大氣環(huán)境評(píng)價(jià)課件

大氣環(huán)境評(píng)價(jià)

第一節(jié)概述一、重要的污染物及污染源（一）幾種主要的（重要的）污染物

①含硫化合物（SO2、H2S）

②顆粒物

③含氮化合物（NOX、HNO2等）

④含碳的氧化物（CO、CO2）

⑤有機(jī)物（烷烴、醛類(lèi)、酚類(lèi)等）

⑥光化學(xué)氧化劑（O3、H2O2等）

⑦鹵素化合物（HF、HCl、Cl等）

⑧放射性物質(zhì)及有毒物（二）重要的大氣污染源

①固定污染源工業(yè)污染源；商業(yè)與居民生活污染源；自然污染源等。

②交通運(yùn)輸污染源

③無(wú)組織面源（三）氣溶膠大氣污染1.概述

氣溶膠是指液體或固體微粒（粒徑為0.001～100μm）均勻的分散在氣體中形成的穩(wěn)定體系。2.氣溶膠的組成

粗氣溶膠（＞2.5μm）：粉塵、地表土、植物的花粉等細(xì)氣溶膠（＜2.5μm）：硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、有機(jī)物、碳黑、鋁、砷、鋅等。3.氣溶膠對(duì)環(huán)境和人體健康的影響

①直接參與大氣中云和降水（雨和霧）形成過(guò)程

②能吸收和散射太陽(yáng)光降低大氣能見(jiàn)度和減弱太陽(yáng)輻射強(qiáng)度

③由于氣溶膠顆粒粒徑小，表面積大，能增強(qiáng)大氣中的化學(xué)反應(yīng)

④粒徑小于4μm的微粒能通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體，并能附著和沉淀在呼吸器官壁上，危害人體健康

⑤如果氣溶膠表面吸附有酸性及多環(huán)芳烴等物質(zhì)，對(duì)人體危害更大二、大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指數(shù)簡(jiǎn)介1.北京大氣質(zhì)量系數(shù)（主要對(duì)污染因子SO2和飄塵）P——環(huán)境質(zhì)量系數(shù)Pi——第i種污染物的污染指數(shù)Ci——第i種污染物的實(shí)測(cè)濃度Cis——第i種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)n——污染物的種類(lèi)數(shù)北京西郊大氣質(zhì)量系數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)P0－0.010.01－0.10.1－11－4.54.5－10>10級(jí)別清潔微污染輕污染中度污染較重污染嚴(yán)重污染2、南京大氣環(huán)境質(zhì)量指數(shù)Wi——（權(quán)重值）表示對(duì)人群實(shí)際危害大小的一個(gè)系數(shù)

Pi、Ci、

Cis——同北京西郊大氣質(zhì)量系數(shù)

k——污染物的種類(lèi)數(shù)Q<0.30.3-0.50.5-0.80.8-1.0>1.0級(jí)別清潔尚清潔輕污染中污染重污染3、沈陽(yáng)地區(qū)大氣質(zhì)量指數(shù)AQI沈——沈陽(yáng)大氣質(zhì)量指數(shù)（百分?jǐn)?shù)）Ci——某種污染物實(shí)測(cè)日均濃度(mg/m3)

Si——某種污染物居民區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)選擇參數(shù)：飄塵、SO2、CO、NOX、BapAQI沈81-10061-8042-6035-41<35級(jí)別清潔輕污染中污染重污染極重污染4、上海大氣質(zhì)量指數(shù)

級(jí)別清潔輕污染中度污染重污染極重污染P±上<0.60.6-11-1.91.9-2.8>2.8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5、橡樹(shù)嶺大氣質(zhì)量指數(shù)（ORAQI）美國(guó)ORAQI<2020-3940-5960-7980-99≥100級(jí)別優(yōu)良好尚可差壞危險(xiǎn)

根據(jù)以上所介紹的各大氣指數(shù)，可以看出它們均符合下面的通式三、大氣污染與擴(kuò)散（一）影響污染物在大氣中運(yùn)動(dòng)的主要因素

（1）污染源條件（2）氣象條件（3）污染物的物理化學(xué)性質(zhì)（4）地形條件（二）高濃度大氣污染物的幾種形式

1.微風(fēng)、靜風(fēng)污染

2.逆溫污染

3.熏煙污染

4.翻卷形（波浪型）污染

5.疾風(fēng)污染，風(fēng)速大于5－6m/s6.盆地或山谷造成的高濃度污染(上坡風(fēng)、下坡風(fēng)）

7.海陸風(fēng)污染（三）煙源分類(lèi)（按計(jì)算模型）

1、點(diǎn)源

2、面源

3、線(xiàn)源第二節(jié)預(yù)測(cè)模型一、正態(tài)煙云擴(kuò)散模式（高架點(diǎn)源）

一般把污染物排放口高度大于35米時(shí)當(dāng)作高架點(diǎn)源來(lái)計(jì)算。正態(tài)分布假設(shè)下的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

在平坦開(kāi)闊的地面上有一個(gè)連續(xù)高架點(diǎn)源并且風(fēng)向是穩(wěn)定的，在下風(fēng)方向垂直于煙軸的地面上布置一條采樣線(xiàn)，并在采樣線(xiàn)各點(diǎn)上同時(shí)采集煙云樣品，發(fā)現(xiàn)濃度隨y軸的分布是鐘形（正態(tài)分布）。C——濃度C0——軸線(xiàn)上（y=0）的濃度a、b——常數(shù)。①定義：①式中一般情況下b=2對(duì)②式應(yīng)用以下定積分求解方式：②②式可寫(xiě)為①式可寫(xiě)為

對(duì)于在高度Z方向上同樣取一些采樣點(diǎn)進(jìn)行同步采樣，經(jīng)分析化驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，濃度隨Z軸的分布也呈“鐘形”采用同樣的處理方式則有：2.均一大氣正態(tài)分布煙云模式基本假設(shè)：（1）擴(kuò)散物質(zhì)是守恒的。擴(kuò)散物質(zhì)由煙源到接地之間沒(méi)有損失，在進(jìn)行擴(kuò)散過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)及生物變化。且地面對(duì)污染物起全反射作用。（2）流場(chǎng)是定常的即風(fēng)向、風(fēng)速及湍流隨時(shí)間變化不大、氣流是穩(wěn)定的。（3）流場(chǎng)是均勻的即風(fēng)向、風(fēng)速和湍流不隨空間位置的變化而變化。（4）在風(fēng)的方向上，因湍流的運(yùn)動(dòng)對(duì)污染物的擴(kuò)散作用比風(fēng)對(duì)污染物的輸送作用小的多，可忽略不計(jì)，并且風(fēng)速不能小于1m/s。（5）在y、z方向上濃度分布為正態(tài)分布。由以上假設(shè)條件，實(shí)驗(yàn)空間上一點(diǎn)的濃度可由下式表示C[X、Y、Z]——空間任一點(diǎn)濃度（mg/m3）

σy、σz分別表示y、z方向上的擴(kuò)散參數(shù)（m）③假設(shè)高架點(diǎn)源的源強(qiáng)為Q、風(fēng)速為u

根據(jù)質(zhì)量守恒定律有④把③式代入④式得⑤將⑤代入③式得：⑥

顯然上式是適合于無(wú)限空間任何一點(diǎn)的濃度公式，但事實(shí)上，污染物的擴(kuò)散受到地面的限制。所以我們把地面看作一個(gè)平面鏡，假定污染物接觸地面后又反射回去，這樣，又增加了空中的濃度，把這部分增加的污染物看作是來(lái)自地面的一個(gè)虛源。這樣我們得到空間某一點(diǎn)的濃度是實(shí)源和虛源兩部分貢獻(xiàn)的結(jié)果，實(shí)源貢獻(xiàn)部分：虛源貢獻(xiàn)部分：考慮到地面全反射作用，⑥式可變成下面形式：H=h+△hH－煙云有效源高（m）；h－煙囪高度（m）；△h－煙云抬升高度（m）。二.面源擴(kuò)散模型1.單箱模型（1）假設(shè)：箱體四周的濃度為0，污染物在箱體內(nèi)均勻分布。箱式模型適用于地面污染物分布的比較均勻的情況，如城市新建居民區(qū)、污染源分布較均勻而且煙囪較低的擬建經(jīng)濟(jì)區(qū)、商業(yè)區(qū)都可用該模式計(jì)算。（2）單箱模型DXuC——箱體內(nèi)任意一點(diǎn)的濃度（mg/m3）Q面——城市居民區(qū)或經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、擬建廠(chǎng)區(qū)的面源源強(qiáng)(mg/s·m2)u——平均風(fēng)速(m/s)D——混合層高度(m)x——計(jì)算區(qū)域下風(fēng)邊緣距上風(fēng)邊緣的距離(m)2.混合層高度(見(jiàn)Paper)若上風(fēng)向進(jìn)入的濃度為C0，則ESTIMATIONOFATMOSPHERICMIXINGHEIGHTSUSINGDATAFROMAIRPORTMETEOROLOGICALSTATIONS3.點(diǎn)源倒退法處理面源的計(jì)算公式

適用于污染源的排放口高度低于35米的情況（1）煙云寬度：煙云厚度定義：當(dāng)濃度沿y軸下降到中心軸處(y=0)濃度的1/10時(shí)

y間距的2倍。則由定義（2）點(diǎn)源倒退法處理面源公式高架點(diǎn)源公式為：基本要點(diǎn)：擬建廠(chǎng)區(qū)有許多低于35米的污染源，假設(shè)是由上風(fēng)向某一點(diǎn)處的一個(gè)虛擬點(diǎn)源排出的。那么下風(fēng)向任一點(diǎn)距離處的擴(kuò)散參數(shù)實(shí)際上是（x+x0）的函數(shù)。因此，關(guān)鍵是求x0，根據(jù)煙云寬度定義：∴∴∴3.正態(tài)煙云面源公式當(dāng)H=0時(shí)4.多箱模型xzzxU4co4U3co3U2co2U1co1Q1Q5Q9Q13C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C13C11C12C14C15C16huB△L△h設(shè)箱子的寬度為B第一個(gè)箱體

u1B△hC01－u1B△hC1+Q1△LB－△LBE2,1(C1-C2)/△h=0第二個(gè)箱體

u2B△hC02－u2B△hC2+△LBE2,1(C1-C2)/△h

－△LBE3,2(C2-C3)/△h=0第三個(gè)箱體

u3B△hC03－u2B△hC3+△LBE3,2(C2-C3)/△h

－△LBE4,3(C3-C4)/△h=0第四個(gè)箱體

u4B△hC04－u4B△hC4+△LBE4,3(C3-C4)/△h=0令ai=ui△h

ei=Ei+1,,i△L/△h方程兩邊同時(shí)消去Ba1c01-a1c1+Q1△L-e1(c1-c2)=0a2c02-a2c2+e1(c1-c2)-e2(c2-c3)=0a3c03-a3c3+e2(c2-c3)-e3(c3-c4)=0a4c04-a4c4+e3(c3-c4)=0

把c1、c2、c3、c4的系數(shù)提出來(lái)

(a1+e1)c1-e1c2=a1c01+Q1△L-e1c1+(a2+e1+e2)c2-e2c3=a2c02-e2c2+(a3+e2+e3)c3-e3c4=a3c03-e3c3+(a4+e3)c4=a4c04

a1+e1-e100c1Q1△L+a1c01-e1(a2+e1+e2)–e20c2 a2c020-e2a3+e2+e3-e3c3a3c0300-e3a4+e3c4a4c04=因?yàn)椤鱈、△h、u

是常數(shù)，則矩陣A也是固定值，對(duì)c5、

c6、c7、c8可按下式計(jì)算：

a1+e1-e100c5Q5△L+a1c1-e1(a2+e1+e2)–e20c6 a2c20-e2a3+e2+e3-e3c7a3c300-e3a4+e3c8a4c4=AC=DC=A-1D

a1+e1-e100c9Q9△L+a1c5-e1(a2+e1+e2)–e20c10 a2c60-e2a3+e2+e3-e3c11a3c700-e3a4+e3c12a4c8=

a1+e1-e100c13Q13△L+a1c9-e1(a2+e1+e2)–e20c14 a2c100-e2a3+e2+e3-e3c15a3c1100-e3a4+e3c16a4c12=同理后兩排子箱體（c9，c10，c11，

c12，c13，

c14，c15和c16）的平均濃度可由下式獲得：

三.線(xiàn)源公式1.當(dāng)風(fēng)向垂直于線(xiàn)源時(shí)，可采用橫向積分濃度公式Q——線(xiàn)源源強(qiáng)（mg/s.m）U——平均風(fēng)速(m/s)σz——擴(kuò)散參數(shù)（m）H——有效源高（m）X2.當(dāng)線(xiàn)源與風(fēng)向不垂直時(shí)，設(shè)其交角為Φ，則線(xiàn)源下風(fēng)向的濃度公式為：X?四.

日均濃度計(jì)算方法1、24小時(shí)平均濃度計(jì)算方法2、代表日日均濃度計(jì)算方法五、長(zhǎng)期濃度計(jì)算方法1、風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度聯(lián)合頻率2、某一方位的長(zhǎng)期濃度計(jì)算方法六、