大气环境影响评价

1第5章大气环境影响评价234本章内容5.1大气环境污染与大气扩散5.2大气环境影响预测5.3开发行为对大气环境的影响识别5.4大气环境影响评价55.1大气环境污染与大气扩散一、大气环境污染大气中有害物质的数量、浓度和存留时间超过了大气环境所允许的范围。1．大气污染源自然污染源：是指自然原因向环境释放的污染物；人为污染源：是指人类生活活动和生产活动形成的污染源。6按污染源几何形状和污染影响范围分为：点源：污染物集中于一点或相当于一点的小范围排放源面源：在相当大的面积范围内有许多个污染物排放源；线源：污染物集中在一条线上的呈线状排列的排放源；体源：在三维空间范围内有许多个污染源所造成的污染。7源强：污染源排放污染物的数量的概念以源强或排放速率表示。点源：单位时间内排放的物质量（t/a,kg/h,g/s）或者单位时间排放的污染物体积（m3/s）面源：单位时间、单位面积上排放的污染物的量[g/(m2·s)]线源：单位时间、单位长度上排放的污染物的量[g/(m·s)]瞬时排放：一次施放的污染物的总量（kg,g）燃料的污染排放系数：单位质量的燃料燃烧所排放出的气体或烟尘污染物的量（g/g）8种类（按化学成分）含硫化合物含氮化合物含碳化合物卤代化合物放射性物质和其它有毒物质92、大气污染物不同存在状态气溶胶污染物气态污染物指分散在气体介质中，以液体或固体微粒为分散相，粒径大部分小于lμm的微粒。具有胶体性质，对光线有散射作用。气态污染物包括无机污染物和有机污染物两大类。不同形成方式一次污染物二次污染物一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的新的大气污染物，毒性比一次污染物还强。从污染源直接生成并排放进入大气的，在大气中保持其原有的化学成分。10大气组成与空气污染物成分低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成干洁空气：除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体，主要成分N2、O2、Ar、CO2等干洁空气成分中，N2、O2两种成分占99%CO2、O3所占比例很小，但对大气温度和人类生活都有较大影响11二、大气扩散过程是指排放到大气中的空气污染物在大气湍流作用下迅速分散开来的现象。污染物在大气中的分布受制于大气的输送和扩散过程。大气层温度的垂直分布决定了大气层稳定状况，因此大气湍流强度与大气层温度分布密切相关。在不同的稳定度条件下大气具有不同的稀释扩散能力。12大气除了整体水平运动以外，还存在着不同于主流方向的各种不同尺度的次生运动或漩涡运动，我们把这种极不规则的大气运动称作湍流。1、湍流13对流层内，气温垂直变化的总趋势，是随高度的增加而逐渐降低。气温垂直变化的这种情况，用气温垂直递减率（γ）来表示。干绝热递减率：干空气团或未饱和的湿空气团绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，用γd表示。当γ＞γd时，大气处于不稳定状态；当γ=γd时，气层是中性的；当γ＜γd时，大气则处于稳定状态。2、大气稳定度和污染不同的稳定度条件下大气具有不同的稀释扩散能力！稳定扇形γ﹤γd不同的稳定度条件下大气具有不同的稀释扩散能力！中性圆锥型γ=γd不同的稳定度条件下大气具有不同的稀释扩散能力！不稳定波浪型γ＞γd17逆温层具有逆温的大气层是强稳定的大气层。逆温层对污染物的扩散起着抑制作用，直接关系着地面污染程度。空气污染事故大多发生在有逆温层和静风条件下。18选择题影响大气扩散能力的主要动力因子是()。（A）风和大气稳定度（B）大气的温度层结和大气稳定度（C）湍流和大气的温度层结（D）风和湍流影响大气扩散能力的主要热力因子是()。（A）风和大气稳定度（B）大气的温度层结和大气稳定度（C）湍流和大气的温度层结（D）风和湍流19（1）风3、影响大气污染的其它因素平均风速风向频率污染系数20（2）辐射与云地面和大气层吸收太阳辐射能，又不断放出辐射能。地面及大气的热状况、温度的分布和变化制约着大气运动状态，影响着云与降水的形成，对空气污染起着一定的作用。云对太阳辐射有反射作用。21（3）天气形势低气压控制时，若风速较大，大气多为中性或不稳定性状态，有利于污染物的扩散在高气压控制下，易形成逆温（下沉逆温和辐射逆温），抑制湍流的向上发展降水、雾等对空气污染状况也有影响22(4)下垫面条件下垫面：大气底部与地表的接触面，如：海洋、陆地、森林、草原、湖泊、积雪等山区地形、水陆界面、城市热岛效应是三个最典型的下垫面对大气污染的影响。23一、大气扩散基本计算公式通常以高斯大气扩散公式为主高斯模式的四点假设污染物浓度在y、z轴上的分布符合正态分布；在全部空间中风速是均匀的、稳定的；源强是连续均匀的；在扩散过程中污染物质量守恒。241、连续点源烟流扩散公式2222222exp2exp2exp2),,(zezeyzyHzHzyuQzyxcc(x,y,z)—下风向（x,y,z）点处的空气污染物浓度，mg/m3x,y,z—下风向距离，横风向距离，距地面高度，mQ—气载污染物源强，即释放率，mg/su—排气筒出口处的平均风速，m/sσy,σz—水平、垂直方向的扩散参数He—有效排放高度，m适合于连续排放扩散的物质且源强恒定的源25根据以上连续点源烟流扩散公式，可得地面最大浓度ρmax及其距排气筒的距离xmaxσy/σz=常数yzeeuHQ2max2)(2222/12maxxHxze26σy/σz≠常数，且12max2PeuHQe222/121/12max1eHx2121yxxz地面浓度扩散模式我们时常关心的是地面浓度而不是任一点的浓度。222222()()(,,)exp(){exp)exp)}2222eeyzyzzzHzHQyCxyzu当z＝0时，由推导得到地面浓度模式：2222(,,0)exp()exp()22eyzyzHQyCxyu地面轴线浓度扩散模式22(,0,0)exp()2eyzzHQCxu地面浓度以X轴为对称，X轴上具有最大值，向两侧（Y方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。当y=0，z＝0时，由222222()()(,,)exp(){exp)exp)}2222eeyzyzzzHzHQyCxyzu推导得到地面轴线浓度模式：σy和σz是距离x的函数，随x的增大而增大，通常可表示成下列幂函数形式：11xy22xz式中γ1、γ2、α1、α2均为常数。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!yzQu22exp()2ezH随x增大而减小，随x的增大而增大地面最大浓度模式302、有混合层反射的扩散公式通常在离地面几百米到1－2km的高度存在一个稳定的逆温层，它使污染物的扩散受到限制，扩散只能在地面和逆温层底部之间进行。上部逆温层或稳定层底的高度称为混合层高度，用h表示。31当z1.6hz≥1.6h222exp2),(yyyhuQyxnzezeyzynhHznhHzyuQzyx22222222exp22exp2exp2),,(32夜间逆温层在日出后逐渐抬升，到烟流下边缘时，空气污染物向上扩散受到限制，而产生强烈的向下混合作用，使地面浓度剧增造成局地污染严重的状况。某点浓度计算公式为:dppyzuQzyxpyffyfff)2exp(21)2exp(2),,(222zf为熏烟高度,σyf=σy+He/8,p=(Zf-He)/σz3、熏烟扩散公式33zefyffyffHhyhuQ15.2)2exp(222地面浓度计算公式产生地面高浓度的距离)(222efhpfHhkcuxhf---烟流顶高度34连续线源是指连续排放扩散物质的线状源，其源强处处相等且不随时间变化。其浓度公式为：llfdluQzyx0),,(Ql--线源源强，其单位为单位时间单位长度排放的物质量；f--表示连续点源浓度的函数，可根据源高及有无混合层反射等情况选择适当的表达式。4、连续线源公式35线源与风向垂直36线源与风向平行假设σy=ax,σz/σy=b，则地面浓度公式为：3738对面源扩散的处理方法主要有虚点源法和积分法。虚点源法假定每一面源单元的污染物排放量集中在该单元的核心上，所以可以用虚点源的浓度计算公式计算面源的浓度；面源单元在下风向造成的污染可用虚拟点源所造成的同样污染所代替。5、连续面源公式4－1139406、长期平均浓度公式4142σy、σz是表示大气湍流扩散能力的核心参数，为了估计这些参数，目前主要有两个途经：稳定度分类法湍流量确定法下面重点介绍当前最常用的帕斯奎尔(Pasquill)分类方法和Pasquill-Gifford扩散参数估算方法。7、扩散参数的选择与计算43帕斯奎尔在1961年首先提出应用观测到的风速、云量、云状和日照等天气资料，将大气扩散稀释能力分为强不稳定A、不稳定B、弱不稳定C、中性D、弱稳定E、稳定F六级。44确定等级时首先由云量与太阳高度角，查出太阳辐射等级数，再由太阳辐射等级数与地面风速，查找稳定度等级。45由云量、太阳高度角确定的辐射等级数46由辐射等级数及地表风速确定的稳定度等级47横向扩散参数幂函数表达式数据（取样时间0.5h）（1）有风时扩散参数σy、σz的确定48垂直扩散参数幂函数表达式数据（取样时间0.5h）49说明：平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法如下：A、B、C级稳定度直接由表5-6和表5-7查算，D、E、F级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表5-6和表5-7查算。工业区或城区中的点源，其扩散参数选取方法如下：A、B级不提级，C级提到B级，D、E、F级向不稳定方向提一级，再按表5-6和表5-7查算。丘陵山区的农村或城市，其扩散参数选取方法同工业区。50（2）小凤和静风时扩散参数σy、σz的确定518、烟气抬升公式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。因为污染物落地浓度的最大值与烟气有效高度的平方成反比，烟气抬升高度有时可达烟筒本身高度的数倍，从而极显著地降低了地面污染物的浓度。抬升后的烟气高度称为有效高度He：He=Hs+ΔHHs—烟囱几何高度ΔH—烟流（最大）抬升高度：烟囱顶层距烟轴的距离，随x而变化的。52（1）有风时，中性和不稳定条件，热释放率Qh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：Qh——烟气热释放率，KJ/s；Qv——实际排烟率，m3/s；u——排气筒出口处平均风速(m/s)；tvahnnhTTQPQuHQnH35.0102153（2）有风时，中性和不稳定条件，当热释放率Qh≤1700kJ/s,或者△T＜35K时，Vs——排气筒出口处烟气排出速度，m/s；D——排气筒出口直径，m；u——排气筒出口处平均风速(m/s)；1)01.05.1(uQDVHhs254（3）有风时，中性和不稳定条件，当1700＜Qh＜2100(kJ/s)时，4001700)(121hQHHHH111)1700(048.0)01.05.1(2uQuQDVHhhs102uHQnH2nnh1Vs---排气口出口处延期派出速度，m/sD---排气口出口直径，m55（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），0.0