石化项目大气环境影响预测概述_崔潇雨.pdf

山东化工收稿日期:20220809作者简介:崔潇雨，女，工程师，主要从事环境影响评价研究。石化项目大气环境影响预测概述崔潇雨1，孟凡伟1，李文斌2，于莉莉3(1青岛中油华东院安全环保有限公司，山东 青岛266071;2国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司，上海200122;3中石油华东设计院有限公司，山东 青岛266071)摘要:以某石化项目为例，按照 环境影响评价技术导则 大气环境(HJ 222018)进行大气环境影响预测;建立 AEMOD 模型，以常规污染物 PM25和特征污染物苯为例，梳理大气环境影响预测基本流程及要点;得出评价结论。关键词:大气环境影响;预测;石化;AEMOD中图分类号:X8203文献标识码:B文章编号:1008021X(2023)03011404Overview of Air Environmental Impact Prediction of Petrochemical ProjectsCui Xiaoyu1，Meng Fanwei1，Li Wenbin2，Yu Lili3(1China Petroleum EDI Safety Environment Protection Co，Ltd，Qingdao266071，China;2PipeChina West East Gas Pipeline Company，Shanghai200122，China;3CNPC Eastchina Design Institute Co，Ltd，Qingdao266071，China)Abstract:Atmospheric environmental impact assessment is one of the important content of environmental impact assessmentTaking a petrochemical project as an example，atmospheric environmental impact prediction was operated in this paper accordingto the Technical Guidelines for Environmental Impact AssessmentAtmospheric Environment(HJ 222018)Also，an AEMODmodel was established which taking the basic air pollutant PM25and characteristic pollutant benzene as an example，sorting outthe basic process and key points of atmospheric environmental impact predictionAnd an evaluation conclusions was reached inthe endKey words:atmospheric environmental impact;prediction;petrochemical;AEMOD大气环境影响评价是环境影响评价工作的重要内容之一。大气环境影响预测作为评价中的重要一环，其结论直接影响项目实施后的环境影响及与排污许可证制度对接1。为了防治大气污染，改善空气质量，指导大气环境影响评价工作，生态环境部于 2018 年 7 月 31 日发布了 环境影响评价技术导则 大气环境(HJ 222018)2(以下简称新导则)，自 2018 年 12 月 1日起实施。本次修订对评价等级判定方法、评价内容等都进行了修改，并增加了二次污染物的大气环境影响预测与评价方法1，3。目前国内关于新导则的相关研究主要集中在大气环境影响评价技术复核方面45，缺少对大气环境影响预测基本流程及要点的梳理。本文以某石化项目为例，对大气环境影响预测的基本流程及要点进行了分析，得出评价结论。1估算模式初步预测及环境空气质量现状11项目概况某石化项目主要建设内容包括:在现有炼油能力的基础上新建 16 套主体生产装置，生产聚乙烯、溶聚丁苯橡胶、丁烯等化工产品。同时全厂储运系统、公用工程和环保措施将根据工艺流程分别进行新建、改扩建或利旧。12估算模式初步预测根据新导则，选择大气污染源中的 SO2、NOx、PM10、PM25、苯、甲苯、二甲苯、氨、苯乙烯、甲醇、硫化氢、非甲烷总烃、CO 等13 种污染物及其排放参数，采用 AESCEEN 估算模型计算项目排放污染物的最大地面空气质量浓度占标率 Pi，及第 i 个污染物的地面空气质量浓度达到标准值的 10%时所对应的最远距离 D10%。估算模型参数表见表 1。表 1估算模型参数表参数取值城市/农村选项城市/农村城市人口数(城市)/万6797最高环境温度/368最低环境温度/5土地利用类型城市区域湿度条件潮湿气候是否考虑地形考虑地形是 否地形数据分辨率/m90是否考虑岸线熏烟考虑岸线熏烟是 否岸线距离/km0230岸线方向/()9最终判定项目排放污染物的最大地面空气质量浓度为装置区无 组 织 排 放 苯，占 标 率 Pmax 10%，D10%最 远 距 离 为3 150 m;根据新导则表 2 中评价工作分级判据，一级评价的Pmax10%，项目评价工作等级为一级。项目位于两个厂区，见图 1。项目大气评价范围确定为项目主厂区为中心区域，自厂界外延 4 km(D10%最远距离3 150 m)的矩形范围;以及以库区为中心，边长 5 km 的矩形范围(D10%最远距离为 1 350 m25 km)。411SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷DOI:10.19319/ki.issn.1008-021x.2023.03.027第 3 期图 1大气评价范围图13环境空气质量现状131区域达标情况及基本污染物环境质量现状项目大气环境影响评价以2020 年作为评价基准年，根据项目所在区域地方生态环境厅公开发布的2020 年环境质量公告，所在区域为达标区。项目所在区域基本污染物环境空气质量现状数据，采用评价范围内的环境空气监测站(距离厂界约142 km)2020 年全年逐日的 24 h 监测数据。132特征污染物补充监测结合厂址周围环境特征及气象特点，在厂址下风向方向布设 2 个监测点。考虑到本项目新增污染源排放情况以及污染物变化情况，选择监测苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、氨、硫化氢、甲醇、苯并 a 芘、非甲烷总烃、TVOC 等 10 个监测因子，连续采样7 天。其中苯的环境质量现状监测均为未检出(检出限为15 g/m3)，满足新导则中附录 D 其他污染物空气质量浓度参考限值要求(110 g/m3)。2项目大气环境影响预测21污染源调查污染源分为本项目正常情况下污染源、区域在建拟建及削减污染源、非正常工况污染源、大气防护距离污染源以及新增交通运输移动源。非正常工况考虑乙烯装置开停车、废碱液焚烧炉脱硝及除尘失效等情况下，废气污染物对区域的影响情况。本文不进行详细说明。大气防护距离污染源采用预测模型模拟评价基准年内，所在厂内所有涉及非甲烷总烃、PM10、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、氨、硫化氢、苯乙烯的污染源对厂界外主要污染物的短期贡献浓度分布。本文以苯为例进行说明。22预测因子及预测范围本次以常规污染物 PM25和特征污染物苯为例，作为预测因子进行分析。项目排放 SO2+NO2500 t/a，因此需要预测二次 PM25。大气环境影响预测覆盖评价范围，并覆盖各污染物短期浓度贡献值占标率大于 10%区域;覆盖 PM25年平均质量浓度贡献值占标率大于 1%的区域。本次预测范围考虑两个厂区，最终确定为以项目主厂区中心为中心，东西向为 X 坐标轴，南北向为 Y 坐标轴，边长 20 km 的矩形区域。23AEMOD 模型本项目所设高烟囱距岸边最近距离约为 540 m，根据新导则附录 A 中要求，当在近岸内陆上建设高烟囱时，需要考虑岸边熏烟问题。采用 AESCEEN 估算模型进行判定，当项目高架源存在岸边熏烟时，各污染物 1 h 平均质量浓度最大值均不超过环境质量标准，因此，本次大气环境影响预测采用新导则推荐的 AEMOD 模型。AEMOD 模型是由在工业复合源模型框架的基础上建立起来的稳定状态烟羽模型，它以扩散统计理论为出发点，假设污染物的浓度分布在一定范围内符合正态分布，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排出的污染物在短期、长期的浓度分布，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形6。24计算点计算点包括:环境保护目标、最大落地浓度点和预测范围内的网格点。241预测范围内网格点设置评价区域预测网格采用直角坐标网格进行处理，网格间距采取近密远疏的布设方法，以厂区中心为中心，距离中心50 km范围内网格间距为 100 m，5010 km 区域范围按 250 m 布设。计算主厂区及库区大气防护距离时，在主厂区及库区附近布设 50 m 间距网格点。242环境保护目标评价范围内按 GB 30952012 及其修改单规定划为一类区的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域，二类区中的居住区、文化区和农村地区中人群较集中的区域2。25相关参数251气象数据本次大气影响预测气象数据来自国家环境保护部环境工程评估中心。地面气象资料使用距离项目最近气象站(距项目227 km)2020 年逐时气象资料，主要包括风速、风向、温度、总云量、低云量等。高空气象资料采用大气环境影响评价数值模式 WF 模拟生成，模式采用的原始数据有地形高度、土地利用、陆地水体标志、植被组成等数据。包括 2020 年每天两次(08 时和 20 时)气象数据，大气压、距地高度、干球温度、露点温度、风速和风向。252地形数据AEMOD 模型地形数据采用 http:/wwwwebgiscom/下载的数据，地形数据范围涵盖项目预测范围，数据分辨率为 90 m。253地表参数地表参数根据项目周边 3 km 范围内的土地利用类型进行合理划分，土地利用类型采用扇面划分的方法，分为 4 个区域。20230为“城市”，230280为“湿地或沼泽地”，280350及 35020为“落阔叶林”。254现状背景值根据新导则的要求，环境空气保护目标及网格点的特征污染物环境质量现状浓度，先计算各监测点相同时刻平均值，再取各监测时段平均值中的最大值。现状监测苯均为未检出，取检出限的一半(075 g/m3)作为背景值。26预测内容及方案项目大气预测情景组合见表 2。511崔潇雨，等:石化项目大气环境影响预测概述山东化工表 2大气预测内容评价对象污染源污染源排放形式预测内容评价内容本文示例内容达标区评价项目新增污染源正常排放短期浓度长期浓度最大浓度占标率一 次 PM25、一 次 及 二 次PM25叠加后的日及年平均最大浓度占标率;苯的 1 h平均最大浓度占标率区域综合影响(新增污染源削减污染源区域削减污染源+其他在建、拟建的污染源)正常排放短期浓度长期浓度叠加环境质量现状浓度后的保证率日平均质量浓度和年平均质量浓度的占标率，或短期浓度的达标情况叠加环境质量现状浓度后一次 PM25、一次及二次 PM25的保证率日平均质量及年平均质量浓度的占标率;苯的1 h 平 均 质 量 浓 度 的 达标情况新增污染源非正常排放1 h 平均质量浓度最大浓度占标率略大气环境防护距离新增污染源“以新带老”污染源+项目全厂现有污染源正常排放短期浓度大气环境防护距离苯的大气环境防护距离27大气环境影响预测271贡献质量浓度预测结果评价本项目新增污染源排放的苯对环境空气质量贡献值的预测结果见表 3。表 3贡献质量浓度预测结果表污染物预测点平均时段最大贡献值/(gm3)出现时间占标率/%达标情况一次 PM25区域最大落地浓度日平均432200120576达标年平均102平均值291达标一次与二次叠加 PM25区域最大落地浓度日平均8282005211104达标年平均237平均值677达标苯区域最大落地浓度1 h 平均3605200104223277达标项目新增污染源对各计算点一次 PM25、一次与二次 PM25叠加影响的 24 h 平均质量浓度和年平均质量浓度最大贡献值，均能够满足环境空气质量标准(GB 30952012 及其修改单)中相应标准限值的相应要求。项目新增污染源对各计算点苯的 1 h 平均质量浓度最大贡献值能够满足新导则附录 D 其他污染物空气质量浓度参考限值要求。新增污染源正常排放下污染物短期浓度贡献值的最大浓度占标率100%;年均浓度贡献值的最大浓度占标率30%。272区域污染源综合影响达标分析正常排放条件下，预测评价因子苯的“本项目污染源”+“评价范围内在建、拟建且排放相关污染物的污染源”“削减污染源”+“环境质量现状背景值”的 1 h 平均质量浓度的占标率，预测结果及达标情况见表 4。表 4叠加后环境质量浓度预测结果表污染物预测点平均时段贡献值/(gm3)占标率/%现状浓度/(gm3)叠加后浓度/(gm3)占标率/%达标情况一次 PM25区域最大落地浓度日平均3534715053537137达标年平均1694832425687338达标一次与二次叠加 PM25区域最大落地浓度日平均85011335967509000达标年平均103529572434359813达标苯区域最大落地浓度1 h 平均9034821307591098280达标由表 4 可知，各计算点一次 PM25、一次与二次 PM25叠加后的保证率日均质量浓度和年平均质量浓度，均能够满足环境空气质量标准(GB 30952012 及其修改单)中相应标准限值的要求。在 2020 年全年气象条件，正常排放条件下，本项目污染源叠加区域在建拟建项目污染源、削减污染源以及现状背景值后，各计算点苯的小时平均质量浓度，均能够满足新导则中附录 D其他污染物空气质量浓度相应参考限值要求。项目污染源叠加区域在建拟建项目污染源、削减污染源影响以及现状背景值后，对区域各网格点处一次 PM25、一次与二次 PM25叠加后的保证率日平均质量浓度分布及年平均质量浓度分布，见图 2、图 3。611SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷第 3 期图 2区域所有污染源叠加现状后对各网格点处一次 PM25保证率日、年平均质量浓度分布图(单位 g/m3)图 3区域所有污染源叠加现状后对各网格点处一次与二次 PM25叠加后保证率日、年平均质量浓度分布图(单位 g/m3)28大气环境防护距离采用进一步预测模型模拟评价基准年内，厂内所有污染源对厂界外主要污染物的短期贡献浓度分布。预测结果见表 5。表 5大气环境防护距离情况表污染物厂界标准值/(gm3)环境质量标准/(gm3)主厂区厂界最大预测值/(gm3)主厂区厂界占标率/%库区厂界最大预测值/(gm3)库区厂界占标率/%达标情况苯40011041631041464116达标由表 5 可知，主厂区及库区厂界苯的最大预测浓度均满足石油炼制工业污染物排放标准(GB 315702015)及 石油化学工业污染物排放标准(GB 315712015)中厂界浓度限值，并满足新导则中附录 D 规定的限值(110 g/m3)，苯无需设置大气环境防护距离。29物料运输环境影响分析项目原料及产品等主要采用水路运输方式，部分采用管输、铁路及公路运输。项目在产品和辅料运输过程中需配备货车等专用运输设备。公路运输参考 道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南(试行)计算道路机动车排放量。铁路及船舶运输参考 非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南(试行)计算铁路内燃机车、沿海船舶排放量。经计算得到项目新增交通运输源污染物排放情况，结果如表 6 所示。表 6新增交通运输移动源各污染物排放量污染物合计/(ta1)CO1305SO2050HC297NOx2759PM25170PM10177项目物料及产品运输引起的新增交通运输污染源源强较小，污染物排放量少，对周边城市交通流量贡献量较小，对环境空气的影响较小。(下转第 120 页)711崔潇雨，等:石化项目大气环境影响预测概述山东化工寿命，从而将资源利用达到最大化。3结语与传统的水凝胶相比，高分子水凝胶具有更多的特殊功能和应用空间。许多科研工作者结合物理法和化学法的优点，从力学性能、抗菌性能、缓释性能、生物相容性等诸多方面入手，设计多种具有特异性功能的高分子复合水凝胶。然而，就目前的水凝胶应用现状来看，高分子水凝胶在生物医药领域已得到广泛应用，但在农业生产和海洋防污的应用仍具有巨大潜力。相信随着水凝胶研究进展的不断深入，高分子水凝胶日后定能为更多的应用领域发挥巨大作用。参考文献 1何畅水凝胶的最新研究进展J 当代化工，2020，49(1):249252 2 吴迪，王萍，雷晨，等负载抗菌多肽温敏水凝胶的制备及性能研究 J 南京医科大学学报(自然科学版)，2022，42(7):957964 3 崔航，王思琪，郭世好，等水凝胶的制备及应用进展J 化工新型材料，2021，49(增刊 1):4751 4 高凤苑，韦东来，张鑫，等水凝胶的研究进展及在生物医学方面的应用J 化工新型材料，2018，46(增刊 1):610 5 随静萍聚乙烯醇多孔水凝胶的制备和性能研究D 大连:大连理工大学，2017 6 李江波，黄光速，郑静基于自组装行为的微球复合水凝胶制备及性能J 高分子材料科学与工程，2021，37(10):3037 7 周瑞剑基于静电纺丝工艺的水凝胶纤维制造及生物医学应用研究 D 杭州:浙江大学，2019 8 李冰基于温敏水凝胶纺织医用敷料的制备及释药机制研究 D 杭州:浙江理工大学，2018 9 陈玉园，刘春林，张成，等温敏性聚(NIPAMcoATU)微凝胶的制备及其对磷酸根离子吸附性能的研究 J 化工新型材料，2020，48(1):120124+130 10 倪茂君，彭朝荣，张晓彬，等辐射交联制备含白芷香豆素的水凝胶及其性能研究 J 辐射研究与辐射工艺学报，2019，37(3):39 11 王桥基于 N异丙基丙烯酰胺的温敏性共聚物的合成与性能研究 D 深圳:深圳大学，2017 12 裴大婷，曾志文，周小雁，等原位酶交联羧甲基壳聚糖/葡萄糖水凝胶的制备与表征J 化学研究与应用，2022，34(5):10611069 13YANG Y X，ZHAO X D，YU J，et al Bioactive skin mimicking hydrogel 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9472018)等相关要求，结合项目特点，制定环境和污染源监测方案。最后按照要求填写大气环境影响评价自查表。3评价结论根据大气环境影响预测结果，项目新增污染源正常排放下污染物短期浓度贡献值的最大浓度占标率100%;年均浓度贡献值的最大浓度占标率30%。叠加区域在建拟建项目污染源、削减污染源以及现状背景值后，主要污染物的保证率日平均质量浓度和年平均质量浓度(或短期浓度限值)均符合环境质量标准，满足达标区域建设项目的环境影响评价的要求，认为大气环境影响可以接受。4结语由此理清石化项目大气环境影响预测基本流程:用估算模式初步预测、判定评价等级、确定评价范围、环境质量现状调查或补充监测、污染源调查与核实、选择适合的预测模型、收集基础数据、确定预测内容与方案，进行大气环境影响预测与评价工作。进行大气环境影响预测时需注意以下几点:(1)选取地表参数根据项目周边 3 km 范围内的土地利用类型进行合理划分，若划分扇区，取各扇区占地面积最大的土地利用类型;(2)污染源数据来源若为监测数据，应采用满负荷工况下的监测数据或者换算至满负荷，这对后续的预测及大气环境防护距离计算都至关重要;(3)污染物排放量核算应与工程分析及总量控制指标对应，列表中现有排放口编号为排污许可中排气筒编号，方便对接排污许可申请。参考文献 1 丁峰，李时蓓，易爱华，等2018 版大气环评导则主要修订内容与要点分析 J 环境影响评价，2019，41(2):15 2 生态环境部环境影响评价技术导则 大气环境:HJ 222018 S 北京:中国环境科学出版社，2018 3 温新龙，沈竞，姚琳，等环境影响评价技术导则 大气环境 修订内容与对比分析J 气象与减灾研究，2019，42(3):212217 4 马岩，伯鑫，康明雄，等2018 版大气环评导则技术复核研究:以垃圾焚烧厂为例 J 环境影响评价，2021，43(2):3337 5 马兆辉环评文件大气环境影响预测内容技术复核要点研究 J 上海节能，2021(8):864867 6 丁峰，李时蓓，蔡芳，等AEMOD 在国内环境影响评价中的实例验证与应用 J 环境污染与防治，2007(12):953957(本文文献格式:崔潇雨，孟凡伟，李文斌，等石化项目大气环境影响预测概述 J 山东化工，2023，52(3):114117+120)021SHANDONG CHEMICAL INDUSTY2023 年第 52 卷