环境评价第三章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 大气环境质量评价,第一节 大气环境质量现状评价,污染物地面浓度分布的影响因素,大气环境质量现状评价的工作程序,大气环境质量现状评价的方法,第二节 大气质量预测模型,气象要素和气象条件,大气扩散模型,系数估值,第三节 大气环境影响评价,大气环境现状评价通常是大气环境污染评价。区域大气环境现状评价和拟建项目的环境现状评价。,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,影响污染物地面浓度分布的因素,（1）污染源的特性：源的形态、源强、源的排放规律。,第一节 大气环境质量现状评价,评价,基本,范围,京秦铁路,三平铁路,西环路,第一节 大气环境质量现状评价,拟定评价区的主要空气污染源和主要污染物,通过空气污染源调查与气象条件分析，拟定主要的污染源和污染物、发生重污染的气象条件等。,制定空气环境监测计划,1 监测范围与监测项目,2 监测点的布设：布点方法、布点数目（一级评价区不少于10个、二级不少于6个，三级1-3个）。,第一节 大气环境质量现状评价,西环路,三平铁路,燕灵路,3 监测时间与频率,确定周期与频率：一年的,冬（1月）,、春（4月）、,夏（7月）,、秋（10月）各一次。,监测时间：一级评价至少每次连续监测7天，每天采样次数不少于6次。7：00-20：00,4 采样与分析方法：尽量选用国家标准方法,。,第一节 大气环境质量现状评价,（2）污染监测阶段,按照监测计划进行大气污染监测。在大气污染监测的同时配合同步气象观测，同时进行污染生物学和环境卫生学监测。,第一节 大气环境质量现状评价,（3）评价分析阶段,运用大气质量指数或其它评价方法对大气污染程度进行描述，分析时空变化规律，并对大气污染进行分级。,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,（4）成果运用阶段,根据评价结果，提出综合防治大气污染的对策。,大气环境质量现状评价的方法,评价的方法：,大气质量指数法,、生物学评价法、环境卫生学评价法,1、上海大气质量指数(姚志麒）,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,2、均值型大气质量指数,第一节 大气环境质量现状评价,3、沈阳大气质量指数,四个评价参数：SO,2,、NO,x,、飘尘、Pb,第一节 大气环境质量现状评价,沈阳大气质量指数评价参数,当,4,项污染物浓度等于背景浓度时，,AQI,沈,=100,；当,4,项污染物浓度等于明显危害浓度时，,AQI,沈,=20,。这样确定的系数当污染物浓度等于标准时，,AQI,沈,=60,。沈阳大气质量指数分级是在确定,PSI,值与,AQ,I,沈,值之间关系后，按,PSI,分级标准进行分级。,第一节 大气环境质量现状评价,4、我国城市大气污染指数（前标准）（API）,API,是根据我国空气污染特点和污染防治情况，按我国现行的城市空气质量日报技术规定重点确定二氧化硫（SO,2,）、二氧化氮（NO,2,）、可吸入颗粒物（PM,10,）三项为评价因子，在监测条件较好的城市还有其他污染项目作评价因子，如北京的空气质量日报中有 SO,2,、CO、O,3,、NO,2,和 PM,10,五项评价因子。空气污染指数,API,应选取日均浓度值或小时均值作为计算参数。污染物,i,的分指数,P,i,按下式计算：,第一节 大气环境质量现状评价,式中：,P,i,一第,i,污染物的污染分指数；,C,i,第,i,污染物的监测浓度值；,P,i,，,j,一第,i,污染物第,j,转折点的污染分指数；,P,i,，,j+1,一第,i,污染物第,j+1,转折点的污染分指数；,C,i,，,j,一第,i,污染物第,j,转折点上污染物的（对应于,p,i,，,j,）浓度限值；,C,i,，,j+1,一第,i,污染物第,j+1,转折点上污染物的（对应于,p,i,，,j+1,）浓度限值。,各种污染物的污染分指数都计算出来以后，取最大者作为该区域的空气污染指数，而该项污染物即为该区域空气中的首要污染物。,API,=,max,（,P,1,，,P,2,，,p,i,，,p,n,）,第一节 大气环境质量现状评价,空气污染指数对应的污染物浓度限值,注：数据引自郑铭，,2003,。,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,空气污染指数（,API,）及相应的空气质量级别,注：数据引自刘天齐，,2000,。,第一节 大气环境质量现状评价,空气质量,新标准,（,2016,年,1,月正式执行）：,污染物的空气质量分指数计算：,IAQI,p,污染物项目,p,的空气质量分指数；,C,p,污染物项目,p,的质量浓度值；,BP,Hi,表,1,中与,C,p,相近的污染物浓度限值的高位值；,BP,Lo,表,1,中与,C,p,相近的污染物浓度限值的低位值；,IAQI,Hi,表,1,中与,BP,Hi,对应的空气质量分指数；,IAQI,Lo,表,1,中与,BP,Lo,对应的空气质量分指数,空气质量指数,AQI,确定,：,AQI,=,max,（,IAQI,1,，,IAQI,2,，,IAQI,3,，,IAQI,n,）,AQI,大于,50,时,，,IAQI,最大的污染物为首要污染物。若,IAQI,最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物。,IAQI,大于,100,的污染物为超标污染物,第一节 大气环境质量现状评价,5、美国格林大气污染综合指数,格林建议的,SO2,和烟雾系数日平均浓度标准,第一节 大气环境质量现状评价,第一节 大气环境质量现状评价,5、美国污染标准指数（PSI）（同API指数）,6、橡树岭大气污染指数,7、大气质量分级评分法,大气质量标准和评分,分级标准,第一节 大气环境质量现状评价,习题课：,1、,已知某市某日的空气质量指标分别:PM2.5为123ug/m3、PM10 为 0.080mg/m3、NO2 为 0.090mg/m3、SO2 为 0.085mg/m3、CO为14.6mg/m3。试根据空气污染指数分级浓度限值,求出上述五类污染物的空气质量指数 AQI,并确定空气质量级别和首要污染物。,第一节 大气环境质量现状评价,一、气象要素与气象条件,污染气象调查旨在获取影响大气污染物浓度的重要气象要素，从而确定用于预测大气污染物浓度的参数。,第二节 大气环境质量预测模型,污染气象要素系指与大气污染或大气自然净化有关的那一部分气象要素。,第二节 大气环境质量预测模型,一、气象要素与气象条件,大气是通过三种机制达到自然净化的，即平流输送、湍流扩散和清除机制。清除机制是指因沉积和转化等物理、化学等方面的作用对大气污染物的清除。对于大多数评价项目，主要是调查与前两种自然净化机制有关的污染气象要素，即地面和大气边界层平均场气象要素及湍流扩散参数。,（一）主要气象要素,常用的污染气象要素主要有以下几种。,气温：,气象上讲的地面气温一般是指离地面,1.5m,高处在百叶箱中观测得到的空气温度。,气压,：气压是指大气作用在单位面积上的作用力，即大气的压强。,第二节 大气环境质量预测模型,风：,空气的流动就形成风。水平(,horizontal,)方向的空气运动称为风。,风的形成,：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,风的形成除热力原因外，还有动力原因，自然界的风是由于这两种原因综合作用的结果，但只要有温差存在，空气就不会停止运动。,风的度量（风向和风速）：,风是矢量，有方向和大小，即风向和风速。风速(风的大小)：单位时间内空气在水平方向移动的距离，,常用单位：,m/s，Km/s,。风向(风的来向,),：可用8个方位或16方位表示。,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,第二节 大气环境质量预测模型,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,云：,是发生在高空的水汽凝结现象。,云量：,指云遮蔽天空的成数。在我国，将天空分为10等份，有几分天空被云遮盖，云量就是几。如：云占天空的1/10，云量记为1；在云层中有少量空隙（空隙总量不到天空的1/20）记为10；当天空无云或云量不到1/20时，云量为0,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,国外，将天空分为8等份。国外云量与我国云量间的关系，国外云量1.25=我国云量。,总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度,低云量：低云的云掩盖天空的成数。云量的记录：一般总云量/低云量的形式记录，如10/7。云高：指云底距地面的垂直距离，以米为单位。,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,太阳高度角：,为太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱的最主要的因子之一。,h,o,即太阳高度角，它随时间而变化。,第二节 大气环境质量预测模型,（一）主要气象要素,（二）大气边界层的温度场,1、大气边界层,受下垫面影响的低层大气，其厚度约为12km称为,大气边界层。,下垫面以上100m左右的一层大气称,近地层。,近地层到大气边界层顶的一层称,过渡层。大气扩散发生的地方。,第二节 大气环境质量预测模型,（二）大气边界层的温度场,2、气温垂直分布,（1）,温度层结,：,温度随高度的分布情况,。它影响大气垂直方向的流动情况，由于地面构筑物不同，温度层结不同。,（2）,温度层结类型,第二节 大气环境质量预测模型,（二）大气边界层的温度场,a,递减层结,b,中性层结,c,逆温层结,d,等温层结,温度梯度等于或近似于1/100,m，,称,中性层结,。,3、气温垂直递减率,单位高差气温变化速率的负值。,环境温度的变化。,不是一常数，随太阳辐射、气候等而变化，对流层中环境温度直减率的平均值为,0.65/100m,。,（二）大气边界层的温度场,4,、干绝热直减率,干空气在绝热升降过程中，每升降单位距离引起气温变化速率的负值。（通常取100米），根据计算，得到,d,约为0.98,K/100m，,近似1,K/100m。,（二）大气边界层的温度场,当,r-rd,0,，气块加速运动，大气不稳定；当,r-rd,0,，气块减速运动，大气稳定；当,r-rd,=0,，大气为中性。,因此，大气稳定度可以用温度直减率与干绝热直减率之差来判断，即,r-rd,大于、小于和等于零为大气静力稳定度的判据。,（二）大气边界层的温度场,对于,r,和,r,d,的物理意义应具有较确切认识，,rd,是以质量衡定的一块空气团为对象在干绝热条件下沿垂直上升而导出的气温垂直递减率，是一个由气态方程给定的确定值。,r,则是气温的环境层结,是在太阳、地球的热量幅射和其他气象因素作用下形成的实际环境状况。,（二）大气边界层的温度场,5,、气温层结与烟羽形状,逆温,（平展型）,（二）大气边界层的温度场,上层不稳定，下层稳定（爬升型）,上层稳定，下层不稳定（熏烟型）,（三）大气边界层的风场,随时在变化：如我国季风（北京附近冬天东北风）,随高度变化：在一定范围内，风随高度的增大而增大。地面有建筑物，树木的影响。风速随高度变化的曲线叫风速廓线，其数学表达式叫风速廓线模式（见下页）。,随地理位置而变,：,山区会产生山风、谷风、海风，海区有海陆风（如上海、大连等）。,m,的取值范围,二、大气扩散模型,根据质量守恒原理和梯度输送理论，污染物在大气中的运动规律可以写成如下形式：,为导出连续点源条件下预测大气环境质量的高斯模式，提出以下假设：,假定大气流动是稳定的、有主导方向的；,假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学和生物变化；,假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源和汇。,结合质量守恒条件：,在大气环境影响评价的实际工作中，大气扩散计算通常以高斯大气扩散公式为主。,高斯模式,是一类简单实用的大气扩散模式。在均匀、定常的湍流大气中污染物浓度满足正态分布，由此可导出一系列高斯型扩散公式。实际大气不满足均匀、定常条件，因此一般的高斯扩散公式应用于下垫面均匀平坦、气流稳定的小尺度扩散问题更为有效。,1,点源扩散的高斯模式,1,1,坐标系,高斯模式的坐标系为：以,排放点,(,无界点源或地面源,),或高架源排放点在地面的投影点为原点,，平均风向为,x,轴，,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，向上为正方向。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,),。,图,5-3,高斯模式的坐标系和基本假设,1,点源扩散的高斯模式,1,2,高斯模式的四点假设,高斯模式的,四点,假设为：,(1),污染物在空间,yoz,平面中按高斯分布,(,正态分布,),，在,x,方向只考虑迁移，不考虑扩散；,(2),在整个空间中风速是均匀、稳定的，风速大于,lm,s,；,(3),源强是连续均匀的；,(4),在扩散过程中污染物质量是守衡的。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。图,5-3,示高斯模式的坐标系和基本假设。,1,3,连续点源的扩散,连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。排放口安置在地面的称为地面点源，处于高空位置的称为高架点源。,（,1,）无限空间连续点源的高斯模式,图,5-4,所示为点源的高斯扩散模式示意图。有效源位于坐标原点,o,处，平均风向与,x,轴平行，并与,x,轴正向同向。假设点源在没有任何障碍物的自由空间扩散，不考虑下垫面的存在。大气中的扩散是具有,y,与,z,两个坐标方向的二维正态分布，当两坐标方向的随机变量独立时，分布密度为每个坐标方向的一维正态分布密度函数的乘积。,无界空间连续点源高斯模式：,式中,y,、,z,为污染物在,y,、,z,方向的扩散系数，,u,为平均风速,m,s,，,Q,源强。,式中，扩散系数,y,、,z,与大气稳定度和水平距离,x,有关，并随,x,的增大而增加。当,y,0,，,z,0,时，,A,（,x,）,C,（,x,，,0,0,），即,A,（,x,）为,x,轴上的浓度，也是垂直于,x,轴截面上污染物的最大浓度点,Cmax,。当,x,，,y,及,z,，则,C0,，表明污染物以在大气中得以完全扩散。,（,2,）高架连续点源的高斯模式,在点源的实际扩散中，污染物可能受到地面障碍物的阻挡，因此应当考虑地面对扩散的影响。处理的方法是，或者假定污染物在扩散过程中的质量不变，到达地面时不发生沉降或化学反应而全部反射；或者污染物在没有反射而被全部吸收，实际情况应在这两者之间。,1,）高架点源扩散模式,。点源在地面上的投影点,o,作为坐标原点，有效源位于,z,轴上某点，,z,H,。,高架有效源的高度由两部分组成，即,H,h,h,，其中,h,为排放口的有效高度，,h,是热烟流的浮升力和烟气以一定速度竖直离开排放口的冲力使烟流抬升的一个附加高度，如图,5,5,所示。,图,5,5,当污染物到达地面后被全部反射时，可以按照全反射原理，用“像源法”来求解空间某点,k,的浓度。图,5,5,中,k,点的浓度显然比大空间点源扩散公式计算值大，它是位于,(0,，,0,，,H),的实源在,k,点扩散的浓度和反射回来的浓度的叠加。反射浓度可视为由一与实源对称的位于,(0,，,0,，,H),的像源（假想源）扩散到,k,点的浓度。由图可见，,k,点在以实源为原点的坐标系中的垂直坐标为,(H-z),，则实源在,k,点扩散的浓度为式（,5,8,）的坐标沿,z,轴向下平移距离,H,：,Q,k,点在以像源为原点的坐标系中的垂直坐标为,(z,H),，则像源在,k,点扩散的浓度为式的坐标沿,z,轴向上平移距离,H,：,由此，实源,C,s,与像源,C,x,之和即为,k,点的实际污染物浓度：,Q,若污染物到达地面后被完全吸收，则,C,x,0,，污染物浓度,C,（,x,，,y,，,z,，,H,）,C,s,，即式（,5,9,）。,2,）高架连续点源的地面浓度,实际中，高架点源扩散问题中最关心的是地面浓度的分布状况，尤其是地面最大浓度值和它离源头的距离。在式中，令,z,0,，可得高架点源的地面浓度公式：,Q,上式中进一步令,y,0,则可得到沿,x,轴线上的浓度分布：,Q,5,6,地面浓度分布如,图,5,6,所示。,y,方向的浓度以,x,轴为对称轴按正态分布；沿,x,轴线上，在污染物排放源附近地面浓度接近于零，然后顺风向不断增大，在离源一定距离时的某处，地面轴线上的浓度达到最大值，以后又逐渐减小。,（,3,）地面点源扩散模式,对于地面点源，则有效源高度,H,0,。当污染物到达地面后被全部反射时，可令式（,5,9,）中,H,0,，即得出地面连续点源的高斯扩散公式,:,Q,其浓度是大空间连续点源扩散式（,5,8,）或地面无反射高架点源扩散式（,5,9,）在,H,0,时的两倍，说明烟流的下半部分完全对称反射到上部分，使得浓度加倍。若取,y,与,z,等于零，则可得到沿,x,轴线上的浓度分布：,如果污染物到达地面后被完全吸收，其浓度即为地面无反射高架点源扩散式（,5,9,）在,H,0,时的浓度，也即大空间连续点源扩散式（,5,8,）。,Q,高斯扩散模式的一般适用条件是,：地面开阔平坦，性质均匀，下垫面以上大气湍流稳定；扩散处于同一大气温度层结中，扩散范围小于,10km,；扩散物质随空气一起运动，在扩散输送过程中不产生化学反应，地面也不吸收污染物而全反射；平均风向和风速平直稳定，且,u,1,2m/s,。,高斯扩散模式适应大气湍流的性质，物理概念明确，估算污染浓度的结果基本上能与实验资料相吻合，且只需利用常规气象资料即可进行简单的数学运算，因此使用最为普遍。,表,5,7,归纳总结了这些高斯模式的浓度扩散公式。,表,5,7,高斯模式的浓度扩散公式汇总,举例,某拟建化工厂投产后将排放源强为50克/秒的SO,2,，排气筒高45米，预计烟气抬升高度为5.5米，10米高处的平均风速为5米/秒。试计算大气稳定度为D级时，该排气筒下风向650米处，距排气筒风向轴线水平垂直距离50米处的公园里所增加的浓度值。,2,系数的估值,与地面最大浓度的计算,2,1,烟流抬升高度,h,的计算,烟流抬升高度是确定高架源的位置，准确判断大气污染扩散及估计地面污染浓度的重要参数之一。从烟囱里排出的烟气，通常会继续上升。上升的原因一是热力抬升，即当烟气温度高于周围空气温度时，密度比较小，浮升力的作用而使其上升；二是动力抬升，即离开烟囱的烟气本身具有的动量，促使烟气继续向上运动。在大气湍流和风的作用下，漂移一段距离后逐渐变为水平运动，因此有效源的高度高于烟囱实际高度。,热烟流从烟囱中喷出直至变平是一个连续的逐渐缓变过程一般可分为四个阶段，如图,5-9,所示。首先是烟气依靠本身的初始动量垂直向上喷射的,喷出阶段,，该阶段的距离约为几至十几倍烟囱的直径；其次是由于烟气和周围空气之间温差而产生的密度差所形成的浮力而使烟流上升的,浮升阶段,，上升烟流与水平气流之间的速度差异而产生的小尺度湍涡使得两者混合后的温差不断减小，烟流上升趋势不断减缓，逐渐趋于水平方向；然后是在烟体不断膨胀过程中使得大气湍流作用明显加强，烟体结构瓦解，逐渐失去抬升作用的,瓦解阶段,；最后是在环境湍流作用下，烟流继续扩散膨胀并随风飘移的,变平阶段,。,5-9,从烟流抬升及扩散发展的过程可以看出，显然，,浮升力,和,初始动量,是影响烟流抬升的主要因素，但使烟流抬升的发展又受到气象条件和地形状况的制约。主要表现为：浮升力取决于烟流与环境空气的密度差，即与两者的温差有关；而烟流初始动量取决于烟囱出口的烟流速度，即与烟囱出口的内径有关。一般来讲，增大烟流与周围空气的温差以及提高烟流速度，抬升高度增加。但如果烟流的初始速度过大，促进烟流与空气的混合，反而会减少浮力抬升高度，一般该速度大于出口处附近风速的两倍为宜。大气的湍流强度愈大，烟与周围空气混合就愈快，烟流的温度和初始动量降低得也愈快，则烟流抬升高度愈低。大气的湍流强度取决于温度层结，而温度层结的影响不是单一的，如不稳定温度层结由于湍流交换活跃能抑制烟流的抬升，但也能促进热力抬升，这取决于大气不稳定程度；平均风速越大，湍流越强，抬升高度越低；地面粗糙度大，使近地层大气湍流增强，不利于烟流抬升。,2.1.1,霍兰德,(Holland),公式,霍兰德采用了勒普由风洞实验得出的动力抬升公式,或,Q,h,烟气热释放率，,KJ/s,；,Vs,排气筒出口处,平均烟流速度,(m/s),；,D,排气筒出口处,直径,(m),；,T,s,烟气出口温度（,K,）；,u,排气筒出口处平均风速,(m/s),；无实测值时，用,10m,处平均风速和风速廓线计算。,考虑到大气稳定度的影响，霍兰德建议：对不稳定大气，按上式计算出的,H,再增大,10-20,，对稳定大气，按上式计算出的,H,减小,1020,。国内外学者都认为霍兰德公式保守，特别对高烟囱、强热源计算结果偏低。,2.1.2,我国烟气抬升高度的计算方法,（,1,）,有风时，中性和不稳定条件,，热释放率,Q,h,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：,n,o,烟气热状况及地表系数；,n,1,烟气热释放率指数；,n,2,排气筒高度指数；,Q,h,烟气热释放率，,KJ/s,；,H,s,排气筒距地面几何高度，,m,，超过,240m,时，取,H,s,=240m,；,排气筒出口处平均风速,(m/s),；,1,0,2,-,=,D,u,H,Q,n,H,n,s,n,h,1,T=Ts,Ta,Q,h,3.5P,a,Q,v,T/T,s,表,5,8,Qv,为实际排烟率（,m3/s,）；,Pa,为大气压力（,KPa,）；,Ts,为烟气出口温度（,K,），,Ta,为环境大气温度（,K,）。,（,2,）,有风时，中性和不稳定条件,，当热释放率,Q,h,1700,kJ/s,或者,T,35K,时，,V,s,排气筒出口处烟气排出速度，,m/s,；,D,排气筒出口直径，,m,；,排气筒出口处平均风速,(m/s),；可以看出这一情况使用的是霍兰德公式。,2,（,3,）,有风时，中性和不稳定条件,，当,1700,Q,h,2100(KJ/s),时，,H,2,按下式计算,n,0,、,n,1,和,n,2,按表,5,8,中,Q,h,值较小的一类选取。,1,0,2,-,=,D,u,H,Q,n,H,n,s,n,h,1,（,4,）,有风、稳定条件,，按下式计算烟气抬升高度,H,(m),式中 是垂直方向气温梯度（,K/m,），,0.0098,（,K/m,）是干绝热直减率,d,的取值。,-1/3,3,1,0098,.,0,-1/3,+,=,D,u,dz,dT,Q,H,a,h,（,5,）,静风和小风条件,，,(,定义,:,小风,1.5m/s,u0.5m/s,；静风,0.5m/s,）按下式计算烟气抬升高度,H(m),式中符号意义同前，但 取值,不,宜,小于,0.01K/m,。,0.98,8,-3,4,1,0098,.,0,50,.,5,+,=,D,dz,dT,Q,H,a,h,小于,0.01,K/m,，,-0.0098-0.01,之间取值,0.01,，小于,-0.0098,，按公式（,1,）计算，,u,取值,1.5,。,2.2 大气稳定度分级与,扩散参数,y、z,的确定,2.2.1大气稳定度分级,采用修订的帕斯奎尔分级法，帕斯奎尔根据云量、云状、太,阳辐射状况和地面风速等常规气象资料，将空气对污染物的,扩散能力用A、B、C、D、E、F六个稳定度级别来表示，A,极不稳定、B不稳定、C弱不稳定、D中性、E弱稳定、F稳,定。,利用太阳高度角和云量确定太阳辐射等级,h,0,=arcsinsinsin+coscoscos(15t+-300),式中：h,0,-太阳高度角；,-当地纬度；,t-北京时间，h；,-当地经度。,-太阳倾角,确定太阳辐射等级,确定大气稳定度等级,2.2.2,扩散参数,y、,z,的确定,平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取，A、B和C级稳定度由表1和表2直接查算。D、E和F级稳定度则需向不稳定方向提半级后查算。,工业区或城区中点源的扩散参数选取，工业区A和B级不提级，C级升到B级，D、E和F级向不稳定方向提一级后，按表1和表2查算。,丘陵山区的农村或城市，其扩散参数选取方法同城市工业区。,大于,30,分钟取样时间，垂直扩散参数不变，,横向扩散参数按式（,1,）计算：,式中：,y1-,取样时间为,1,时的横向扩散参数，,m,；,y2-,取样时间为,2,时的横向扩散参数，,m,；,q-,时间稀释指数。,时间稀释指数,表1 横向扩散参数幂函数表达式数据（取样时间0.5小时,）,表2 垂直扩散参数幂函数表达式数据（取样时间0.5小时,）,1,、某城市远郊区有一高架源，烟囱几何高度,100m,，实际排烟率为,20m3,，烟气出口温度,200,，求在有风不稳定条件下，环境温度,10,，大气压力,1000hPa,，,10,米高度处风速,2.0m/s,的情况下，烟囱的有效源高？,2,、某城市工业区一点源，排放的主要污染物为,SO2,，其排放量为,200g/s,，烟囱几何高度,100m,，求在不稳定类，,10,米高度处风速,2.0m/s,，烟囱有效源高为,200m,情况下，下风距离,800m,处的地面轴线浓度？（扩散参数可不考虑取样时间的变化）,习题课,3,1,地面的最大浓度,（自学内容）,高架源的污染源是在空中，我们时常关心的是污染物到达地面的浓度，而不是空中任一点的浓度。地面浓度是以,x,轴为对称的，,x,轴上具有最大值，向两侧方向遂渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。我们知道标准差,y,、,z,反映的是,y,和,z,方向上的浓度分布，随距离,x,的增大，浓度分布趋于平均，即,y,、,z,随,x,而增大。,根据地面轴线浓度公式：,式中的两项：项随,x,而减小，项随,x,而增大；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。另一方面，地面最大污染物浓度出现的位置和数值，与高架污染源在空中的位置有关，空中的位置则是以有效源高表现。因此还要考虑气象因素。,例题,1,：,例题,2,：,3.2,熏烟型扩散模式,在夜间，当存在辐射逆温时，高架连续点源排放的烟流排入稳定的逆温层中，形成平展型扩散。这种烟流在铅直方向为漫扩散，在源高度上形成一条狭长的高浓度区。日出以后，太阳辐射逐渐增加，地面逐渐变暖，辐射逆温从地面开始破坏，逐渐向上发展。当辐射逆温破坏到烟流下边缘稍高一些时，在热力湍流的作用下，烟流中的污染物便发生了强烈的向下混合作用，增大了地面的污染物浓度,这个过程称为熏烟,(,漫烟,),过程。熏烟过程可一直进行到烟流上边缘处的逆温破坏为止。这一过程多发生在早晨,8,：,0010,：,00,，因地而异。熏烟过程持续时间在半小时左右。,3.3,3.4,非点源扩散模式（线源扩散模型）,3.5,连续面源的扩散,4,11,常用的面源扩散模式为,虚拟点源法,，即将城市按污染源的分布和高低不同划分为若干个正方形，每一正方形视为一个面源单元，边长一般在,0.5,10km,之间选取。这种方法假设：有一距离为,x,0,的虚拟点源位于面源单元形心的上风处，如图,4,11,所示，它在面源单元中心线处产生的烟流宽度为,2y,0,4.3,y0,，等于面源单元宽度,B,；面源单元向下风向扩散的浓度可用虚拟点源在下风向造成的同样的浓度所代替。根据污染物在面源范围内的分布状况，可分为以下两种虚拟点源扩散模式：,3.6,长期平均模式,一、大气环境影响评价的工作程序,大气环境影响评价工作程序,工作程序的主要内容大体上可按四个阶段来理解和记忆。即：准备阶段、调查监测阶段、评价阶段和撰写报告书。,第三节 大气环境影响评价,二、大气环境影响评价工作等级划分,1,评价工作的分级依据,评价工作的分级要根据评价项目的,主要污染物排放量,、,周围地形的复杂程度,以及,当地应执行的大气环境质量标准,等因素，将大气环境影响评价工作划分为一、二、三级。,2,等标排放量的确定,P,i,-,等标排放量，,m,3,/h,；,Q,i,-,单位时间排放量，,t/h,；,C,0i,-,大气环境质量标准，,mg/m,3,。,3,项目周围地形特征划分,项目周围地表特征可分为,平原和复杂地形,两类。复杂地形系指：山区、丘陵、沿海、大中城市的城区等。,GB3095-1996,各项污染物的浓度限值,4,评价等级划分,评价工作级别,(,一、二、三级,),【,例,4,1】,某拟建厂位于丘陵地带，新增的主要大气污染源是一组燃煤锅炉。日耗煤,720t,（约,80,90MW,机组），煤炭含硫量为,0.8,，试确定其评价等级。,解：（,1,）计算污染物排放量,每小时燃煤量：,720t/24h,30t/h,每小时,SO,2,排放量：,30t/h0.008,1.6,0.384t/h,（,2,）计算判别参数,GB3095,中,SO,2,的,1,小时评价质量浓度限值（二级标准）为,0.5mg/m,3,，则,P,i,（,Q/C,0,）,10,9,(0.384/0.5)10,9,7.6810,8,P,i,2.510,8,，因为其复杂地形，故应按二级评价。,注：如果项目中有几个污染物排放，按,Pi,最大者确定评价等级。,选择的主要污染物排放量是指采取污染控制措施后的排放量，采取污染控制措施前的排放按非正常工况处理，只作事故排放情况的空气质量预测，不影响其他的工作量。,对于,GB3095,中有些污染物没有一小时平均浓度限值，则按日平均浓度计算,.,对于评价工作级别的调整，如评价区域内或边界附近有特定保护对象或当地接近标准范围甚至超标，必要时可以上调一级，还应根据评价区域所在地的城市 总体发展规划、环境保护规划及环境功能区划而定。,对人体健康和生态环境有危害而又没有环境空气质量标准的特殊污染物，其评价工作等级不应低于二级。,三、大气环境影响评价范围,1,建设项目的大气环境影响评价范围，主要根据,项目的级别,确定，此外还应考虑评价区内和评价区边界外有关区域,(,以下简称界外区域,),的,地形、地理特征,及该区域内是否包括,大中城区、自然保护区、风景名胜区等环境保护敏感区,。一般可取项目的主要污染源为中心，主导风向为主轴的方形或矩形。如无明显主导风向，可取东西或南北向为主轴。,2,对于一、二、三级评价项目，大气环境影响评价范围的边长，一般分别不应小于,1620km,、,1014km,、,46km,。平原取上限，复杂地形取下限，对于少数等标排放量较大的一、二级项目，评价范围应适当扩大。,3,考虑到界外区域对评价区的影响，对于地形、地理特征和排放高度、排放量较大的点源的调查，还应扩大到界外区域，各方位的界外区域的边长大致为评价区域边长的,0.5,倍。,4,如果界外区域包含有环境保护敏感区，则应将评价区扩大到界外区域。如果评价区包含有荒山、沙漠等非环境保护敏感区，则可适当缩小评价区的范围。,四、工程分析和环境调查,1,、评价区污染源调查,对于一、二级评价项目，应包括拟建项目污染源,(,对改扩建工程应包括新、老污染源,),及评价区的工业和民用污染源；对于三级评价项目可只调查拟建项目工业污染源。污染源资料可由环保部门搜集。,补充：如建设项目将替代区域污染源时，则对替代的污染源要作详细的调查。若评价区域内有在建、拟建项目，则需对其污染源进行详细调查。,2,、,大气质量现状调查和评价,大气环境现状监测与评价，取得本底浓度值，进行评价区的,环境现状评价,。,评价区,地形和气象资料的收集和观测,，取得环境预测所必须的气象条件和地形条件资料。,（一）、常规气象资料的调查内容,1,常规气象资料的采用原则,根据气象台,(,站,),距建设项目所在地的距离以及二者有地形、地貌和土地利用等地理环境条件方面的差异确定该气象台,(,站,),的气象资料的使用价值。,1,1,对于一、二级评价项目，如果气象台,(,站,),在评价区域内，且和该建设项目所在地的地理条件基本一致，则其大气稳定度和可能有的探空资料可直接使用，其它地面气象要素可作为该点的资料使用。,1,2,对于三级评价项目，可直接使用建设项目所在地距离最近的气象台,(,站,),的资料。,1,3,对于不符合,1.1,中规定条件的建设项目所在地附近的气象台,(,站,),资料，必须在与现场观测资料进行相关分析后方可考虑其使用价值。,2,调查期间：对于一级评价项目，至少应为最近三年；二、三级评价项目至少应为最近一年。,3,地面气象资料调查内容,一级评价项目应至少包括以下各项：年、季,(,期,),地面温度，露点温度及降雨量；年、季,(,期,),风玫瑰图；月平均风速随月份的变化,(,曲线图,),；季,(,期,),小时平均风速的日变化,(,曲线图,),；年、季,(,期,),各风向，各风速段，各级大气稳定度的联合出现频率及年、季,(,期,),的各级大气稳定度的出现频率；风速段可分为,5,档，即,1.5m/s,，,1.53m/s,，,3.15m/s,，,5.17m/s,，,7m/s,；段数可适当增减。,二、三级评价项目至少应进行和两项的调查。,（二）、高空气象资料的调查内容,如果符合,1.,中所规定的气象台,(,站,),有高空探空资料，对于一、二级评价项目，可酌情调查下述距该气象台,(,站,),地面,1500m,高度以下的风和气温资料：,规定时间的风向、风速随高度的变化；,年、季,(,期,),的规定时间的逆温层,(,包括从地面算起第一层和其它各层逆温,),及其出现频率，平均高度范围和强度；,规定时间各级稳定度的混合层高度；,日混合层最大高度及对应的大气稳定度。,3,、建设项目污染源工程分析,（,1,）一级评价项目污染源工程分析,1,）按生产工艺流程或按分厂、车间分别绘制污染流程图。,2,）按分厂或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。,3,）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，并按上述三个量计算最终排放量。,例：某钢铁厂技改项目,电炉炼钢工艺流程：钢铁料、合金料熔化氧化 扒渣还原 浇铸。在熔化、氧化、还原阶段均有废气外排，主要是烟尘、,so2,、,co,、,co2,、氟化物等,4,）除调查统计主要污染物的正常生产的排放量外，对于毒性较大的物质还应估计其非正常排放量。如点火开炉，设备检修，原燃料中毒性较大成分含量波动，净化措施达不到应有效率的设备及管理事故等。除极少数要求较高的一级评价项目外，一般只对上述各项中排放量显著增加的非正常排放进行统计。,5,）污染物排放方式：统计时，可将污染源划分为点源和面源。面源包括无组织排放源和数量多、源强源高都不大的点源。可根据污染源源强和源高的具体分布状况确定点源的最低源高和源强。厂区内某些属于线源性质的排放源可并入其附近的面源，按面源排放统计。,6,）点源调查统计内容：,排气筒底部中心坐标及分布平面图；,排气筒高度,(m),及出口内径,(m),；,排气筒出口烟气温度,(K),；,烟气出口速度,(m/s),；,各主要污染物正常排放量,(t/a,、,t/h,或,kg/h),；,毒性较大物质的非正常排放量,(kg/h),；,排放情况，如连续排放或间断排放，间断排放应注明具体排放时间、时数和可能出现的频率。,H,R,7,）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。网格单元，一般可取,11(km,2,),，评价区较小时，可取,500500(m,2,),，建设项目所占面积小于网格单元，可取其为网格单元面积。然后，按网格统计面源的下述参数：,主要污染物排放量,t/(h.km,2,),；,面源排放高度,(m),，如网格内排放高度不等时，可按排放量加权平均取平均排放高度；,面源分类，如果面源分布较密且排放量较大，当其高度差较大时，可酌情按不同平均高度将面源分为,23,类。,Y,X,(0,0),单元格,1 1,8,）对排放颗粒物的重点点源，除排放量外，