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1、大气环境影响评价,大气环境影响评价概述 大气污染源调查与评价 污染气象参数调查 大气环境质量状况调查 大气污染物的浓度预测模式 大气环境污染控制管理,5 大气环境影响预测,大气环境影响预测用于判断项目建成后对评价范围大气环境影响的程度和范围。常用的大气环境影响预测方法是通过建立数学模型来模拟各种气象条件、地形条件下的污染物在大气中输送、扩散、转化和清除等物理、化学机制。,5.大气污染物的浓度预测模式,点源扩散的高斯模式 点源扩散高斯模式中参数的选取 非点源大气污染物扩散预测 特殊情况下大气污染物预测模式,1.1 坐标系,原点：排放点（无界点源或地面源）或高架排放点在地面的投影;X轴：与平均风向
2、一致;Y轴：在水平面内垂直于X轴，Y轴的正向在X轴的左侧，Z轴：垂直于水平面，向上为正向，即为右手坐标系。在这种坐标系中，烟流中心或与X轴重合（无界点源），或在XOY面的投影为X轴（高架点源）。下面介绍的模式都是在这种坐标系中导出的。,1.2 高斯模式的四点假设,（1）污染物在空间中呈正态分布（高斯分布）；（2）在整个空间中风速是均匀的、稳定的；（3）源强是连续均匀的；（4）在扩散过程中污染物质量是守恒的。对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点假设条件都是遵守的。,由这一模式可求出下风向任一点的污染物浓度。,当有风时（u101.5m/s）,1.3 连续点源高斯模式(P111),掌握,c(x,y
3、,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/s；*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;*He有效排放高度，m。,地面浓度扩散模式,我们时常关心的是地面浓度而不是任一点的浓度。,当z0时，由,推导得到地面浓度模式：,掌握,地面轴线浓度扩散模式,地面浓度以X轴为对称，X轴上具有最大值，向两侧（Y方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。,当y=0，z0时，由,推导得到地面轴线浓度模式：,掌握,y和z 是距离x的函数，随x的增大而增大，通常可表示成
4、下列幂函数形式：,式中1、2、1、2均为常数。,两项共同作用的结果，必然在某一距离x处出现浓度c的最大值!,随x增大而减小，,随x的增大而增大,地面最大浓度模式,地面最大浓度模式(P112),掌握,掌握,高斯扩散模式中y、z的确定P117,（1）有风情况下扩散参数y和z的确定(u101.5m/s),采样时间0.5h时，扩散参数y和z通常可表示成下列幂函数形式：,式中：1横向扩散参数回归指数；2铅直扩散参数回归指数；1横向扩散参数回归系数；2铅直扩散参数回归系数；x 距排气筒下风向水平距离，m；,扩散参数y和z通常可表示成下列函数形式：y=01T，z=02T,高斯扩散模式中y、z的确定,（2）小
5、风（1.5m/su100.5m/s）和静风（u100.5m/s）时,T：烟团运行时间；01、02：小风和静风时0.5h取样时间的扩散参数的系数；,查表求01、02,（1）有风时，中性和不稳定条件下，H按下述方法计算。,当烟气热释放率Qh大于或等于2100kJ/s，且烟气温度与环境温度的差值T大于或等于35K时，H采用下式计算：,T=Tt-Ta,(5-16),*有效源高的计算,有效源高H等于烟囱实体高度Hs与烟流抬升高度H之和：He=Hs+H,式中：n0烟气热状况及地表状况系数；n1烟气热释放率指数；n2排气筒高度指数；*Qh烟气热释放率，kJ/s；H排气筒距地面几何高度，m，超过240m取H=
6、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；Tt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/sQ h2100kJ/s时，,式中：Vs排气筒出口处烟气排出速度，m/s；D排气筒出口直径，m；H2按式（5-16）计算；,当Qh1700kJ/s或者T35K时，H=2（1.5VsD+0.01Qh）/u（5-18）,(5-17),（2）有风时稳定条件下H的计算,式中：dTa/dZ排气筒几何高度以上的大气温度梯度，K/m；,(5-19),（3）静风和小风条件下H的计算,(5-20),（1）连续线源扩散模式：（P
7、113）,3.非点源大气污染物扩散预测,（2）连续面源扩散模式：（P114）,在高斯模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的积分。直线型线源等简单情形，可求出连续线源浓度的解析公式（线源与风向垂直、平行、成一定角度）。,积分法 虚点源法（后退点源）,4特殊情况下大气污染物预测模式,(1)小风和静风的点源扩散模式(2)颗粒物扩散模式(3)熏烟扩散模式,大气环境影响预测的步骤一般为：a)确定预测因子。b)确定预测范围。c)确定计算点。d)确定污染源计算清单。e)确定气象条件。f)确定地形数据。g)确定预测内容和设定预测情景。h)选择预测模式。i)确定模式中的相关参数。j)进行大气环境影响预测与评
8、价,a)预测因子 预测因子应根据评价因子而定，选取有环境空气质量标准的评价因子作为预测因子。b)预测范围（1）预测范围应覆盖评价范围，同时还应考虑污染源的排放高度、评价范围的主导风向、地形和周围环境敏感区的位置等进行适当调整。（2）计算污染源对评价范围的影响时，一般取东西向为X坐标轴、南北向为Y坐标轴，项目位于预测范围的中心区域。,c)计算点计算点可分为三类：环境空气敏感区、预测范围内的网格点和区域最大地面浓度点。应选择所有环境空气敏感区中的环境空气保护目标作为计算点。预测网格点的分布应具有足够的分辨率以尽可能精确预测污染源对评价范围的最大影响，并应覆盖整个评价范围。区域最大地面浓度点的预测网
9、格设置，应依据计算出的网格点浓度分布而定，在高浓度分布区，计算点间距应不大于50m。,A,y,x,B,Z,X,Y,预测网格点设置方法,d)气象条件 计算小时(日)平均浓度需采用长期气象条件，进行逐时或逐次计算。选择污染最严重的（针对所有计算点）小时（日）气象条件和对各环境空气保护目标影响最大的若干个小时（日）气象条件（可视对各环境空气敏感区的影响程度而定）作为典型小时气象条件。,e)地形数据 在非平坦的评价范围内，地形的起伏对污染物的传输、扩散会有一定的影响。对于复杂地形下的污染物扩散模拟需要输入地形数据。地形数据的来源应予以说明，地形数据的精度应结合评价范围及预测网格点的设置进行合理选择。,
10、f)确定预测内容 大气环境影响预测内容依据评价工作等级和项目的特点而定。一级评价项目预测内容一般包括：1)全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面小时浓度；2)全年逐日气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面日平均浓度；3)长期气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大地面年平均浓度；,4)非正常排放情况，全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标的最大地面小时浓度和评价范围内的最大地面小时浓度；5)对于施工期超过一年的项目，并且施工期排放的污染物影响较大，还应预测施工期间的大气环境质量。
11、二级评价项目预测内容为上述内容的1)、2)、3)、4)项内容。三级评价项目可不进行上述预测。,f)确定预测内容,g)设定预测情景 根据预测内容设定预测情景，一般考虑五个方面的内容：污染源类别、排放方案、预测因子、气象条件、计算点。污染源类别分新增加污染源、削减污染源和被取代污染源及其他在建、拟建项目相关污染源。新增污染源分正常排放和非正常排放两种情况。排放方案分工程设计或可行性研究报告中现有排放方案和环评报告所提出的推荐排放方案，排放方案内容根据项目选址、污染源的排放方式以及污染控制措施等进行选择。,常规预测情景组合,h)大气环境影响预测模式,估算模式:估算模式是一种单源预测模式，可计算点源、
12、面源和体源等污染源的最大地面浓度，以及建筑物下洗和熏烟等特殊条件下的最大地面浓度，估算模式中嵌入了多种预设的气象组合条件，包括一些最不利的气象条件，此类气象条件在某个地区有可能发生，也有可能不发生。经估算模式计算出的最大地面浓度大于进一步预测模式的计算结果。对于小于1 小时的短期非正常排放，可采用估算模式进行预测。,估算模式适用于评价等级及评价范围的确定。,一、二级评价应选择推荐模式清单中的进一步预测模式进行大气环境影响预测工作。三级评价可不进行大气环境影响预测工作，直接以估算模式的计算结果作为预测与分析依据。确定评价工作等级的同时应说明估算模式计算参数和选项。,进一步预测模式 1.AERMO
13、D 模式系统 AERMOD 是一个稳态烟羽扩散模式，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期（小时平均、日平均）、长期（年平均）的浓度分布，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。AERMOD 考虑了建筑物尾流的影响，即烟羽下洗。模式使用每小时连续预处理气象数据模拟大于等于1 小时平均时间的浓度分布。AERMOD 包括两个预处理模式，即AERMET 气象预处理和AERMAP 地形预处理模式。AERMOD 适用于评价范围小于等于50km 的一级、二级评价项目,2.ADMS 模式系统 ADMS 可模拟点源、面源、线源和体源等排放出的污染物在短期（小时平均、日平均）、长期（年
14、平均）的浓度分布，还包括一个街道窄谷模型，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。模式考虑了建筑物下洗、湿沉降、重力沉降和干沉降以及化学反应等功能。化学反应模块包括计算一氧化氮，二氧化氮和臭氧等之间的反应。ADMS 有气象预处理程序，可以用地面的常规观测资料、地表状况以及太阳辐射等参数模拟基本气象参数的廓线值。在简单地形条件下，使用该模型模拟计算时，可以不调查探空观测资料。ADMS-EIA 版适用于评价范围小于等于50km 的一级、二级评价项目,3.CALPUFF 模式系统 CALPUFF 是一个烟团扩散模型系统，可模拟三维流场随时间和空间发生变化时污染物的输送、转化和清除过程。CALPUFF
15、适用于从50 公里到几百公里范围内的模拟尺度，包括了近距离模拟的计算功能，如建筑物下洗、烟羽抬升、排气筒雨帽效应、部分烟羽穿透、次层网格尺度的地形和海陆的相互影响、地形的影响；还包括长距离模拟的计算功能，如干、湿沉降的污染物清除、化学转化、垂直风切变效应、跨越水面的传输、薰烟效应、以及颗粒物浓度对能见度的影响。适合于特殊情况，如稳定状态下的持续静风、风向逆转、在传输和扩散过程中气象场时空发生变化下的模拟。CALPUFF 适用于评价范围大于等于50km 的一级评价项目，以及复杂风场下的一级、二级评价项目；,推荐预测模式一般适用范围,不同预测模式所需主要参数要求,i)模式中的相关参数 在进行大气环
16、境影响预测时，应对预测模式中的有关参数进行说明。化学转化在计算1 小时平均浓度时，可不考虑SO2 的转化；在计算日平均或更长时间平均浓度时，应考虑化学转化。SO2 转化可取半衰期为4 小时。对于一般的燃烧设备，在计算小时或日平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.9；在计算年平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.75。在计算机动车排放NO2 和NOx 比例时，根据不同车型的实际情况而定 重力沉降 在计算颗粒物浓度时，应考虑重力沉降的影响。,j)大气环境影响预测分析与评价 按设计的各种预测情景分别进行模拟计算。大气环境影响预测分析与评价的主要内容 a.对环境空气敏感区（最大地面浓度点）的环境影
17、响分析，应考虑其预测值和同点位处的现状背景值的最大值的叠加影响；b.叠加现状背景值，分析项目建成后最终的区域环境质量状况，即：新增污染源预测值现状监测值削减污染源计算值（如果有）被取代污染源计算值（如果有）项目建成后最终的环境影响。,c/d/e 分析典型小时气象条件下(分析典型日气象条件下/分析长期气象条件下)，项目对环境空气敏感区和评价范围的最大环境影响，分析是否超标、超标程度、超标位置，分析浓度超标概率和最大持续发生时间，并绘制评价范围内出现区域平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图。f 分析评价不同排放方案对环境的影响，即从项目的选址、污染源的排放强度与排放方式、污染控制措施等方面评价
18、排放方案的优劣，并针对存在的问题（如果有）提出解决方案。g 对解决方案进行进一步预测和评价，并给出最终的推荐方案。,6.大气环境污染控制管理,大气环境容量 卫生防护距离 大气环境保护对策,定义：在给定的区域内，达到环境保护目标而允许排放的大气污染物总量。大气环境容量的确定，对于大气污染防治，制定大气环境规划以及促进区域经济健康持续发展是十分重要的。有关因素：涉及的区域范围与下垫面复杂程度空气环境功能区划及空气环境质量保护目标区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布区域大气扩散、稀释能力特定污染物在大气中的转化、沉淀、清除机理,6.1 大气环境容量,（1）修正的AP值法（2）模拟法（3）线性优化
19、法,6.2 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，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与TJ36-79规定的标准浓度限值，则无组织排放源所在的生产单元与居住区之间应设置卫生防护距离。在实际环境影响评价工作中，首先参考已有的行业卫生防护距离标准，如没有，可参考制定地方大气污染物排放标准的技术方法（GB/T13201-91）中推荐的卫生防护距离估算方法，但还需要按实际情况进行预测校核。,cm标准浓度限值，mg/m3L工业企业所需卫生防护距离，mr 有害气体无组织排放源所在生产单位的等效半径，m，根据该生产单元占地面积S（m2）计算，r=（S/）0.5A，B，C，D卫生防护距离计算系数，查表得QC工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，kg/h,卫生防护距离计算系数,6.3 大气环境保护对策,改变原/燃料机构改进生产工艺对重点污染源加强环保治理加强能源、资源的综合利用重点污染源的合理烟囱高度选择无组织排放的控制途径区域污染物排放的总量控制当地土地的合理利用或调整厂区及评价区的绿化、必要时可提出防护林的设置方案环境监测大纲的建议，包括监测项目、监测布点方案、监测制度的确定、监测资料的统计分析要点等关于生产管理制度的建议,
