大气环境容量

大气环境容量（通用3篇）

大气环境容量 篇1

1 前言

区域开发环境影响评价就是在一定区域内以可持续发展为目标, 以区域开发规划为依据, 从整体上综合考虑区域内拟开发的各种社会经济活动对环境产生的影响。并据此制定和选择维护区域良性循环, 实现经济可持续发展的最佳行动规划或方案, 同时也为区域开发规划和管理提供决策依据。它具有战略性、复杂性、整体性、不确定性和超前性的特点。所谓大气环境容量, 是指大气自然净化能力之内允许的某种污染物的排放总量。实际研究时更关注的是“区域大气环境容量”, 即在一定的气象条件及一定的排污源条件下, 某一特定区域在满足该区域大气环境目标的前提下, 单位时间所能允许的各类污染源向大气中排放的某种污染物的总量。

2 大气环境容量的估算方法

目前大气环境容量的估算方法主要有以下几种:

2.1 A-P值法

这是以大气质量标准为控制目标, 在考虑到大气污染物扩散稀释规律的基础上, 使用控制区排放总量允许限值和点源排放允许限值来计算大气环境容量。

2.2 反演法

利用大气环境质量模型 (如窄烟云稀释矩阵模型) , 在给定大气环境质量标准的情况下, 通过模型反演, 即已知地面浓度求排放量的方法, 反算控制区各种污染源的排放总量 (环境容量) 。

2.3 模拟法

利用大气环境质量模型模拟区域内污染源排放的污染物所产生的地面浓度是否会导致环境空气质量超标。

2.4 线性规划法

根据线性规划理论计算大气环境容量。该方法以不同功能区的环境质量标准为约束条件, 以区域污染物排放量极大化为目标函数。这种满足功能区达标对应的区域污染物的极大排放量可视为区域的大气环境容量。

下面用实例对A-P法估算区域大气环境容量的方法作较详细地论述。

3 重庆市九龙园区B2区环境影响报告书中大气环境容量的估算

3.1 园区特点及规模介绍

九龙园区是国家科技部和重庆市批准设立的高新技术产业开发区, 于1998年7月挂牌成立, 2001年全面启动。九龙园区用地范围西至中梁山, 东、南以九龙坡与大渡口的行政区界为界, 北以中梁山组团J标准分区为界。园区分为A、B、C区, 规划总面积38km2。A区、B区为九龙园区的启动区, A区以九龙镇堰龙村、新农村自然地界为界, B区位于九龙坡区华岩镇, 包括华岩镇半山村、齐团村和华岩村。C区为A、B区的拓展区, 位于九龙坡区中梁山以西的西部新城中心区域, 涉及巴福镇、石板镇和陶家镇。目前, A、B区已初步形成了富有特色的七大产业群。B2区也是九龙园区的拓展区, 其规划范围为:西至跳蹬河, 东至华福路边界, 北以中梁山组团J标准分区为界, 南以中梁山K07-1外围红线为界, 规划总面积65.18ha, 用地性质为二类工业用地52.26ha, 道路用地12.92ha, 此外, 华福路以东的L21-2、L18-2两地块也属B2区, 规划范围线划至周边道路中心线。其发展定位为机械加工, 优先发展机械装备、汽摩设备制造等传统工业和高新技术产业, 严禁高污染、高能耗、高水耗项目, 鼓励清洁生产和循环经济产业链企业入驻。通过监测, 评价区域的环境空气质量较好, 各主要监测项目均满足环境空气质量二级标准要求。B2区入驻企业建成投产后, 大气污染负荷预测汇总见表3-1。由于B2区工业主要以汽摩配、民用机械等轻污染行业为主, 排放的对植物生长危害较大的大气污染物主要是SO2, 其产生不良影响途径主要是通过植物叶部发生作用, 也可通过大气使土壤、水体污染后间接影响植物。

3.2 计算过程及结果

A-P值法模型属于箱模型。该模型基本原理是将总量控制区上空的空气混合层视为承纳地面排放污染物的一个箱体。污染物排放箱体后被假定为均匀混合。箱体能够承纳的污染物量与箱体体积 (等于混合层高乘以区域面积) 、箱体的污染物净化能力以及对箱内污染物浓度的限度 (即区域环境空气质量目标) 呈正比。其中箱体高度和自净能力属于自然条件, 随地区而定, 方法中用A值来表示。在不同地区, 可根据当地的A值、当地总量控制区的环境空气质量目标以及控制区面积确定总量控制区的环境空气容量。考虑B2区为轻污染的二类工业, 总量控制区内排气筒几何高度低于30m, 在此基础上根据《开发区区域环境影响评价技术导则》中推荐的环境容量估算方法, 依据GB/T3840—91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》, 按照区域大气污染物排放总量的计算方法, 对B2区环境容量进行偏保守的估算, 具体计算过程如下:

3.2.1 总量控制区污染物排放总量的限值由式 (1) 计算:

式中:Qak----总量控制区某种污染物年允许排放总量限值, 104t;

Qaki----第i功能区某种污染物年允许排放总量限值, 104t;

n----功能区总数;

i----总量控制区内各功能分区的编号;

a----总量下标;

k----某种污染物下标。

3.2.2 各功能区污染物排放总量限值由式 (2) 计算:

式中:Qaki----第i功能区某种污染物年允许排放总量限值, 104t;

S----总量控制区总面积, km2;

Si----第i功能区面积, km2;

Aki----第i功能区某种污染物排放总量控制系数, 104t·a-1·km-1, 计算方法见3.2.3。

3.2.3 各类功能区内某种污染物排放总量控制系数由式 (4) 计算:

式中:Aki----第i功能区某种污染物排放总量控制系数, 104t·a-1·km-1;

Cki----GB 3095等国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第i功能区类别相应的年日平均浓度限值, mg·m-3;均按二类标准取值。

A----地理区域性总量控制系数, 104·km2·a-1, 按GB/T3840—91表1选取A=2.8。

3.2.4 总量控制区内低架源 (几何高度低于30m的排气筒排放或无组织排放源) 大气污染物年排放总量限值由式 (5) 计算:

式中:Qbk----总量控制区内某种污染物低架源年允许排放总量限值, 104t;

Qbki----第i功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值, 104t, 其计算方法见3.2.5;

b----低架源排放总量下标。

3.2.5 各功能区低架源污染物排放总量限值按式 (6) 计算。

式中:Qbki----第i功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值, 104t;

Qaki----第i功能区某种污染物年允许排放总量限值, aki104t;

a----低架源排放分担率, 按GB/T 3840—91表1选取a=0.15。

3.3 计算结果与控制总量比较

通过计算得出九龙园区B2区大气污染物允许排放的目标总量见表3-2

注:因二甲苯无年平均浓度, 评价参照《环境影响评价技术导则大气环境》 (HJ/2.2-93) 8.1.2.5条, 以其一次浓度的0.12倍值0.036mg/m3作为其计算二甲苯环境容量时的年日平均浓度, 而其一次浓度引自《工业企业设计卫生标准》 (TJ36-79) 为0.3mg/m3.

九龙园区B2区主要采用清洁的能源电和天然气, 外排大气污染物均达标排放, 项目建成后区域环境空气质量可满足二类功能区划的要求。由表3-3可知, 园区大气污染物预测排放量较小, SO2、NO2、烟 (粉) 尘和苯系物 (包括二甲苯、苯和甲苯) 排放量分别占B2区环境空气允许排放目标总量的4.06%、10.73%、0.93%和9.7%, 区域环境可以承受园区排放的大气污染物, 不会因项目的建设而突破区域大气污染物允许排放目标总量, 表明区域大气污染物总量控制目标能够实现。

在上面分析的基础上, 我们提出重庆九龙园区B2区开发建设污染物排放总量控制的建议值, 见表3-4

4 结语

由于经济的持续高速发展, 城市大气污染源的不断密集化, 工业污染物排放量越来越大。我国在上个世纪9O年代初期开始在各主要城市实行重点污染物总量控制, 大气污染物总量控制的实施, 这是控制我国城市大气污染的根本途径。故研究区域大气环境容量, 以区域环境承载能力来确定开发区污染物允许排放总量, 是区域大气环境影响评价中必须解决的问题。区域大气环境容量是区域环评中的重点评价内容。通过容量计算并结合地块开发性质和规模, 可判断区域开发强度和能源利用是否合适, 从而给出区域开发大气污染物的建议允许排放量。本文通过重庆市九龙园区B2区区域环评中大气环境容量实例计算, 使我们对A-P值法有了更深地了解。从而认识到环境容量是确定污染物排放总量指标的依据, 而污染物排放总量决定了对区域环境的影响程度, 只有排放总量小于环境容量, 才能保证环境目标的实现。若开发区引进的行业用能较高的话, 应配置集中供热系统或使用清洁燃料 (天然气或轻油) , 以全面实现区域大气环境保护目标, 促进区域可持续发展。

参考文献

[1]《环境影响评价工程师职业资格登记培训系列教材-社会区域》.

[2]GB/T13201.91, 制定地方大气污染物排放标准的技术方法[S].1991.

[3]国家环保局, 中国环境科学院.城市大气污染总量控制方法手册[M].北京:中国环境科学出版社, 1991.

[4]秦艳, 施介宽.大区域大气总量控制模式的影响因素及改进研究[J].中国纺织大学学报, 1999, 25 (5) :17.23.

大气环境容量 篇2

摘要：以上海市某出口加工区SO2环境容量为例,说明大气环境容量计算方法的科学性和实用性.要科学、合理地确定某一区域的大气环境容量,宜综合采用A-P值法、平权法和源强优化法,其中A-P值法是一种逐源控制法,平权法是一种按地面污染浓度贡献的大小进行削减的方法,源强优化法是在满足环境质量控制目标的.前提下保证削减总量最小的分配方法.为了保证计算环境容量的可操作性,还可引进反演规划法,该方法基本模型采用窄烟流稀释矩阵模型.作 者：蔡治平   阎茹    CAIZhiping    YAN Ru  作者单位：蔡治平,CAIZhiping(中船第九设计研究院,上海,63)

阎茹,YAN Ru(上海市环境保护局,上海,200003)

期 刊：武汉工程大学学报  ISTIC  Journal：JOURNAL OF WUHAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 30(1) 分类号：X821 关键词：大气环境容量    A值法控制   平权分配    源强优化    反演规划   

大气环境容量 篇3

关键词：CALPUFF,环境容量测算,控制目标

大气环境容量是指根据大气自然净化能力, 在区域内特定污染源布局和结构条件下, 达到环境目标值所允许的大气污染物最大排放量。我国大气污染防治工作从点源治理到集中控制、从城市环境综合整治到区域污染控制、从浓度控制到总量控制的转变, 大气环境保护的法规、标准及管理体系已初步形成, 但面临的大气污染防治工作, 尤其是现各大城市频繁出现的雾霾天气等问题仍然严峻。为使污染物总量的控制与环境容量和污染源挂钩, 有效促进环境管理的科学化和系统化, 需要测算大气环境容量。

现在我国测大气环境容量一般有A—P值法和多源模式法。CALPUFF模式测算大气环境容量属多源模型法, 该空气污染扩散模型能建立起污染源、地区地形和气象条件与污染物浓度的动态响应关系, 根据模拟得到区域内的浓度, 反推得到污染物排放总量。该模式可模拟几十米到几百公里的区域, 尤其在区域范围较广和复杂地形条件下具有突出优势, 近年来在国内已有成功的使用经验。

本文主要针对CALPUFF模式测算大气环境容量中可能遇到的问题进行讨论, 并从模型修正、污染源数据调查、容量计算等方面应注意的关键问题。

一、CALPUFF模型简介

CALPUFF模式系统包括边界层气象模式CALMET、污染物扩散模式CALPUFF和后处理软件CALPOST三大部分。其中, CALMET是一个在三维网格化的模式区域中的逐时风场、温度场气象模型, 其初始气象场数据可使用区域地面、高空气象观测资料, 通过诊断模式获得;也可使用中尺度气象预测模式 (例如MM5) 的输出资料。CALPUFF是一个传输和扩散模式, 模拟污染物作为烟团从源排放后的平流输送以及沿途扩散和转化过程, 准确的气象场模拟是CALPUFF模式浓度预测质量的前提。CALPUFF模式系统理论基础较为完善, 考虑了气象条件、地形条件、城市建筑物的下洗过程、污染源排放高度、污染源排放状况等诸多因素的影响。

二、容量测算问题讨论

在实际研究中, 为考虑区域环境功能区划、合理进行产业布局等, 我们需要控制大气环境的总量以及优化环境目标。以CALPUFF大气扩散模型和性优化模型相结合的方式, 以区域环境质量目标为约束条件, 模拟区域的大气环境浓度, 在浓度达标的条件下反推测算大气环境容量。

1. 控制原则

为满足环境浓度达到标准, 污染物落地点最大质量浓度应满足给定标准为控制原则。以污染源对各控制点的总浓度贡献均小于控制目标值和各污染源排放量非负为约束条件, 建立大气环境容量线性规划模型。当污染物模拟浓度超过给定标准时, 考虑削减各污染源污染物排放量, 以保证在各控制点满足给定质量浓度标准的前提下, 寻求区域污染物削减量最小的削减方案;另外, 当污染物预测浓度低于给定标准时, 可考虑在区域内增加排放, 为今后的产业布局和发展规划提供科学依据。

2. 模式检验和修正

由于各地区的实际情况各异, 需要对模式直接计算出来的结果进行相关性检验和修正, 一般要求模拟与实测值线性相关系数达到0.6以上, 且检验样本天数在100d以上为宜。某一地区空气污染物的来源主要有本地污染源贡献、背景值和境外污染贡献等, 再加上虑各种污染物的自然净化作用, 即:C实测=C模拟+C背景+C境外或二次+A0。其中, C实测为实际监测的污染物浓度 (mg/m3) ;C模拟模型模拟的浓度 (mg/m3) C境外或二次境外污染贡献和本地二次扬尘贡献 (mg m3) ;A0其它贡献因子 (如自然净化和沉降等) 。将实测数据与模拟浓度进行对比验证模型。

3. CALPUFF进行容量测算中的问题

首先, 环境容量由两类因素决定:一类是自然因素, 即污染物在大气中的输送、扩散、干湿沉积以及各种化学清除与转化过程等;另一类是社会因素, 包括污染源的布局、污染物的种类与排放方式、控制点的选取、环境目标值的确定等[2]。在实际运用中, 环境容量研究都是基于统计方法来进行的, 不能全面反映实际容量变化, 从技术上分析, 各要素均会对结果产生无法避免的误差, 导致测算结果与实际有出入。其次, 影响环境容量核算精确度的重要因素是基础资料的准确性和详尽性。CALPUFF模式本身具有较强的复杂性, 对计算数据要求较高, 从气象资料来说, 目前国内气象站一般只提供一日四次地面气象数据, 而模型需要逐时地面气象数据和一日两次探空数据;从排放源数据来说, 在污染源调查中, 没有区分排放的时间谱, 在计算的时候将一年的排放量分摊到整个各小时中, 产生较大误差, 另外, 由于人为的原因, 在统计时易对容量测算结果影响较大的参数如地理坐标、烟气温度、烟气流速产生错误, 这些都会影响模拟的结果。此外, 虽然CALPUFF模型能考虑污染物在考虑传输过程中的化学过程, 但是由于目前的监测条件限制, 很多资料无法满足要求, 如臭氧的小时浓度文件等, 导致在模拟中化学反应过程几乎没有考虑, 而污染物尤其是氮氧化物等在传输过程中转化的量是很大的。

三、结语

从现有的研究成果看, 在区域尺度范围下, 利用大气边界层预测模式CALPUFF计算复杂地形及气象条件下的区域大气环境容量是有效的方法, 也是将来大气环境容量研究的主要方向。为得到更好的模拟效果, 需得到满足精度要求的气象数据、尽量客观详实的排放源数据以及更全面的考虑传输过程中的化学反应过程。

参考文献

[1]李云生, 谷清, 冯银厂, 等.城市区域大气环境容量总量控制技术指南北京[S]:中国环境科学出版社, 2005.