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1、环境影响评价5.2 大气环境影响预测5.2.1 大气环境影响预测湍流扩散与正态分布的基本理论:气体污染物进入大气后，一面随大气整体飘移，同时由于湍流混合，使污染物从高浓度区向低浓度区扩散稀释，其扩散程度取决于大气湍流的强度。大气污染的形成及其危害程度在于有害物质的浓度及其持续时间，大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在一定条件下的扩散稀释过程，用数学模型计算和预报大气污染物浓度的时空变化规律。研究物质在大气湍流场中的扩散理论主要有三种：梯度输送理论、相似理论和统计理论。针对不同的原理和研究对象，形成了不同形式的大气扩散数学模型。由于数学模型建立时作了一些假设，以及考虑气象条件和地形地
2、貌对污染物在大气中扩散的影响而引入的经验系数，目前的各种数学模式都有较大的局限性，应用较多的是采用湍流统计理论体系的高斯扩散模式。 采用统计学方法研究污染物在湍流大气中的扩散模型。假定从原点释放出一个粒子在稳定均匀的湍流大气中飘移扩散，平均风向与 x 轴同向。湍流统计理论认为，由于存在湍流脉动作用，粒子在各方向（如图中 y 方向）的脉动速度随时间而变化，因而粒子的运动轨迹也随之变化。若平均时间间隔足够长，则速度脉动值的代数和为零。如果从原点释放出许多粒子，经过一段时间 T 之后，这些粒子的浓度趋于一个稳定的统计分布。湍流扩散理论（K 理论）和统计理论的分析均表明，粒子浓度沿 y 轴符合正态分布
3、。 5.2.1.1 连续点源烟流扩散公式有风时( )点源扩散模式假定：烟羽中污染物浓度分布在水平方向和垂直方向都遵循高斯分布。3.411ya yaX15.222HXa zc(x,y,z) - 空气污染物浓度, mg/m3; He-有效排放高度，和 分别为烟囱的几何高度和抬升高度。 Q - 污染物源强, 即释放率, mg/s;u - 排气筒出口处的平均速度, m/s; p 为风速高度指数， 为 10m 高度的年均风速 y、z - 分别为水平方向和垂直方向扩散参数1、1、2、2 -称为扩散系数, 与大气稳定度有关.X- 距排气筒下风方水平距离, mp 为风速高度指数，为 10m 高度 A. 下风向
4、地面处（z=0）浓度：B. 下风向地面轴线浓度：最大落地浓度及出现距离：式中， 稀释系数2)(exp2)(exp)2exp(2),(222222zezeyzyHzHzy uQzyxCHHHsesHH10u)2exp()2(exp)(),(2222zyzyHeY UQzyxczezyH uQxCPuHeQCemzyPzqze mPHx小风和静风扩散模式： 小风：1.5m/s0.5m/s静风：2100kJ/s， 35K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烟囱高度指数；Qh烟气热释放率，kJ/s；H 烟囱几何高度，m，若240m，取 H240m；pa 大气压力； Qv
5、 实际排烟率，m3/s；烟气出口温度与环境温度差， 烟气出口温度，K；Ta 环境大气温度，K；u 烟囱出口处平均风速，m/s。多源排放模式：如果需要评价的点源数多于一个，计算地面浓度时应将各个源对接受点浓度的贡献进行叠加。在评价区内选一原点，以平均风的上风方为正 X 轴，评价区内任一地面点（x，y）的浓度可按各点源对（x，y）点的浓度贡献的叠加，其公式形式与前相同但应注意对应坐标的变换。根据污染源下风向任一点的大气污染物地面浓度估计方程 面源模式：点源后置法 Tx Ty Tz ttT yxCLhQTuHQnHnn hTasTTTsT3 . 41 1y yXHXz风向频率玫瑰图： 全年 1997
6、1999 年风向频率玫瑰图(%)： 冬季 春季 夏季 秋季 例题：1. 华北平原某厂一供热锅炉二氧化硫排放量 10Kg/h，其烟囱几何高度为 30m，已知在中性稳定度情况下烟羽抬升高度为 35m，计算中性稳定度、地面风速 2m/s 的情况下，距源下风向 500m 处轴线二氧化硫的地面浓度（不考虑混合层反射）2. 一个工厂在高度为 H 处以 20g/s 的排放量排放二氧化硫。风速为 3m/s。在下风向 1km 处， y 和 z 的值分别为 30m 和 20m。求烟羽中心的二氧化硫的浓度以及中心线一侧 60m 下方 20m 处的污染物浓度。风的形成：5.3 开发行为对大气环境的影响识别5.3.1
7、大气环境影响的类型：按影响时段划分：（1）建设阶段影响（2）运行阶段影响（3）服务期满后的影响按影响方式划分：（1）直接影响（2）间接影响5.3.2 建设项目的大气环境影响识别5.3.2.1 交通运输建设项目的大气环境影响识别（1）汽车尾气污染的特殊性，决定了交通运输业对大气影响的严重性。汽车排气量虽小，一般为100m3/h，但汽车数量多，尾气成分复杂，至少有 100 种，但主要的有以下几种：燃料完全燃烧产物：二氧化碳、水蒸汽、苯并芘；燃料不完全燃烧产物：一氧化碳、氢气；燃料分解产物：碳氢化合物、碳烟；燃料中间产物：醛、乙醇、酚醛、有机酸；空气氧化产物：氮氧化物、氨；燃料及润滑油的添加剂及有毒
8、物质：氧化铅、硫化物、磷化物、金属化合物等。汽车尾气排气口的高度接近人的呼吸高度。汽车体积小，流动性大。5.3.2.2 能源建设项目对大气环境影响的识别对大气环境有影响的能源建设项目主要包括煤、石油、天然气等开发利用。以火电建设项目为例。（1） 排放量都大。 以 120 万 kW 的发电机组为例，锅炉蒸发量为 4000t/h， 耗煤量为 660t/h。若煤的含硫量 0.49%，则排二氧化硫约为 5.3t/h。（2）一般都以高架点源的形式排放污染物。为提高扩散能力，根据发电容量和当地的地质和气象条件烟囱高度从 60m 到 240m。（3）影响范围大。由于高架点源排放，虽然污染物被稀释扩散，但影响
9、的范围大。有时会造成跨区域的影响，如酸雨的形成及其造成的影响。二氧化硫和酸雨总量控制区两控区控制目标为：到 2000 年，排放二氧化硫的工业污染源达标排放，并实行二氧化硫排放总量控制；有关直辖市、省会城市、经济特区城市、沿海开放城市及重点旅游城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准，酸雨控制区酸雨恶化的趋势得到缓解。到 2010 年，二氧化硫排放总量控制在 2000 年排放水平以内；城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准，酸雨控制区降水 pH 值小于 4.5 的面积比 2000 年有明显减少。禁止新建煤层含硫份大于 3%的矿井，建成的生产煤层含硫份大于 3%的矿井，逐步实行限产或关停
10、。新建、改造含硫份大于 1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤炭洗选设施。现有煤矿应按照规划的要求分期分批补建煤炭洗选设施。城市燃用的煤炭和燃料重油的含硫量，必须符合当地城市人民政府的规定。新建、改造燃煤含硫量大于 1%的电厂，必须建设脱硫设施。现有燃煤含硫量大于 1%的电厂，要在2000 年前采取减排二氧化硫的措施，在 2010 年前分期分批建成脱硫设施或采取其他具有相应效果的减排二氧化硫的措施。两控区范围：一般将 pH 值小于 5.60 的降水叫酸雨, 将年均降水 pH 值小于 5.60 的地区叫酸雨地区。酸雨控制区：上海市, 重庆市和江苏, 浙江, 安徽, 福建, 江西,湖北, 湖南,
11、 广东, 广西, 四川, 贵州, 云南等省的部分城市地区二氧化硫污染控制区：北京, 天津, 河北, 山西, 内蒙, 辽宁, 吉林, 江苏, 山东, 河南, 陕西, 甘肃, 宁夏 和新疆等省市、自治区的部分城市地区5.4 大气环境影响评价1. 基本任务：搞清建设项目排放的主要气载污染物对大气环境带来的环境影响程度和范围。2. 特点：空间范围大，具有较大的自然净化能力流动性，具有复杂的运动规律，评价难度大。3. 技术工作程序：(1) 准备阶段：确定评价工作等级、编制评价大纲(2) 正式工作阶段：调查（污染源、气象条件和环境质量） 、预测、评价(3) 报告书编制阶段：给出结论5.4.1 工作程序、评
12、价等级和评价标准工作程序：大气环境影响评价工作大致可分为三个阶段：（1）准备阶段，主要工作是研究有关文件，进行初步的工程分析和环境现状调查，确定评价工作等级和编制评价大纲；（2）主体工作阶段，主要包括现状调查、影响预测和影响评价三部分，其中现状调查主要针对评价区大气污染源、污染气象条件和环境质量现状等三方面内容；（3）报告书编制阶段，主要是总结工作成果，提出环保措施建议和要求，阐明评价结论，完成环境影响报告书中大气环境影响部分（章节或专题）的编写。评价等级：三个等级(1)判别参数：式中，Pi评价等级判别参数，亦即等标排放量，m3/h；Qi第 i 类污染物单位时间排放量，t/h；C0i第 i 类
13、污染物空气质量标准，mg/m3。注：C0i 按“环境空气质量标准” （GB30951996）二级，1 小时平均值计算 评价工作级别（一、二、三级）*复杂地形：丘陵、山区、沿海以及大、中城市的城区。*当排放的主要污染物多于一种，则应按 Pi 值中最大者计算。 P i（m3 /h）P i2.5109 2.5109 P i2.5108 P i2.5108复杂地形一二三平 原二三三5.4.1.3 评价标准环境空气质量标准 （GB3095-1996） 。其中规定了 10 类污染物：SO2，TSP（总悬浮颗粒物）, PM10（可吸入颗粒物） ，NOX，NO2, CO, O3, Pb, BaP（苯并a芘）
14、，F。标准分三级，核心是对人的影响程度：一级：不影响二级：不伤害三级：不中毒空气质量功能区分三类：一类为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，执行一级标准。二类为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区，执行二级标准。三类为特定工业区，执行三级标准。5.4.1.4 评价因子Pi 较大的污染物； 评价区内严重的污染物。5.4.1.5 评价范围决定于建设项目的级别。通常可将建设项目的主要污染源作为评价区的中心，以主导风向为主轴，按正方形或矩形划定评价区的范围。如无明显主导风向，可取东西向或南北向为主轴。一级：边长 1620km二级：边长 1014km三级：
15、边长 46km5.4.2.1 污染因子的筛选原则：Pi 较大的污染物, 评价区内严重的污染物例如，火力发电厂：烟尘，SO2，NOX，CO, BaP（苯并a芘）5.4.2.2 调查对象拟建项目污染源（对改、扩建项目包括新、老污染源）评价区内工业及民用污染源5.4.2.3 调查方法类比法, 现场实测, 物料衡算法, 经验估计法5.4.2.3 调查内容污染流程图, 主要污染物排放量统计点源和面源分布情况：面源包括无组织排放源和数量多、源强源高都不大的点源. 可根据污染源强和源高的具体分布状况确定点源的最低源高和源强.点源调查和面源调查：(1)点源调查统计内容：a.排气筒底部中心坐标（一般按国家坐标系）及分布平面图；b.排气筒高度（m）及出口内径(m)；c.排气筒出口烟气温度（K） ；d.烟气出口速度（m/s） ；e.各主要污染物正常排放量（t/a,t/h 或 kg/h） ；f.毒性较大物质的非正常排放量（kg/h） ；(2)面源调查统计内容：将评价区在选定的坐标系内网格化。可以评价区的左下角为原点；分别以东（E）和北（N）为正 X 和正 Y 轴。网格和单无， 一般可取
