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1、主讲：孟伟庆,环境规划学 Environmental Planning,2,2018/9/13,环境规划,第十章 大气环境规划,3,2018/9/13,第一节 大气污染源与污染物,一 大气污染由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。大气污染对人体的舒适、健康的危害，包括对人体的正常生活环境和生理机能的影响，引起急性病、慢性病以致死亡，而福利指与人类协调并存的生物、自然资源以及财产、器物等。根据影响范围，大气污染可分作四类： 局部地区污染，如工厂或单位烟囱排气引起的污染； 地区性污染，如工业区及其附近地
2、区或整个城市大气受到污染 广域污染，是指跨越行政区划的广大地域的大气污染； 全球性大气污染，某些超越国界，具有全球性影响的大气污染，例如全球变暖、臭氧层破坏,4,2018/9/13,4,二 大气污染物源与污染物 人为大气污染物： (1)燃料燃烧；(2)工业生产过程；(3)交通运输； 天然大气污染源 森林火灾、火山爆发、自然溢出煤气和天然气、煤田和油田以及腐烂的动植物等； 根据一次污染物和二次污染物的特征，可将人为污染源分为一级污染源和二级污染源（即继发性污染源）,5,2018/9/13,大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气、并对人类或环境产生有害影响的物质。大气污染物的种类很多，根据其
3、存在的特征可分为气溶胶状污染物和气体状态污染物两类。 气溶胶状污染物：气溶胶是指空气中的固体粒子和液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。 大气中的气体状态污染物以分子状态存在。又称为气态污染物。气态污染物的种类很多，大部分为无机气体。常见的有5类：以SO2为主的含硫化合物；以NO和NO2为主的含氮化合物；碳的氧化物（CO、CO2）；碳氢化合物（如烷烃CnH2n+2、烯烃CnH2n和芳香烃类）；卤族化合物（如HF、HC1等）。对于气态污染物，也可分为一次污染物和二次污染物。,6,2018/9/13,一 大气环境现状调查与分析（1）污染源调查和评价目的是弄清规划区域污染的来源。根据污染源的
4、类型、性质、排放量、排放特征及相对位置和当地的风向、风速等气象资料，分析和估计它们对该规划区域的影响程度，并通过污染源的评价，确定出该规划区域的主要污染源和主要污染物。（2）大气环境现状评价大气环境质量的现状评价是弄清大气污染物来源、性质、数量和分布的重要手段。依据此评价结果，可以了解大气环境质量现状的优劣为确定大气环境的控制目标提供依据；也可通过大气污染物浓度的时空分布特征，了解当地烟气扩散的特征和污染物来源，进行大气污染趋势分析，并可为建立污染源和大气环境质量的响应关系提供基础数据。在进行大气污染源调查与分析时，能流分析是一种重要的方法。,第二节 大气环境规划的内容,7,2018/9/13
5、,（3）能流分析能流分析是大气环境规划基本方法之一。能流分析按照能源利用现状与规划用能的实际情况，以用能部门为终端，采用网络图的方法加以直接和抽象的表征，构成宏观能流网络图。能流分析对能源的输入、转换、分配和使用的全过程系统分析，以剖析大气污染物产生、治理、排放规律，找出主要环境问题，找出解决问题的最佳方案，以达到减少能量流失、降低能源消耗、降低大气污染的目的。,第二节 大气环境规划的内容,8,2018/9/13,二 大气环境功能区划大气环境功能区划是按功能区对大气污染物实行总量控制和进行大气环境管理的依据。大气环境功能区是因其区域社会功能不同而对环境保护提出不同要求的地区，功能区数目不限，但
6、应由当地人民政府根据国家有关规定及城市发展总体规划划分为一、二、三类大气环境功能区。 (一)大气环境功能区划的目的 保证区域社会功能正常发挥 充分考虑规划区的地理、气候条件，科学合理地划分大气环境功能区 有利于因地制宜采取对策,第二节 大气环境规划的内容,9,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 划分大气环境功能区的方法一般有：多因子综合评分法、模糊聚类分析法、生态适宜度分析法及层次分析法等。现以多因子综合评分法为例说明如何进行大气环境功能区的划分。根据国家有关规定，属于一类功能区的有自然保护区、风景游览区、国家级名胜古迹、疗养地及特殊区域等。对属于农村的
7、区域，根据国家规定可划为二类功能区。上述两部分在区域划分时较容易确定，只得将剩余的区域分成若干子区，如各小行政区等。依据各个子区所具有的社会功能、气候地理特征及环境现状小功能状态判别要素，将其中有定量描述的要素，按数量范围的变化定性化。在此基础上应用多因子综合评分法，确定这些子区的环境功能划分。大气环境功能区划分可采取以下步骤：,第二节 大气环境规划的内容,10,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 （1）确定评价因子 对于二类功能区，评价因子可选择人口密度、商业密度、科教医疗单位密度、单位面积污染物排放量、风向（污染系数）、单位面积工业产值和污染强度。对
8、于二类功能区还需考虑气流通畅程度。使用这些评价因子基本上能反映二类功能区及三类功能区的特征。风向（污染系数）是划分大气环境功能区时应考虑的重要因素.,第二节 大气环境规划的内容,11,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 （2）单因子分级评分标准的确定 二类功能区单因子分级评分标准见表。单因子分为五级，即很不适合、不适合、基本适合、适合和很适合。为了减少各评价因子定性描述带来的人为因素的影响，使评价结果能较好地与实际相符合，需要制定各评价因子的分级判断标准。对于人口密度、商业密度、科教医疗单位密度、单位面积工业产值及单位面积污染物排放量等，评价指标分别取子
9、区各项指标与所有子区各项指标平均值之比值，根据比值的大小进行分级，评价描述可以分别为很小、较小、一般、较大和很大。,第二节 大气环境规划的内容,12,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 （5）评价结果的最终确定对每一个子区，分别按上述方法对其划分为二类功能区的适合程度进行评价。若评价结果为很适合或适合，则该子区为二类功能区；若为不适合或很不适合，则该子区为三类功能区；若评价结果为基本适合，则进一步对其划分为三类功能区的适合程度进行评价。若三类功能区的评价结果为适合或很适合，则该子区为三类功能区：若为不适合或很不适合，则为二类功能区；若也为基本适合。则需通
10、过比较A和B的大小来确定，具体见表10.3。,第二节 大气环境规划的内容,13,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 表10.3 大气环境功能区划的确定方法,第二节 大气环境规划的内容,14,2018/9/13,二 大气环境功能区划 (二)大气环境功能区划的划分方法 表中的A和B的计算公式如下：式中：X2max、X2min、X2分别为二类功能区基本适合的上下限和该子区域为二类功能区的综合评分值。X3max、X3min、X3别为三类功能区基本适合的上下限和该子区域为三类功能区的综合评分值。,第二节 大气环境规划的内容,15,2018/9/13,三 大气影响预
11、测在进行大气污染预测时，首先应确定主要大气污染物，以及影响排污量增长的主要因素；然后预测排污量增长对大气环境质量的影响。这就需要确定描述环境质量的指标体系，并建立或选择能够表达这种关系的数学模型。大气污染预测主要包括两个部分，一是污染物排放量（源强）预测，二是大气环境质量变化预测。 （1）大气污染源源强预测源强是研究大气污染的基础数据，其定义就是污染物的排放速率。对瞬时点源，源强就是点源一次排放的总量；对连续点源，源强就是点源在单位时间里的排放量。,第二节 大气环境规划的内容,16,2018/9/13,三 大气影响预测 （1）源强预测的一般模型预测源强的一般模型为：QiKiWi（1-i）式中：
12、Qi源强，对瞬时排放源以kg或t计；对连续稳定排放源以kg/h或t/d；Ki某种污染物的排放因子；Wi燃料的消耗量，对固体燃料以kg或t计；对液体燃料以L计；对气体燃料以100m3计；时间单位以h或d计；i净化设备对污染物的去除效率；i污染物的编号。,第二节 大气环境规划的内容,17,2018/9/13,三 大气影响预测 （2）耗煤量预测工业耗煤量预测工业耗煤量的预测方法有：弹性系数法、回归分析法、灰色预测等几种常用的方法。以弹性系数法为例，其预测方法如下：E=Eo（1+）（t-t0）MM0（1+）（t-t0）式中：E预测年工业耗煤量，104t/a；Eo基准年工业耗煤量，104t/a；M预测年
13、工业总产值，104t/a；M0基准年工业总产量，104t/a；t预测年；t0基准年。,第二节 大气环境规划的内容,18,2018/9/13,三 大气影响预测 （2）耗煤量预测民用耗煤量预测EsAsS式中：Es预测年取暖耗煤量，104t/a；S预测年取暖面积，m2；As取暖耗煤系数，t/m2。（3）污染物排放量预测,第二节 大气环境规划的内容,19,2018/9/13,三 大气影响预测 （3）污染物排放量预测二氧化硫排放量预测若将燃烧量记为W，煤中的全硫分含量记为S，根据硫燃烧的化学反应方程式，可用下式计算吨煤燃烧后二氧化硫的排放量，即：GSO21.6WS式中：GSO2二氧化硫排放量，t/a；W
14、燃煤量，t/a；S煤中的全硫分含量，%。,第二节 大气环境规划的内容,20,2018/9/13,三 大气影响预测 （3）污染物排放量预测烟尘排放量预测G尘WAB（1-）式中： G尘烟尘排放量，t/a；A煤的灰分，；B烟气中烟尘的质量分数；W燃煤量，t/a；q除尘效率，%。若安装二级除尘器，1（1-1）（1-2），1为一级除尘效率，2为二级除尘效率。氮氧化物与一氧化碳排放量预测燃煤过程中氮氧化物与一氧化碳的排放量，可以根据锅炉类型和用途，以及排放系数进行预测。,第二节 大气环境规划的内容,21,2018/9/13,三 大气影响预测 （二）大气环境质量预测大气环境质量预测是为了了解未来一定时期的经
15、济、社会活动对大气环境带来的影响，以便采取改善大气环境质量的措施。因此，作为大气环境质量预测的主要内容是预测大气环境中污染物的含量。目前大气环境质量的预测方法较多，常用方法如下：（1）箱式模型箱式模型是研究大气污染物排放量与大气环境质量之间关系的一种最简单的模式。利用箱式模型预测大气环境质量主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源。一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每个小区看作是一个箱子，通过各箱的输入输出关系，即可预测大气中污染物的浓度。,第二节 大气环境规划的内容,22,2018/9/13,三 大气影响预测用箱式方法预测大气污染物浓度的模型为：B=+B0 式中：B大气污染物浓度
16、预测值，mg/m2（标）；Q面源源强，t/a； M进入箱内的平均风速，m/s；L箱的边长，m；H箱高，即大气混合层高度，m；B0预测区大气环境背景浓度值，mg/m2（标）。在应用箱式模型时，对模型中的大气混合层高度H，有两种确定的方法：一种是从预测地区气象部门直接获得，另一种是利用有关气象资料，通过绝热曲线法求解大气混合层高度，具体过程可参考有关资料。,第二节 大气环境规划的内容,23,2018/9/13,三 大气影响预测 （二）大气环境质量预测大气环境质量预测是为了了解未来一定时期的经济、社会活动对大气环境带来的影响，以便采取改善大气环境质量的措施。因此，作为大气环境质量预测的主要内容是预测大气环境中污染物的含量。目前大气环境质量的预测方法较多，常用方法如下：（1）箱式模型箱式模型是研究大气污染物排放量与大气环境质量之间关系的一种最简单的模式。利用箱式模型预测大气环境质量主要适用于城市家庭炉灶和低矮烟囱分布不均匀的面源。一般对一个城市可以划分为若干个小区，把每个小区看作是一个箱子，通过各箱的输入输出关系，即可预测大气中污染物的浓度。用箱式方法预测大气污染物浓度的模型为：B=+B0,
