第四章-大气环境质量评价-环境评价概论-教学课件.ppt

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1、第四章第四章 大气环境质量评价大气环境质量评价 大气环境质量评价就是从保护环境的角度出发，在摸清大气自然规律和污染物排放规律的基础上，通过调查、预测、模式计算等手段，分析生产、生活活动所排放的主要气载污染物对大气环境可能带来的影响程度和范围，为建设项目厂址选择、污染源设置、制定大气污染防治措施等提供指导，为决策者合理安排生产、生活活动提供依据。第一节 概述第二节 大气环境现状调查与评价第三节 大气环境影响预测第四节 大气环境污染控制管理第四章第四章 大气环境质量评价大气环境质量评价第一节第一节 概述概述v（一）风与湍流 大气运动包括了有规则的平直的水平运动和不规则的、紊乱的湍流运动，实际的大气

2、运动就是这两种运动的叠加v1.风 空气的水平运动称为风。风对污染物的扩散有两个作用。第一个作用是整体的输送作用，风向决定了污染物迁移运动的方向；第二个作用是对污染物的冲淡稀释作用，对污染物的稀释程度主要取决于风速大小。风速越大，单位时间内与烟气混合的清洁空气量越大，冲淡稀释的作用就越好。一般来说，大气中污染物的浓度与污染物的总排放量成正比，而与风速成反比。v(1)风向频率与风向玫瑰图。风速和风向是描述风的两个要素。风速指空气在单位时间内移动的水平距离，通常m/s表示；风向是指风的来向，常用16个方位表示。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，可按下式计算式中n统计

3、资料中吹n方位风的次数，n为方位数，共16个方位；c统计资料中静风总次数；gnn方位的风频。第一节第一节 概述概述 幂函数风速廓线模式是在近地层、中性层结、平坦下垫面的条件下推导出来的，一般认为它不如对数律精确，但应用的高度较高，可达300m高空或更高的高度。随应用高度增加，精度下降，其数学表达式为 （4-1）式中U2、U1距地面Z1（m）和Z2（m）高度处10min平均风速（m/s）;P风速高度指数，依赖于大气稳定度和地面粗糙度。地区稳定度等级ABCDE、F城市0.10.150.20.250.3乡村0.070.070.100.150.25导则推荐的各稳定度等级下的导则推荐的各稳定度等级下的P

4、值值 第一节第一节 概述概述v2.大气湍流 大气除了整体水平运动以外，还存在着一种不规则运动。大气的不规则的、三维的小尺度运动称为大气湍流。在大气中，由于受各种大气尺度的影响的结果，导致三维空间的风向、风速发生连续的随机涨落，这种涨落是大气中污染物质扩散过程的一种特征。第一节第一节 概述概述v(二)大气的温度层结与逆温v大气的温度层结是指大气的气温在垂直方向上的分布，即指在地表上方不同高度大气的温度情况。大气的湍流状况在很大程度上取决于近地层大气的垂直温度分布，因而大气的温度层结直接影响着大气的稳定程度，稳定的大气将不利于污染物的扩散。对大气湍流的测量比对相应垂直温度的测量要困难得多，因此常用

5、温度层结作为大气湍流状况的指标，从而判断污染物的扩散情况。第一节第一节 概述概述 由于近地层实际大气的情况非常复杂，实际大气的气温垂直分布与标准大气可以有很大的不同。总括起来有下述三种情况：v(1)气温随高度的增加而降低，其温度垂直分布与标准大气相同，此时0；v(2)高度增加，气温保持不变，符合这样特点的气层称为等温层，此时=0;v(3)气温随高度的增加而增加，其温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度逆增，简称逆温。出现逆温的气层叫逆温层。此时1时，表示实测的污染物浓度已超过评价标准。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v一、大气环境影响预测方法一、大气环境影响预测方法v在环

6、评中通常是采用大气环境影响预测方法判断拟建项目或规划项目完成后对评价区域大气环境的影响程度和范围，并由此得到建设项目或规划项目的选址、建设规模是否合理，环保措施和建设项目或规划项目是否可行等结论。常用的大气环境影响预测方法是通过建立数学模型来模拟各种气象条件、地形条件下的污染物在大气中输送、扩散、转化和清除等物理、化学机制。v大气环境影响预测的步骤一般为：v确定预测因子。v确定预测范围与计算点。v确定污染源计算清单。v确定气象条件。v确定地形数据。v确定预测内容和设定预测情景。v选择预测模式。v确定模式中的相关参数。v进行大气环境影响预测与评价。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v

7、（一）预测因子v预测因子应根据评价因子而定，选取有环境空气质量标准的评价因子为预测因子。对于项目排放的特征污染物也应该选择有代表性的作为预测因子。预测因子应结合工程分析的污染源分析，区别正常排放、非正常排放下的污染因子。尤其在非正常排放情况下，应充分考虑项目的特征污染物对环境的影响。此外，对于评价区域污染物浓度已经超标的物质，如果拟建项日也排放此类污染物，即使排放量比较小，也应该在预测因子中考虑此类污染物。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v（二）预测范围和计算点v预测受体即为计算点，一般可分为预测网格点及预测关心点。v预测范围应至少包括整个评价范围，并覆盖所有关心的敏感点，同时还

8、应考虑污染源的排放高度、评价范围的主导风向、地形和周围环境敏感区的位置等以进行适当调整。表表4-2预测网格点设置方法预测网格点设置方法v预测网格方法预测网格方法直角坐标网格极坐标网格布点原则网格等间距或近密远疏法径向等间距或距源中心近密远疏法预测网格点距离源中心l000m50100m50100m网格距距离源中心1000m100500m100500m第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v（三）污染源计算清单v大气污染源按预测模式的模拟形式分为点源、面源、线源、体源四种类别。表表4-3点源参数调查清单点源参数调查清单表表4-4矩形面源参数调查清单矩形面源参数调查清单第三节第三节 大气环境

9、影响预测大气环境影响预测表表4-6近圆形面源参数调查清单近圆形面源参数调查清单表表4-7体源参数调查清单体源参数调查清单表表4-8线源参数调查清单线源参数调查清单表表4-9颗粒物粒径分布调查清单颗粒物粒径分布调查清单v（四）气象条件 大气中污染物的扩散和当地气象条件密切相关，大气预测所采用的气象参数能否代表评价项目所在区域的气象特征，是影响预测结果是否准确的一个重要因素。此外不同的预测模式所需气象参数也略有不同，见表4-10。气象条件 ADMSEIA AERMOD CAILPUFF常规地面气象观测数据必须为地面逐时气象参数必须为地面逐时 气象参数必须为地面逐时气象参数高空气象数据可选必须为对应

10、每日至少一次探空数据必须有一个或以上探空站，对应每日至少一次探空数据近地面补充高空数据可选可选可选表4-10不同的预测模式气象参数要求第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v(五)地形数据v在非平坦的评价范围内，地形的起伏对污染物的传输、扩散会有一定的影响。对于复杂地形下的污染物扩散模拟需要输入地形数据。同的评价范围所对应的地形数据精度，可以参考表4-11收集。评价范围510km1030km3050km50km地形数据网格距100m250m500m5001000m表表4-11不同评价范围建议地形数据精度不同评价范围建议地形数据精度v（六）确

11、定预测内容和设定预测情景v设定合理有效的预测方案，有利于全面了解污染源对区域环境的影响。预测方案的设计，关键因素是合理选择污染源的组合方案。v预测情景根据预测内容设定，一般考虑五个方面的内容：污染源类别、排放方案、预测因子、气象条件、计算点。常规预测情景组合见表4-12。序号污染源类别排放方案预测因子计算点常规预测内容1新增污染源(正常排放)现有方案推荐方案所有预测因子环境空气保护目标网格点区域最大地面浓度点小时浓度日平均浓度年均浓度2新增污染源(非正常排放)现有方案推荐方案主要预测因子环境空气保护目标区域最大地面浓度点小时浓度3削减污染源(若有)现有方案推荐方案主要预测网子环境空气保护目标日

12、平均浓度年均浓度4被取代污染源(若有)现有方案推荐方案主要预测因子环境空气保护目标日平均浓度年均浓度5其他在建、拟建项目相关污染源(若有)主要预测因子环境空气保护目标日平均浓度年均浓度表表4-12常规预测情景组合常规预测情景组合第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v（七）预测模式v采用环境影响评价技术导则-大气环境(HJ2.22008)推荐模式清单中的进一步预测模式进行大气环境影响预测。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。进一步预测模式是一些多源预测模式，包括AERMOD、ADMS和CALPUFF，适用于一、二级评价工作的进一步预测工作。分类AERMODADM

13、SCALPUFF适用评价等级一级、二级评价一级、二级评价一级、二级评价污染源类型点源、面源、体源点源、面源、线源和体源点源、面源、线源和体源适用评价范围小于等于50km小于等于50km大于50km对气象数据最低要求地面气象数据及对应高空气象数据地面气象数据地面气象数据及对应高空气象数据适用污染源类型点源、面源和体源点源、面源、线源和体源点源、面源、线源和体源适用地形及风场条件简单地形、复杂地形简单地形、复杂地形简单地形、复杂地形、复杂风场模拟污染物气态污染物颗粒物气态污染物颗粒物气态污染物、颗粒物、恶臭、能见度其他街谷模式长时间静风、岸边熏烟表表4-13推荐预测模式一般适用范围推荐预测模式一般

14、适用范围第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v（八）模式中的相关参数v在进行大气环境影响预测时，应针对区域特征，以及不同的污染物及预测范围、预测时段，对模式参数进行比较分析，合理选择模式参数。参数类型ADMSEIAAERMODCALPUFF地表参数地表粗糙度，最小M-O长度地表反照率、BOWEN率、地表粗糙度地表粗糙度、土地使用类型、植被代码干沉降参数干沉降参数干沉降参数干沉降参数湿沉降参数湿沉降参数湿沉降参数湿沉降参数化学反应参数化学反应选项半衰期、NO，转化系数、臭氧浓度等化学反应计算选项表表4-14不同预测模式所需主要参数不同预测模式所需主要参数第三节第三节 大气环境影响预测大

15、气环境影响预测v(九)大气环境影响预测分析与评价v按设计的各种预测情景和方案分别进行模拟计算，并对结果进行分析与评价，主要内容包括：v(1)对环境空气敏感区的环境影响分析，应考虑其预测值和同点位处的现状背景值的最大值的叠加影响；对最大地面浓度点的环境影响分析可考虑预测值和所有现状背景值的平均值的叠加影响。v(2)叠加现状背景值，分析项目建成后最终的区域环境质量状况，即：新增污染源预测值+现状监测值-削减污染源计算值(如果有)-被取代污染源计算值(如果有)=项目建成后最终的环境影响。若评价范围内还有其他在建项目、已批复环境影响评价文件的拟建项目，也应考虑其建成后对评价范围的共同影响。v(3)分析

16、典型小时气象条件下，项目对环境空气敏感区和评价范围的最大环境影响，分析是否超标、超标程度、超标位置，分析小时浓度超标概率和最大持续发生时间，并绘制评价范围内出现区域小时平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图。v(4)分析典型日气象条件下，项目对环境空气敏感区和评价范围的最大环境影响，分析是否超标、超标程度、超标位置，分析日平均浓度超标概率和最大持续发生时间，并绘制评价范围内出现区域日平均浓度最大值时所对应的浓度等值线分布图。v(5)分析长期气象条件下，项目对环境空气敏感区和评价范围的环境影响，分析是否超标、超标程度、超标范围及位置，并绘制预测范围内的浓度等值线分布图。v(6)分析评价不同排放

17、方案对环境的影响，即从项目的选址、污染源的排放强度与排放方式、污染控制措施等方面评价排放方案的优劣，并针对存在的问题(如果有)提出解决方案。v(7)对解决方案进行进一步预测和评价，并给出最终的推荐方案。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v(十)评价结论与建议v在环境影响报告中预测部分的最后，应结合不同预测方案的预测结果，从项目选址、污染源的排放强度与排放方式、大气污染控制措施、区域环境空气质量承载能力以及总量控制等方面综合进行评价，并明确给出大气环境影响可行性结论。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测二、大气环境影响预测推荐模式说明二、大气环境影响预测推荐模式说明vHJ2

18、.2-2008给出了大气环境影响预测推荐模式清单。推荐模式清单包括估算模式、进一步预测模式和大气环境防护距离计算模式等。v(一)估算模式v估算模式是一种单源预测模式，可计算点源、面源和体源等污染源的最大地面浓度，以及建筑物下洗和熏烟等特殊条件下的最大地面浓度，估算模式中嵌入了多种预设的气象组合条件，包括一些最不利的气象条件，此类气象条件在某个地区有可能发生，也有可能不发生。经估算模式计算出的最大地面浓度大于进一步预测模式的计算结果。对于小于1小时的短期非正常排放，可采用估算模式进行预测。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境影响预测v(二)进一步预测模式v1AERMOD模式系统vAERMOD是

19、一个稳态烟羽扩散模式，可基于大气边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。v2ADMS模式系统vADMS可模拟点源、面源、线源和体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布，还包括一个街道窄谷模型，适用于农村或城市地区、简单或复杂地形。模式考虑了建筑物下洗、湿沉降、重力沉降和干沉降以及化学反应等功能。v3CALPUFF模式系统vCALPUFF是一个烟团扩散模型系统，可模拟三维流场随时间和空间发生变化时污染物的输送、转化和清除过程。第三节第三节 大气环境影响预测大气环境

20、影响预测第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理一、大气环境容量一、大气环境容量v(一)大气环境容量的基本属性v在给定的区域内，达到环境空气保护目标而允许排放的大气污染物总量，就是该区域大气污染物的环境容量。v特定地区的大气环境容量与以下因素有关：v(1)涉及的区域范围与下垫面复杂程度。v(2)空气环境功能区划及空气环境质量保护目标。v(3)区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布。v(4)区域大气扩散、稀释能力。v(5)特定污染物在大气中的转化、沉积、清除机理。v(二)大气环境容量的计算方法v1修正的A-P值法vA-P值法是最简单的大气环境容量估算方法，其特点是不需要知道污染源

21、的布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算指定区域的大气环境容量，对决策和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，适用于开发区规划阶段的环境条件的分析。v2模拟法v模拟法是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境质量变化是否会导致环境空气质量超标。如果超标可按等比例或按对环境质量的贡献率对相关污染源的排放量进行削减，以最终满足环境质量标准的要求。满足这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容量。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v3线性优化法v对于特定的开发区，如果污染源布局、排放方式已确定，那么我们就可以建立源排放和环境质量之间的输

22、入响应关系，然后根据区域空气质量环境保护目标，采用最优化方法，便可以计算出各污染源的最大允许排放量，而各污染源最大允许排放量之和，就是给定条件下的最大环境容量。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理二、大气环境防护距离二、大气环境防护距离v凡不通过排气筒或通过15m高度以下排气筒的有害气体排放，均属无组织排放。工业企业应采用合理的生产工艺流程，加强生产管理与设备维护，最大限度地减少有害气体的无组织气体排放。在无组织排放的气体进入呼吸带大气时，如果其浓度超过GB3095与GBZl-2002规定的居住区容许浓度限值，则无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)与居住区之间应设

23、置卫生防护距离。计算出的距离是以污染源中心点为起点的控制距离，并结合厂区平面布置图，确定控制距离范围，超出厂界以外的范围，即为项目大气环境防护区域。v各类当无组织源排放多种污染物时，应分别计算，并按计算结果的最大值确定其大气环境防护距离。v对于属于同一生产单元（生产区、车间或工段）的无组织排放源，应合并作为单一面源计算并确定其大气环境防护距离。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v大气环境防护距离计算采用导则推荐的大气环境防护距离计算模式。v大气环境防护距离计算模式是基于估算模式开发的计算模式，此模式主要用于确定无组织排放源的大气环境防护距离。大气环境防护距离一般不超过200

24、0m，如计算无组织排放源超标距离大于2000m，则应建议削减源强后重新计算大气环境防护距离。v大气环境防护距离计算模式主要输入参数包括：面源有效高度（m）；面源宽度（m）；面源长度（m）；污染物排放速率（m/s）；小时评价标准（mg/m3）。v大气环境防护距离计算模式的执行文件及使用说明可到环境保护部环境工程评估中心环境质量模拟重点实验室网站（）下载。三、大气环境保护对策三、大气环境保护对策v大气污染控制技术是重要的大气环境保护对策措大气污染控制技术是重要的大气环境保护对策措施，大气污染的常规控制技术分为洁净燃烧技术、施，大气污染的常规控制技术分为洁净燃烧技术、高烟囱烟气排放技术、烟高烟囱烟气

25、排放技术、烟(粉粉)尘和气态污染物净尘和气态污染物净化技术等。化技术等。v洁净燃烧技术是在燃烧过程中减少污染物排放与洁净燃烧技术是在燃烧过程中减少污染物排放与提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和污染排提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和污染排放控制等所有技术的总称。放控制等所有技术的总称。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v洁净煤燃烧技术主要包括以下几个方面：v(1)先进的燃煤技术：整体煤气化联合循环发电(IGCC)；循环流化床燃烧(CFBC)；煤和生物质及废弃物联合气化或燃烧；低NOx燃烧技术；改进燃烧方式；直接燃烧热机。v(2)燃煤脱硫、脱氮技术：先进的煤炭洗选技术；型

26、煤固硫技术；烟气处理技术；先进的焦炭生产技术等。v(3)煤炭加工成洁净能源技术：洗选；温和气化；煤炭直接液化；煤气化联合燃料电源；煤的热解等。v(4)提高煤炭及粉煤灰的有效利用率和节能技术。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘是我国主要的大气污染物，中华人民共和国大气污染防治法燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策及我国酸雨控制区和二氧化硫污染控制区环境政策对二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘的控制提出了明确而严格的要求。尽量减少二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘的排放，对于保护和改善大气环境，不仅十分重要，而且十分紧迫，故对二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘控

27、制技术做一概述。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v（一）二氧化硫控制技术v二氧化硫的控制方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。以下就燃料的燃烧前、燃烧过程和末端尾气的脱硫方式进行讨论。v1燃烧前燃料脱硫v2燃烧脱硫v3燃烧烟气脱硫第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v（二）氮氧化物控制技术v从烟气中去除氮氧化物(NOx)的过程简称烟气脱氮或氮氧化物控制技术，俗称烟气脱硝。它与烟气脱硫相似，也需要应用液态或固态的吸收剂或吸附剂来吸收吸附NOx，以达到脱氮目的。v目前烟气脱氮技术有20多种，从物质的状态来分，可分为湿法和

28、干法两大类。一般习惯从化工过程来分，大致可分三类：催化还原法、吸收法和固体吸附法等 第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理v(三)烟(粉)尘控制技术v烟(粉)尘的治理主要是通过改进燃烧技术和采用除尘技术来实现。v(1)改进燃烧技术。v(2)采用除尘技术。第四节第四节 大气环境污染控制管理大气环境污染控制管理思考题与习题思考题与习题v1描述不同大气层结下烟流的扩散特征及其可能出现的时间。v2简述大气污染源的分类，并说明污染源现状调查应包括的内容和常用的调查方法。v3简述常见的不利气象条件及其特点。v4制定一个比较完善的大气环境质量现状监测方案，通常应考虑哪些方面的内容?v5判定大气环境影响评价工作等级的依据有哪些?简述之。v6简述大气环境影响评价的主要内容和方法。v7简述大气环境影响预测的目的与内容?v8在选取大气环境预测方法时，应考虑哪些方面的因素?v9简述各等级评价大气环境影响的预测内容及要求。v10简述大气环境容量的计算方法。