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1、第五章 大气环境影响评价 广东工业大学环境科学与工程学院 白晓燕 2011.5,第一节 概述,一、重要法规和标准 大气污染防治法(2000.4) 大气污染防治法实施细则 环境空气质量标准(GB3095-1996)及其修改单(2000) 工业企业设计卫生标准(TJ36-79)居住区大气中有害物质的最高允许浓度 大气污染物综合排放标准(GB16297-1996) 大气污染物行业排放标准和地方排放标准 制定地方大气污染物排放标准的技术方法(GB/T13201-91) 环境影响评价技术导则大气环境( HJ/T2.2-2008 ),第一节 概述,二、大气环境影响评价的任务 从保护环境的目标出发,通过调查
2、、预测等手段,对项目在建设施工期和建成后运营期所排放的大气污染物对环境空气质量影响的程度、范围和频率进行分析、预测和评估,为建设项目的厂址选择、排污口设置、大气污染防治措施制定以及其他有关的工程设计、项目实施环境监测等提供科学依据或指导性意见。,三、大气环境影响评价技术工作程序,三、大气环境影响评价技术工作程序,第一阶段:包括研究有关文件、环境空气质量现状调查、初步 工程分析、环境空气敏感区调查、评价因子筛选、评价标准确 定、气象特征调查、地形特征调查、编制工作方案、确定评价 工作等级和评价范围。 第二阶段:包括污染源的调查与核实、环境空气质量现状监测、 气象观测资料调查与分析、地形数据收集和
3、大气环境影响预测 与评价等。 第三阶段:包括给出大气环境影响评价结论与建议、完成环境 影响评价文件的编写等。,第一节 概述,四、大气环境影响评价等级和范围 (一)评价等级的划分 (1)根据项目的初步工程分析结果,选择13种主要污染物,分别计算每一种污染物的最大地面浓度占标率Pi(第i个污染物),及第i个污染物的地面浓度达标限值10%时所对应的最远距离D10%,其中Pi定义为: Pi=Ci/C0i*100% 式中:Pi-第i个污染物的最大地面浓度占标率; Ci-采用估算模式计算出的i个污染物的最大地面浓度,mg/m3; c0i-第i个污染物的环境空气质量标准,mg/m3 ,一般选用GB3095-
4、1996中1小时平均取样时间的二级标准的浓度限值;对于没有小时浓度限值的污染物,可取日平均浓度限值的三倍值;该标准中未规定的参数则采用TJ36-79一次最高允许浓度值;在上列标准中未规定的项目可选用国外标准。,表5-1 大气环境影响评价工作级别,第一节 概述,评价等级的确定还应符合以下规定: 同一个项目有多个(两个以上,含两个)污染源排放同一种污染物时,则按各污染源分别确定其评价等级,并取评价级别最高者作为项目的评价等级。 对于高耗能行业的多源(两个以上,含两个)项目,评价等级应不低于二级。 对于建成后全厂的主要污染物排放总量都有明显减少的改、扩建项目,评价等级可低于一级。,第一节 概述,如果
5、评价范围内包含一类环境空气质量功能区、或者评价范围内主要评价因子的环境质量已接近或超过环境质量标准、或者项目排放的污染物对人体健康或生态环境有严重危害的特殊项目,评价等级一般不低于二级。 对于以城市快速路、主干路等城市道路为主的新建、扩建项目,应考虑交通线源对道路两侧的环境保护目标的影响,评价等级应不低于二级。 对于公路、铁路等项目,应分别按项目沿线主要集中式排放源(如服务区、车站等大气污染源)排放的污染物计算其评价等级。,第一节 概述,(二)评价范围的确定 (1)根据项目排放污染物的最远影响范围确定项目的大气环境影响评价范围。即以排放源为中心点,以D10%为半径的圆或2D10%为边长的矩形作
6、为大气环境影响评价范围;当最远距离超过25km时,确定评价范围为半径25km的圆形区域或边长50km的矩形。 (2)评价范围的直径或边长一般不应小于5km。 (3)对于以线源为主的城市道路等项目,评价范围可设定为线源中心两侧各200m的范围。,第二节 大气污染源调查,一、污染因子的筛选 选择建设项目等标排放量较大的污染物为主要污染因子。 在评价区已造成严重污染的污染物。 污染源调查中的污染因子数,一般不宜多于5个。对某些排放大气污染物数目较多的企业,如钢铁、化工企业,其污染因子可适当增加。,第二节 大气污染源调查,二、大气污染源调查对象 对于一、二级评价项目,应调查分析项目的所有污染源(对于改
7、、扩建项目应包括新、老污染源),评价范围内与项目排放污染物有关的其他在建项目、已批复环境影响评价文件的未建项目等污染源。如有区域替代方案,还应调查评价范围内所有的拟替代的污染源。 对于三级评价项目,可只调查拟建项目污染源。,第二节 大气污染源调查,三、污染源调查的基本内容 1.一级评价项目污染源调查内容 (1)污染源排污概况调查 在满负荷排放下,按分厂、车间逐一统计各有组织排放源和无组织排放源的主要污染物排放量。 对改扩建项目的主要污染物排放量应给出:现有工程排放量、新扩建工程排放量以及预计现有工程经改造后污染物的削减量,并计算最终排放量。 除统计主要污染物的正常生产的排放量外,对于毒性较大的
8、物质还应估计其非正常排放量。 对于周期性排放的污染源,还应给出周期性排放系数,取值为0-1。,第二节 大气污染源调查,(2)点源调查内容 排气筒底部中心坐标,以及排气筒底部的海拔高度(m); 排气筒几何高度(m)排气筒出口内径(m) ; 烟气出口速度(m/s); 排气筒出口处烟气温度(K); 各主要污染物正常排放量(g/s),排放工况,年排放小时数(h); 毒性较大物质的非正常排放量(g/s),排放工况,年排放小时数(h);,第二节 大气污染源调查,(3)面源调查内容 面源起始点坐标,以及面源所在位置的海拔高度(m); 面源初始排放高度(m); 各主要污染物正常排放量(g/s.m2),排放工况
9、,年排放小时数(h); 矩形面源:初始点坐标,面源的长度(m),面源的宽度(m),与正北方向逆时针的夹角; 多边形面源:多边形面源的顶点或边数以及各顶点坐标; 近圆形面源:中心点坐标,近圆形半径(m),近圆形顶点或边数。,第二节 大气污染源调查,(4)体源调查内容 体源中心点坐标,以及体源所在位置的海拔高度(m); 体源高度(m); 体源排放速率(g/s),排放工况,年排放小时数(h); 体源的边长。,第二节 大气污染源调查,(5)线源调查内容,第二节 大气污染源调查,2.二级评价项目污染源调查内容 参照一级评价项目执行,可适当从简。 3.三级评价项目污染源调查内容 只调查污染源排污概况,并对
10、估算模式中的污染源参数进行核实。,第三节 污染气象参数调查,大气污染物浓度是由污染物排放量和污染气象条件共同决定的,污染气象条件的好坏反映了当地大气自净能力的高低。 大气的自净能力,是指由于大气自身的运动而使大气污染物输送、稀释扩散,从而起到对大气的自净作用,包括平流输送、湍流扩散和清除机制(主要包括干沉降和湿沉降)。,第三节 污染气象参数调查,第三节 污染气象参数调查,(一)大气稳定度 大气稳定度系指整层空气的稳定程度,是大气对其中作垂直运动的气团是加速、遏制还是不影响其运动的一种热力学性质。 定性描述:,大气不稳定,湍流和对流充分发展,扩散稀释能力强。,第三节 污染气象参数调查,定量判断,
11、则有 判据:,第三节 污染气象参数调查,第三节 污染气象参数调查,烟流型与大气稳定度的关系 波浪型(不稳定) 锥型(中性或弱稳定) 扇型(逆温) 爬升型(下稳,上不稳) 漫烟型(上逆、下不稳),第三节 污染气象参数调查,大气稳定度的确定方法:常用Pasquill法(帕斯奎尔法) Pasquill法用太阳高度角、云量(总云量、低云量)和风速来判断大气稳定度。 Pasquill稳定度分级法分为六类,即强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定,并分别以A、B、C、D、E和F表示。 分类时,首先由云量与太阳高度角查出太阳辐射等级,再由太阳辐射等级与地面风速查找稳定度等级。,第三节 污染气象参数调
12、查,第三节 污染气象参数调查,白天的晴天,太阳辐射等级最大;夜间晴天,太阳辐射等级最小;阴天时,太阳辐射等级为0。 晴天的夜晚,风速较小时,出现稳定类天气。 太阳辐射等级为0,稳定度为中性;阴天、大风的时候都是中性;小风、白天的晴天易出现强不稳定类天气。,第三节 污染气象参数调查,例4:某工厂位于城市远郊区,其地理伟度为4106N,12108E。于2000年12月13日早上8点时自一高架点源排放大气污染物,当时地面10m高度处的平均风速为6m/s,总云量6,低云量4。试确定当时的大气稳定度级别。,解:o = 360dn/365=360(364-18)/365=341.3 = -23.1 ho
13、= 6.6,太阳辐射等级数为0,在平均风速为6m/s下,大气稳定度等级为D。,第三节 污染气象参数调查,(二)薰烟 逆温:指气温随高度增加的现象。逆温表征为非常稳定的气层,阻碍空气上升运动的发展,形成污染物扩散的阻挡层,使得近地层的污染物质不容易穿透逆温的屏障向上扩散,而只能在逆温层下部有限空间内聚积,当逆温破坏时,地面形成高浓度,也就是常说的薰烟污染。,第三节 污染气象参数调查,(二)薰烟 研究逆温,应研究逆温的强度(每上升100m气温的增加)、逆温的底、顶高度、逆温的厚度(逆温的底、顶高度之差)、逆温的频率(出现逆温的次数占总的观测次数的百分比)、逆温的生消规律(逆温的生成、消退时间以及逆
14、温持续时间)、逆温的种类等。同时,还应分析逆温与污染源高度之间的相互关系,以计算有逆温存在时的污染物浓度分布,特别是“封闭性”扩散和薰烟型污染时的浓度。,第三节 污染气象参数调查,(三)大气混合层高度 如果下层空气湍流强,上部空气湍流弱,中间存在一个湍流特征不连续界面。污染气象学把湍流特征不连续界面以下的大气称为混合层,其高度就是混合层高度。 大气混合层厚度(或高度)实质上是表征污染物在垂直方向被热力湍流稀释的范围,即低层空气热力对流与湍流所能达到的高度,它与大气稳定度有密切关系,而风速则直接影响动力湍流的发展。 大气混合层高度的确定方法有干绝热法、罗氏法、查 法等。,第三节 污染气象参数调查
15、,(四)联合频率 所谓联合频率是指由风向、风速、大气稳定度构成的组合频率。即统计不同风速、风向和大气稳定度出现几率。通常取个方位,稳定度分六级,风速分档,即,。,风向、风速、稳定度联合频率(%)举例,风向、风速、稳定度联合频率(%)举例,第三节 污染气象参数调查,(五)风场 风向:指风的来向,用16个方位表示。 风速:空气在单位时间内移动的水平距离,通常以m/s表示。 风频:吹某一风向的风的次数,占总的观测统计次数的百分比,称为该风向的风频。风频表征下风向受污染的几率。风频最大的风向,称为主导风向,其下风向即位污染几率最大的方位。 风向玫瑰图:在其坐标中按16个风向标出其频率的大小。 局地风:
16、海陆风、山谷风、过山气流、城市热岛环流等。,第三节 污染气象参数调查,海陆风,山谷风,城市热岛环流,第三节 污染气象参数调查,(六)大气边界层 大气边界层是指由于受下垫面影响而湍流化的低层大气。通常为距地面12km以下高度的大气层。 大气边界层平均场参数的观测主要针对复杂地形的一、二级评价项目,包括地面观测和低空探测。 地面观测内容包括地面大气温度、湿度、气压、总云和低云量;距地面10m高的风向、风速;复杂地形条件下的山谷风、海陆风、城市环流等出现的频率、时段和风速阈值,并尽可能观测出这些局地风所涉及的空间范围;在山区要注意背风涡和下洗现象,观测其出现的气象条件、频率、空间范围以及下洗程度等。
17、 低空探测应至少有一个低空探测点(一般在气象中心站)。根据地形的复杂程度,还应适当增加探空点。,第三节 污染气象参数调查,表5-5 各稳定度下的P值,第三节 污染气象参数调查,(七)大气湍流 指气流在三维空间内随空间位置和时间的不规则涨落,伴随着流动的涨落,温度、湿度、风乃至大气中各种物质的属性的浓度及这些气象要素的导出量都呈无规则涨落。换言之,空气的无规则运动,谓之大气湍流。 大气湍流对大气中污染物的扩散起着重要作用,湍流扩散是空气污染局地扩散的主要过程,是污染物浓度降低的主要原因。大气湍流的主要效果是混合,它使污染物在随风飘移过程中不断向四周扩展,不断将周围清洁空气卷入烟气中,同时将烟气带
18、到周围空气中,使得污染物浓度不断降低。 常用的测量方法:示踪剂法,平移球法,放烟照相法,固定点测量法(脉动风速仪或风温仪),遥感方法以及室内模拟试验(环境风洞)等。,第三节 污染气象参数调查,(八)大气扩散系数 大气湍流扩散参数的测量方法:主要有示踪剂法、平移球法、放烟照相法、固定点脉动风速仪或风温仪、环境风洞模拟试验等。 示踪剂法和平移球法主要适用于水平扩散参数的测量。平面照相法作为前两种方法的补充,用以测量垂直扩散参数。,第三节 污染气象参数调查,有风时扩散参数的确定,第三节 污染气象参数调查,(八)大气扩散系数 平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法:对于A、B、C级稳定度,直接由表
19、4-6和表4-7查算;对于D、E、F级稳定度,则需向不稳定方向提半级后由表查算,采样时间为30min。 工业区域城区中的点源,其扩散参数选取办法: A、B不提级,C级提到B级, D、E、F级向不稳定方向提一级,再查表计算。 丘陵山区的农村或城市,其扩散参数选取方法同工业区。,第三节 污染气象参数调查,第三节 污染气象参数调查,第三节 污染气象参数调查,第三节 污染气象参数调查,(九)气象观测资料调查内容 1.地面气象观测资料 观测资料的常规调查项目:时间(年、月、日、时)、风向(以角度或按16个方位表示)、风速、干球温度、低云量、总云量。 根据不同评价等级预测精度要求及预测因子特征,可选择调查
20、的观测资料内容:湿球温度、露点温度、相对湿度、降水量、降水类型、海平面气压、观测站地面气压、云底高度、水平能见度等。,第三节 污染气象参数调查,(九)污染气象分析的基本内容 2.常规高空气象探测资料 观测资料的时次:一般应至少调查每日1次(北京时间08点)的距地面1500米高度以下的高空气象探测资料。 观测资料的常规调查项目:时间(年、月、日、时)、探空数据层数、每层的气压、高度、气温、风速、风向(以角度或按16个方位表示)。,第三节 污染气象参数调查,(十)常规气象资料分析内容 1.温度 温度统计量:统计长期地面气象资料中每月平均温度的变化情况,并绘制年平均温度月变化曲线图。 温廓线,第三节
21、 污染气象参数调查,2.风速 风速统计量:统计月平均风速随月份的变化和季小时平均风速的日变化。 风廓线 3.风向、风频 风频统计量:统计所收集的长期地面气象资料中,每月、各季及长期平均各风向风频变化情况。 年、季风玫瑰图,第四节 大气环境影响预测,预测内容:按评价等级确定评价内容 预测工作的准备:评价区域网格概化、气象参数的处理、污染源分类、预测模式的选择及参数确定 预测模式及参数确定:选择模式时应结合模式的适用范围和对参数的要求进行合理选择。 预测成果表达,一、预测内容,1.一级评价项目预测内容,2.二级评价项目预测内容:为一级评价项目预测内容中的a、b、c、d项内容。 3.三级评价项目可不
22、进行上述预测。,二、预测准备工作,1.评价区域网格化(定义座标系) 地形图准备(1/50000或其他比例尺) 将评价区域划分网格 将拟建工程置于图的中心位置 计算点的确定:环境空气敏感区、预测范围内的网格点以及区域最大浓度点。 各计算点的相对高程的确定 预测对象为点源时可不划分网格,二、预测准备工作,2.气象参数的处理 重要参数:风速廓线指数、稳定度的确定、混合层高度、联合频率及其统计方法(多年平均)等。 3.污染源数据分类 点源 面源 线源 体源,(三)预测模式及参数确定,1.估算模式,(三)预测模式及参数确定,2.进一步预测模式 (1)AERMOD模式系统,(三)预测模式及参数确定,2.进
23、一步预测模式 (2)ADMS模式系统,(三)预测模式及参数确定,2.进一步预测模式 (3)CALPUFF模式系统,(三)预测模式及参数确定,3.大气卫生防护距离计算模式:基于估算模式开发的计算模式,主要用于确定无组织排放源的大气环境防护距离。,(四)大气环境影响预测分析与评价,(四)大气环境影响预测分析与评价,第五节 大气环境影响评价,拟建项目选址、总图布置的合理性和科学性 污染源的排放强度与排放方式 避免、消除和减轻负面环境影响的对策 设计阶段 施工阶段 运行阶段 大气环境防护距离设置 污染物排放总量控制指标的落实情况 评价结论,一、拟建项目选址、总图布置,规划要求(城镇总规、环境规划、产业
24、规划等) 环境功能区限制 大气环境影响的程度和范围(重大性) 敏感点影响程度 特殊项目的选址规定(如危险废物处置、重污染行业) 方案比选(选址及总图) 公众意见 二、污染源的排放强度与排放方式 根据大气环境影响预测结果,比较污染源的不同排放强度和排放方式(包括排气筒高度)对区域环境的影响,并给出优化调整的建议。,三、避免、消除和减轻负面环境影响的对策,1.设计阶段 生产工艺的清洁生产评价 污染防治措施及其技术经济可行性分析 总图布置调整 区域污染治理的支持 2.施工阶段 施工阶段的环境影响(场尘、尾气) 施工组织及监察 3.运行阶段 生产设备的正常运行 污染治理技术及设施的正常运行 企业环境管
25、理及环境监测计划,四、大气环境防护距离设置,根据大气环境防护距离计算结果,结合厂区平面布置图,确定项目大气环境防护区域。若大气环境防护区域内存在长期居住的人群,应给出相应的搬迁建议或优化调整项目布局的建议。 五、污染物总量控制指标的落实情况 评价项目完成后污染物排放总量控制指标能否满足环境管理要求,并明确总量控制指标的来源。,六、大气环境评价专题的结论,1.项目概况、最终选择建设方案、大气环境影响因素及源强 项目建设内容及规模 方案比选结果 大气环境影响因素及污染源强 区域污染治理的支持 2.评价区环境空气质量现状及主要问题 3.大气环境影响程度、范围及重大性判断 4.大气环境影响减缓措施及可行性分析结论 5.项目选址可行性(大气环境影响角度) 6.项目的最终推荐方案及其环境影响可行性结论,主导风向不同稳定度类型SO2 1小时平均浓度增值分布(mg/m3),中性稳定度NNE风向SO2 1小时平均浓度增值分布(mg/m3),冬季典型日SO2 日平均浓度增值分布(mg/m3),夏季典型日SO2 日平均浓度增值分布(mg/m3),SO2 年平均浓度增值分布(mg/m3),敏感点SO2 浓度增值举例(mg/m3),谢 谢各位!,
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