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大气环境影响评价教学内容
第五章大气环境影响评价
第一节大气环境污染与大气扩散
一、大气环境污染
1.大气污染源
⑴定义与分类:
造成大气污染的空气污染物的发生源称为空气污染源。
可分为自然源和人为源两大类。
⑵污染物排放量与源强
2.大气污染物
⑴主要空气污染物种类:
1含硫化合物
2含氮化合物
3含碳化合物
4卤代化合物
5放射性物质和其他有毒物质
⑵大气组成与空气污染物成分:
大气由多种气体混合而成,可分为恒定成分、可边成分和不定成分。
二、大气扩散过程
1大气湍流:
湍流是一种不规则运动,其特征量是时空随机变量。
非湍流和湍流情况下的烟团扩散见图5-2烟团在三种不同湍涡下的扩散见图5-3
2大气稳定度和污染
用气温的垂直递减率与干绝热递减率d可以比较方便地判断气温的稳定度(静力稳定度),见表5-2。
不同的稳定度条件下烟流的形态:
(1)扇形
(2)圆锥形(3)波浪形(4)熏烟形
见图5-4。
另外,逆温层对污染物的扩散起着抑制作用。
3.影响大气污染的其他因素
⑴风
⑵辐射与云
⑶天气形势
⑷下垫面条件
第二节大气环境影响预测
一、大气扩散基本计算公式
1.连续点源烟流扩散公式
所有连续点源公式,包括应用于各种特殊条件下的变形公式,仅
适合于连续排放扩散物质且源强恒定的源。
当有风时(u》1.5m/s),可采用烟流扩散公式。
设地面为全反射体:
式中:
C(x,y,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距地面咼度,m;
Q——气载污染物源强,即释放率,mg/m3;
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,他们是下风
距离及大气稳定度的函数;
He有效排放咼度,m.
c(x,y,z)
2
Q
exp
yzU
22
右exp-(Z-He)2
2z
exp
(zHe)2
2
2
z
(5-1)
扩散参数y,z通常表示成如下形式:
z
1
1,z
2
2,
x为下风向德距离,1,2,1,2与大气稳定度有关。
关于扩散参数和有效高源的确定方法书第112页有详细介绍
最大地面浓度Cmax及出现距离:
Cmax由下式求解:
He
Xmax
P1
2.有混合层反射的扩散公式
上部逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度(或厚度),用h
表示。
通常取n=-4〜4计算结果就能达到足够的精度
⑵当z>1.6h
浓度在铅直方向已接近均匀分布,可按下式计算:
3.熏烟扩散公式
4.
在熏烟高度Zf以下浓度在铅直方向接近均匀分布,地面浓度计算公式为:
合,地面浓度公式为:
hfHe2.15z
熏烟过程中产生地面高浓度的距离为:
源强恒定的面源称为连续面源
(5-13)
式中:
QA某面源单元的源强,在虚点源法中,其单位与连续
点源相同;
x,y,z――计算点的坐标,坐标原点位于面源中心在地面的垂直投影点上;
xy,xz虚点源向上风向的后退距离。
&长期平均浓度公式
(1)简单的扇形公式
⑵联合频率计算公式
7.扩散参数的选择与计算
以下重点介绍当前最常用的Pasquill分类方法及Pasquill—
Gifford扩散参数。
该方法根据10m高处地表平均风速、白天日射强度、夜间云量将稳定度分成以下几类,即强不稳定类A,不稳定类B,弱不稳定类C、中性D弱稳定E、稳定F、也有定义很稳定G具体分类方法见表5-3。
结合我国气象记录情况,我国国家标准HJ/2.2-93给出表5-4,
以确定太阳辐射等级数。
由平均(10分钟至1小时平均)风速(10m高观测)及辐射等级按表5-5确定稳定度级别。
(1)有风时扩散参数y,z的确定:
与Pasquill分类法相应的
扩散参数(平坦地形,低架源)可采用表5-6和表5-7的Pasquill
—Gifford参数。
表5-6横向扩散参数幕函数表达式数据;
表5-7垂直扩散参数幕函数表达式数据;
(2)小风和静风时扩散参数的确定:
按表5-8选取参数
说明:
对平原地区农村及城市远郊区,A、BC级稳定度直接由
表5-6、表5-7查算,DE、F级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表5-6、表5-7查算;对工业区或城区中的点源,A、B不提级,C级提到B级,DE、F级向不稳定方向提一级,再按表5-6、表5-7查算。
8.烟气抬升公式
抬升后的烟气高度称有效高度He,可用下式表达:
He=Hs+H
式中:
H排气筒几何高度,m;
H抬升高度,m,其计算方法如下:
⑴有风时,中性和不稳定条件:
当烟气热释放率Qh大于或等于2100KJ/S,且烟气温度与环境问地的差值厶T大于或等于35K时,
HnoQ^H%1(5-16)
T
Qh0.35PaQv—
Tt
TTtTa
式n0烟气热状况与地表状况系数;
n1——烟气热释放率指数;
n2――排气筒高度指数,n。
、n1、山具体数值见表5-9;
Qh――烟气热释放率,KJ/s;
H――排气筒距地面几何高度,m;超过240m时,取H=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;
Ts――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/s 其中,dTa/dz取值宜小于0.01K/m. 二、实用模拟预测方法 1.模式构成 2.模式类型 3.模式选择 ⑴污染源及污染物 1污染源的类型 2污染物的性质 ⑵模拟的失控范围及分辨率 1模式区的范围 2模拟的时间尺度 3要求的空间分辨率 ⑶模拟区的下垫面特征 ⑷对模式效能的要求 4•模式性能评价 三、平原句地空气质量模式 1.坐标系 ⑴风向坐标系 ⑵地理坐标系 2.小时平均浓度的计算 ⑴逐时计算法 ⑵分类计算法 ⑶保证率计算法 3.日均浓度计算 ⑴逐日计算法 ⑵典型日(控制日)法 1气象分析法 2综合分析法 ⑶保证率法 ⑷采样时间修正法 4长期平均浓度计算 平均时间超过24h的浓度称为长期平均浓度。 第三节开发行为对大气环境的影响识别 一、大气环境影响的类型 1按影响时段划分 通常以建设项目的建设周期来划分: ⑴建设阶段影响 ⑵运行阶段影响 ⑶服务期满后的影响 2按影响方式划分 ⑴直接影响 ⑵间接影响 二、建设项目的大气环境影响识别 1.交通运输建设项目的大气环境影响识别 ⑴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。 ⑵汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度 ⑶汽车的体积小,流动性大。 2.能源建设项目对大气环境影响的识别 ⑴排放量都大 ⑵一般都以高架点源的形式排放污染物 ⑶影响范围大 3.矿业建设项目的大气环境影响识别第四节大气环境影响评价 一、工作程序、评价等级和平价标准 1基本内容和工作程序 1弄清建设项目概况,进行工程的大气环境影响因素分析,获得有关源参数资料,对源进行排放评价。 2大气环境现状监测与评价,取得本底浓度值对评价去的环境现状进行评价。 3评价区地形和气象资料的收集和观测,取得大气环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。 4评价去大气扩散规律的研究,取得评价区的大气扩散参数,并选择适用于评价区的烟气抬升高度模式及大气扩散模式。 5评价区污染浓度预测。 6确定评价标准,评价预测结果,作出结论,提出预防和改善大气质量的对策和建议。 上述评价过程于示图5-6中。 2评价等级划分 《环境影响评价技术导则——大气环境》(HJ/T2.2-93),根据拟建项目的主要污染物排放量、周围地形复杂程度,以及当地应执行的 环境空气质量标准等因素,将大气环境影响评价分为三级。 3.评价标准 二、大气污染源调查和现状评价 1.污染源调查内容 ⑴工艺流程 ⑵排放量 ⑶对改扩建项目的主要污染物排放量 ⑷毒性较大的物质 ⑸污染物排放方式 ⑹点源调查统计内容 ⑺面源调查统计内容 ⑻对排放颗粒物的重点点源 ⑼风面源 2.调查方法 ⑴现场实测 ⑵物料衡算法 ⑶经验估算法 3.污染源评价 ⑴等标污染负荷 1污染物的等标污染负荷: Cij pj二于Qj Coi 2 nnCij j=Pj=-Qij j1i1COI m个污染源含有i种污染物,则该污染物在评价 若第j个污染源共有n种污染物参与评价,则该污染源的总等标污染负荷为: P 3若评价区共有 mC 亠Q“ Cijj1Coi 去内的总等标污染负荷为: m Pi=Pj j1 ⑵等标污染负荷比 ①在第j个污染源中,第 i种污染物的污染负荷比: Kij Pj n Pij i1 Kj无量纲,它是一个确定污染源内各种污染物排序的参数,Kj最大者就是最主要的污染物。 ②评价区内,第j个污染源的污染负荷比: n Pij 一i1 jP Kj无量纲,它可以确定评价区的主要污染源及污染源的排序, Kj最大者就是最主要的污染源。 三、大气环境质量现状监测与评价 1.大气环境质量现状监测 ⑴监测范围和监测项目 ⑵检测布点 1网格布点 2同心圆对方位布点法 3扇形布点法 4配对布点法 5功能分区布点法 ⑶监测制度: 监测时间和频率的确定,主要考虑当地的气象条件和人们的生活和工作规律。 一般说来,规模较大的评价项目不得少于二期(夏季、冬季),较小的评价项目可取一期不利季节。 《环境空气质量标准》(GB3095-1996规定: 对SQ等气态污染物的小时平均浓度,每小时至少有45分钟的采样时间;日均浓度,每日至少有18小时采样时间;年平均浓度,每年至少有分布均匀的144个日均值,每月至少有分布均匀的12个日均值。 对其他污染物也做类似规定。 ⑷采样及分析方法 2.大气环境质量现状评价 ⑴监测结果的统计及分析 1监测数据的有效性检验 2监测数据的统计 3监测数据的分析 ⑵大气环境质量现状评价 四、大气环境影响评价内容 1.建设项目概况及工程分析 ⑴建设项目概况 ⑵生产工艺分析 ⑶原材料情况 ⑷主要污染物及其排放情况 ⑸大气环保工程情况 2.建设项目周围地区的环境概况 3.边界层污染气象条件分析 4.大气环境质量现状监测与评价 ⑴说明大气污染物现状监测情况 ⑵说明评价区污染源调查情况 ⑶采用单项评价指数法对监测结果进行评价 5.大气环境影响预测与评价 ⑴米用列表法 ⑵介绍扩散模式的选择及其对修正过程 ⑶介绍扩散模式中有关参数的选取和参数模式化处理 ⑷介绍模式预测的验证情况 ⑸简要介绍模式计算过程中的关键技术问题 ⑹进行浓度迭加分析和评价 &环境经济损益分析 ⑴环境费用 1内部费用 2外部费用 ⑵环境收益 1货币收益 2非货币收益 7.评价结论和对策
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