均粒徑（μm）22396188反射系數(shù)α0.80.50.30化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（5）箱式大氣質(zhì)量模型式中：L——箱的長度；

B——箱的寬度；

H——箱的高度；

c0——箱內(nèi)污染物的本底濃度；k——污染物的衰減速度常數(shù)；

Q——箱內(nèi)的污染源強度；

u——平均風速；

c——箱內(nèi)的污染物濃度；

t——時間。大氣質(zhì)量單箱模型示意圖A、單箱模型化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型若不考慮污染物的衰減，則可解之得：當時間很長以后，箱內(nèi)的污染物濃度趨于平衡，平衡濃度為：若考慮污染物的衰減，方程的解為：這時的平均濃度為：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型B、多箱模型以二維多箱模型為例

二維多箱模型二維多箱模型在高度方向上將H分成m個相等的子高度△H，在縱向?qū)分成n個相等的子長度△L，共構(gòu)成m×n個子箱。將風速、源強的處理為計算方便作如下假設(shè)：（1）風速作為高度的函數(shù)分段計算；（2）源強根據(jù)坐標關(guān)系輸入最低一層子箱中；（4）把每一個子箱子都看作混合均勻的體系；（5）各子箱子的濃度分布處于平衡狀態(tài)。（3）忽略X方向的彌散作用及Z方向的遷移作用；化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型大氣質(zhì)量多箱模型示意圖

對子箱1：式中：E1,2為高度方向上第一個箱子與第二個箱子間的湍流系數(shù)。

對子箱2：對子箱3：

對子箱4：化學(xué)工業(yè)出版社

若記，，i=1，2，…，m-1，則四個子箱方程可轉(zhuǎn)化為：3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型這是一個關(guān)于濃度ci的線性方程組，可寫成矩陣形式：其中：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型3.2.3系數(shù)估算（1）煙氣抬升高度的計算式中：He——污染源的有效排放高度，

H——煙囪的幾何高度，m；

H——煙氣抬升高度，m。A、有風時，中性和不穩(wěn)定條件下的煙氣抬升高度①當煙氣熱釋放率大于或等于2100kJ/s，且煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值

T大于或等于35K時，

H可用下列公式計算：化學(xué)工業(yè)出版社式中：n0——煙氣熱狀況及地表狀況系數(shù)，見下表；

n1——煙氣熱釋放率指數(shù)，見下表；

n2——煙囪高度指數(shù)，見下表；

Qh——煙氣熱釋放率，kJ/s；

H——煙囪的幾何高度，m，H>240m時，取H=240m；

Qv——煙氣排放量，m3/s；

T——煙囪出口處的煙氣溫度與環(huán)境溫度的差，K；

Ts——煙囪出口處的煙氣溫度，K；

Pa——大氣壓力，Pa。3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型Qh，kJ/s地表狀況（平原）n0n1n2Qh≥21000農(nóng)村或城市遠郊區(qū)1.4271/32/3城市及近郊區(qū)1.3031/32/32100≤Qh<21000且

T≥35K農(nóng)村或城市遠郊區(qū)0.3323/52/5城市及近郊區(qū)0.2923/52/5化學(xué)工業(yè)出版社②當煙氣熱釋放率1700kJ/s<Qh<2100kJ/s時：3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型式中：

Vs——煙囪出口處煙氣的排出速度，m/s；

D——煙囪的出口直徑，m；

H2——煙氣抬升高度，m。③當煙氣熱釋放率Qh≤1700kJ/s或者

T<35K時：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型B、有風時，穩(wěn)定條件下的煙氣抬升高度：式中：dTa/dz——煙囪幾何高度以上的大氣溫度梯度，K/m。C、靜風和小風（u10<1.5m/s）時的煙氣抬升高度：化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（2）大氣穩(wěn)定度分類及擴散參數(shù)A、帕斯奎爾分級法

帕斯奎爾通過對大量常規(guī)氣象觀測資料的分析，根據(jù)地面風速、云量、云狀以及太陽輻射等把大氣穩(wěn)定度分為六類，即強不穩(wěn)定、不穩(wěn)定、弱不穩(wěn)定、中性、較穩(wěn)定和穩(wěn)定，并分別用A、B、C、D、E、F來表示。B、擴散參數(shù)

y、

z的確定

橫向擴散參數(shù)（

y）和垂直擴散參數(shù)（

z）可以表示為下風距離x的函數(shù)，即：化學(xué)工業(yè)出版社擴散參數(shù)的查算原則③對于丘陵山區(qū)的農(nóng)村和城市，其擴散參數(shù)的查算方法同工業(yè)區(qū)。3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型①平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠郊區(qū)，對于A、B、C級穩(wěn)定度可直接查表；對于D、E、F級穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級后再查算。②對于工業(yè)區(qū)或城區(qū)中的點源，A、B級穩(wěn)定度直接查算，C級提到B級，D、E、F級向不穩(wěn)定方向提一級。化學(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型（3）大氣邊界層高度

A、大氣穩(wěn)定度為不穩(wěn)定或中性時B、

大氣穩(wěn)定度為穩(wěn)定時式中：

h——大氣邊界層高度，m；

u10——10m高度處平均風速，m/s，大于6m/s時，取6m/s；

as、bs——邊界層系數(shù)；

f——地轉(zhuǎn)參數(shù)，；

——地轉(zhuǎn)角速度，

=7.29×10-5rad/s；

——地理緯度，deg?；瘜W(xué)工業(yè)出版社3.2大氣環(huán)境影響預(yù)測模型3.2.4大氣擴散試驗

常用的擴散參數(shù)測量方法

（1）示蹤劑的選擇和釋放（2）采樣位置和采樣時間（3）數(shù)據(jù)分析和處理示蹤劑法平移球法環(huán)境風洞模擬法放煙照相法（1）球體材質(zhì)（2）技術(shù)要點（3）數(shù)據(jù)處理和分析要保證試驗條件的相似原則（1）技術(shù)要點（2）數(shù)據(jù)處理

化學(xué)工業(yè)出版社3.3.1大氣環(huán)境影響評價的程序3.3大氣環(huán)境影響評價化學(xué)工業(yè)出版社（1）等標排放法

《大氣環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》按主要污染物等標排放量和周圍地形復(fù)雜程度，將評價工作劃分為三級。

式中：Pi——等標排放量，m3/h；

Qi——第i種污染物的單位時間排放量（排放率或源強），t/h；

C0i——第i種污染物的空氣質(zhì)量標準中的二級標準的1h平均濃度限值，mg/m3。3.3大氣環(huán)境影響評價3.3.2評價等級的劃分Pi（m3/h）Pi≥2.5×1092.5×109>Pi≥2.5×108Pi<2.5×108復(fù)雜地形一二三平原二三三評價工作級別

化學(xué)工業(yè)出版社（2）經(jīng)驗判斷法3.3大氣環(huán)境影響評價大氣環(huán)境影響評價工作等級

污染特征分類甲類乙類丙類丁類戊類建設(shè)規(guī)模大中小大中小大中小大中小大中小復(fù)雜地形1級標準2級標準3級標準1~21~221~2222231~21~221~2222231~2221~2222~3332222~32~333332232~333333一般地形1級標準2級標準3級標準1~22222~332~3331~2222~33322322~332~33333322~32233333233233333化學(xué)工業(yè)出版社大氣環(huán)境質(zhì)量評價范圍要根據(jù)建設(shè)項目對大氣環(huán)境質(zhì)量影響的范圍來確定。大氣環(huán)境質(zhì)量影響范圍主要取決于建設(shè)項目的級別，同時，還應(yīng)考慮評價區(qū)內(nèi)和評價區(qū)外有關(guān)區(qū)域（簡