第五章大气环境影响评价

1第五章大气环境影响评价第一节大气环境污染与大气扩散第二节开发行为对大气环境的影响识别第三节大气环境影响评价2第一节大气环境污染与大气扩散一、大气环境污染概念：所谓大气污染，是指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。即超过了空气的稀释、扩散的能力，使大气质量恶化，给人类和生态环境带来了直接或间接的不良影响。换句话说所谓大气污染，是大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象。大气污染的形成及危害程度，不仅是以空气中是否存在某种有害物质来衡量，还需以其作用于生物及非生物体的浓度和作用时间来决定。第五章大气环境影响评价3（一）大气污染类型划分：大气污染类型主要取决于所用能源的性质和污染物的化学反应特性，但气象条件也起着重要的作用（如阳光、风、湿度、温度等）。从大气污染的历史来看，可根据不同的依据进行分类。1．根据污染物的性质划分（1）还原型（煤炭型）：常发生在以使用煤炭和石油为燃料的地区。主要污染物是SO2、CO和颗粒物。主要代表“伦敦烟雾”事件。（2）氧化型（汽车尾气型）：多发生在以使用石油为燃料的地区，污染物的主要来源是汽车排气、燃油锅炉以及石油化工生产。2．根据燃料性质和大气污染物的组成划分（1）煤炭型（2）石油型（3）混合型（4）特殊型45一、大气环境污染（二）大气污染源分类按大气污染物的来源可分为：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。按污染源几何形状和污染影响范围可分为：点源：通过某种装置集中排放的固定点状源，如烟囱、集气筒等；面源：在一定区域范围内，以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源，如工艺过程中的无组织排放、储存堆、渣场等排放源；线源：污染物呈线状排放或者由移动源构成线状排放的源，如城市道路的机动车排放源等。体源：由源本身或附近建筑物的空气动力学作用使污染物呈一定体积向大气排放的源，如焦炉炉体、屋顶天窗等。6大气污染源分类7一、大气环境污染（三）大气污染物大气污染物是指由人类活动或自然过程进入大气环境中引起污染的物质。根据存在状态的不同气溶胶污染物气态污染物根据形成方式的不同一次污染物二次污染物大气的污染具有量微和易变的特点。空气的总量是很大的，但其中污染物质的含量甚微，常用mg／m3，或ppm来表示，大气中污染物质的量随着时间、空间的变化而变化。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。它具有胶体性质，对光线有散射作用。根据气溶胶物理状态的不同可分为粉尘、烟、雾等。气态污染物包括无机污染物和有机污染物两大类。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。主要的一次污染物有二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等；指由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，其毒性比一次污染物还强。8※※※补充资料：常见12种大气污染物的人为排放源1）二氧化硫SO2：人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼厂、造纸厂等2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、各种工厂、柴油发动机、建筑、采矿、露天采矿、水泥厂等3）氮氧化物NOx人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、使用汽油的汽车等4）一氧化碳CO人为排放源有：使用汽油和柴油的汽车、燃料燃烧等5）挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物、甲醛）人为排放源有：汽油发动机废气、加油站泄漏气体、油漆涂料厂、家庭装修等6）光化学氧化物（如：臭氧O3）人为排放源有：氮氧化物或挥发性有机化合物在阳光照射下发生光化学反应形成的二次污染物9※※※补充资料：常见12种大气污染物的人为排放源7）有毒微量有机污染物（如：多环芳烃、多氯联苯、二噁英）人为排放源有：垃圾焚烧、焦炭生产、烧煤等8）重金属（如：铅、镉）人为排放源有：使用含铅汽油的汽车尾气、金属加工、垃圾焚烧、燃烧石油和煤、电池厂、水泥厂和化肥厂等9）有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物）人为排放源有：化工厂、金属加工厂、化肥厂等10）难闻气味人为排放源有：污水处理厂、垃圾填埋场、化工厂、石油精炼厂、食品加工厂、油漆制造、塑料生产、制砖等11）放射性物质人为排放源有：核反应堆、核废料储藏库12）温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）人为排放源有：二氧化碳：燃料燃烧、尤其是使用煤炭、石油和天然气的发电厂甲烷：采煤、气体泄漏、垃圾填埋场氯氟烃：制冷设备在生产、使用和废弃时气体泄漏10二、大气扩散过程大气湍流指的是大气的无规则运动，是大气污染物稀释扩散，浓度减少的主要原因；低层大气中的风向是不断地变化，上下左右出现摆动；同时，风速也是时强时弱，形成迅速的阵风起伏。风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流。湍流运动是由无数结构紧密的流体微团——湍涡组成，其特征量的时间与空间分布都具有随机性，但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。大气湍流11图（a）为无湍流时，烟团仅仅依靠分子扩散使烟团长大.图（b）为烟团在远小于其尺度的湍涡中扩散，由于烟团边缘受到小湍涡的扰动，逐渐与周边空气混合而缓慢膨胀，浓度逐渐降低，烟流几乎呈直线向下风运动；图（c）为烟团在与其尺度接近的湍涡中扩散烟流呈小摆幅曲线向下风运动；图（d）为烟团在远大于其尺度的湍涡中扩散，烟团受大湍涡的卷吸扰动影响较弱，其本身膨胀有限，烟团在大湍涡的夹带下作较大摆幅的蛇形曲线运动。12根据湍流的形成与发展趋势，大气湍流可分为机械湍流和热力湍流两种形式。机械湍流是因地面的摩擦力使风在垂直方向产生速度梯度，或者由于地面障碍物(如山丘、树木与建筑物等)导致风向与风速的突然改变而造成的。热力湍流主要是由于地表受热不均匀，或因大气温度层结不稳定，在垂直方向产生温度梯度而造成的。一般近地面的大气湍流总是机械湍流和热力湍流的共同作用，其发展、结构特征及强弱决定于风速的大小、地面障碍物形成的粗糙度和低层大气的温度层结状况。13三、大气稳定度气温层结气温沿铅直高度的变化，称气温层结或层结。气温随高度变化快慢这一特征可用气温垂直递减率来表示。气温垂直递减率的数学定义式为,r＝-dT/dz；它系指单位(通常取100m)高差气温变化速率的负值。如果气温随高度增高而降低，r为正值，如果气温随高度增高而增高，r为负值。大气中的气温层结有四种典型情况，气温随高度的增加而递减，r0，称为正常分布层结，或递减层结；气温随高度的增加而增加，r0，称为气温逆转，简称逆温；气温随铅直高度的变化等于或近似等于干绝热直减率，r=rd称为中性层结；气温随铅直高度增加是不变的，r=0，称为等温层结。14干绝热直减率一个质量恒定的空气块，从地面绝热上升时，将因周围气压的减小而膨胀，一部分内能用于反抗外压力膨胀，而做了功，因而它的温度将逐渐下降；反之，当一个质量恒定的空气块从高空绝热下降时，由于外界气压逐渐增大，外压力对气块做压缩功，并转化为它的内能，因而它的温度将逐渐上升。这种性质可用干绝热直减率表示。km9.8K/d15当r-rd0，气块加速运动，大气不稳定；当r-rd0，气块减速运动，大气稳定；当r-rd=0，大气为中性。因此，大气静力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。对于r和rd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。稳定rrd中性r=rd不稳定rrd1617上层不稳定，下层稳定（屋脊型）上层稳定，下层不稳定（熏烟型）18第二节开发行为对大气环境的影响识别一、大气环境影响的类型识别大气环境影响的类型大致可划分：1．按影响时段划分通常以建设项目的建设周期来划分：(1)建设阶段影响：指建设项目在施工期间对大气环境产生的影响。(2)运行阶段影响：指建设项目投产运行和使用期间产生的影响。(3)服务期满后的影响：指建设项目使用寿命期结束后仍继续对大气环境产生的影响。192．按影响方式划分(1)直接影响：污染物通过大气环境产生的直接因果关系。(2)间接影响：污染物通过大气环境产生的间接因果关系。二、建设项目的大气环境影响识别建设项目的环境影响随建设类型、性质和规模而变化。不同生产性质的工业项目对环境的影响存在差异。对大气环境产生影响的工业部门主要包括能源工业、交通运输业、钢铁工业、有色金属冶炼工业、化学工业、石油化学工业、制浆和造纸工业等。201．交通运输建设项目的大气环境影响识别交通运输建设项目包括高速公路、隧道、高架快速道路、机场、航道、港口、码头的建设等，其中对大气产生影响比较显著的有高速公路建设、城市高架快速路的建设和机场建设。在识别交通运输业对大气环境的影响要注意几个特殊性：(1)汽车尾气污染的特殊性：汽车排气量虽小，但汽车数量多，尾气成分复杂。(2)汽车尾气排气口高度接近与人的呼吸高度。在一定范围内，污染物的地面浓度与距离的平方成反比。21(3)汽车的体积小，流动性大。汽车尾气污染具有流动性、不确定性。交通工程建设项目对大气环境的影响可分为建设阶段与建成阶段。建设期间：大量的土地裸露，并且由于车辆的运输与开挖引起很大的扰动，车辆的尾气排放和地面扬尘是主要影响因素。公路建成阶段：公路建成投入使用后，机动车辆往复行驶，排放废气，公路成为对大气环境影响的线污染源。222．能源建设项目对大气环境影响的识别对大气环境有影响的能源建设项目主要包括煤、石油、天然气等开发利用。火力发电建设项目的大气环境影响识别：火力发电厂建成后对大气环境的影响主要来自煤炭燃烧后的排放。因此，煤炭的种类和排放的条件对大气环境的影响产生非常大的作用。不同的排放方式对大气环境的影响也产生作用。23(1)排放量都大。以120×104kW的发电机组为例，锅炉蒸发量为4000t／h，耗煤量为660t／h。若煤的含硫量0.49％，则排二氧化硫约为5.3t／h。(2)一般都以高架点源的形式排放污染物。为提高扩散能力，根据发电容量和当地的地质和气象条件烟囱高度从60m到240m。(3)影响范围大。由于高架点源排放，虽然污染物被稀释扩散，但影响的范围大。有时会造成跨区域的影响，如酸雨的形成及其造成的影响。243．矿业建设项目的大气环境影响识别矿业建设对大气的环境影响识别，主要是对煤矿工程建设项目与金属矿开发建设项目进行分析。开采过程中的影响识别是矿业建设项目的重点。矿山开采的方式不同对大气环境的影响也不同。在露天矿开采过程中常用炸药爆破，露天矿山的爆破产生的粉尘气体可飘浮10～12km远。特大型矿山在数公里直径范围内降落的粉尘达数百吨。煤矿的粉尘中含有1％～12％的硫份时，在空气中氧化遇水能产生酸性降水。矿区的公路可能对公路两侧的土地造成矿尘污染。由于运输车辆的运行，矿石的散落，矿尘随风迁移，对周围的居民和农田造成严重影响。25第三节大气环境影响评价一、工作程序、评价等级和评价标准二、大气污染源调查和现状评价三、大气环境质量现状监测与评价四、气象资料五、大气环境影响预测与评价26术语和定义环境空气敏感区指评价范围内按GB3095规定划分为一类功能区的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，二类功能区中的居民区、文化区等人群较集中的环境空气保护目标，以及对项目排放大气污染物敏感的区域。常规污染物指GB3095中所规定的二氧化硫（SO2）、颗粒物（TSP、PM10）、氮氧化物（NO2）、一氧化碳（CO）等污染物。特征污染物指项目排放的污染物中除常规污染物以外的特有污染物。主要指项目实施后可能导致潜在污染或对周边环境空气保护目标产生影响的特有污染物。大气污染物分类大气污染源排放的污染物按存在形态分为颗粒物污染物和气态污染物，其中粒径小于15μm的