一、概论
二、评价等级 (75页)
判据:等标排放量、地形(或:污染源强、质量标准、
地形)
式中:Pi——等标排放量,m3/h;
Qi ——单位时间排放量,t/h;
Coi——大气环境质量二级标准,mg/m3。
评价工作级别
各评价等级的主要工作内容
三、大气环境现状调查与评价
内容:环境质量现状,污染源,污染气象
因子筛选原则:等标排放量的大小,特征污染物,
现状值差的
1、大气环境质量现状监测与评价
监测布点原则:代表性和实用性
监测布点方法:以环境功能区为主兼顾均布性布点;主导风结合均匀性布点。
现状评价:单项质量指数法
Ii=Ci/Cio
式中:Ci——监测值,mg/m3;
Cio ——评价质量标准限值,mg/m3
Ii ——质量指数,Ii≤1,清洁,Ii>1,污染。
大气环境质量现状监测统计表
2、污染源调查与评价
目的:确定评价区主要污染物和主要污染源
方法:实测法;物料衡算;经验估算;资料复用
评价方法:等标污染负荷法
1) 污染源(j)的污染物(i)的等标负荷量(Pij):
Pij=Mij/Si
式中:Si—污染物的评价标准(mg/m3);
Mij—污染源中i的排放量(mg/m3)。
2) 污染源(j)的各种污染物的等标负荷量(Pj):
(j=1, 2……m)
3) 污染物在j污染源中的分担率(Kij):
4) i污染物在各个污染源中的等标负荷量(Pi):
(j=1, 2……n)
5) j污染源的分担率(Kj):
Kj=Pij/Pj×100%
• 根据kij和kj计算得到的大小顺序排列。Kij大,说明j污染源排放的比重大,是j源中的主要源物;kj大,说明I主要由j源排放,是各个源中的主要污染源。
四、污染气象
1. 风场
• 风频: ,表征下风向受污染的几率,风频最大的方向称为主导风向;
• 污染系数=风频/该风向的平均风速。表征下风向受污染的程度;
• 由各风向风频、污染系数绘制而成的图分别为风向玫瑰图和污染系数玫瑰图;
• 局地风场要特别注意海陆风、山谷风、过山气流、背风涡旋、下洗、热鸟环流等。
• 风场调整:风速:比值法、差值法;
风向:全概率法
• 大气边界层风廓线 (86页)
P值按87页表4.7.1查取
• 通常用双经纬仪测风观测大气边界层风场,用对数法求P值
2. 大气湍流与大气扩散参数
• 大气的无规则运动,大气污染物稀释扩散浓度减少的主要原因;
• 大气扩散参数(sy—横向扩散参数, sz—垂直扩散参数):污染物浓度分布的标准差,表征了大气的扩散能力。
• 烟云的边缘是指中心浓度1/10处,对正态分布,烟云的宽度为4.3sy、4.3sz
• 确定大气扩散数的方法有平衡球法、照相法、示踪法、双向风标法、激光雷达扫描法、风洞实验、国标(导则)等
• 国标(导则): (120~121页)
横向扩散参数幂函数表达式数据(取样时间0.5h)
横向扩散参数幂函数表达式数据(取样时间0.5h)
3. 大气稳定度
• 整层大气的稳定程度,反映大气湍流的强弱;
• Ri法、gd法、M-O法、sA法、LD法、UR法、P-T法,烟流形状法等;
• 理论上最严谨的是Ri法,实践中最好的是sA法;
• 最符合我国国情的方法是P-T法,由太阳高度角,总云量、低云量、风速确定大气稳定度,A—D—F(强不稳—中性—强稳定);
P-T大气稳定度分级 (118页)
• P-T大气稳定度分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。它们分别表示为A、B、C、D、E、F。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出稳定度等级。
太阳辐射等级数
大气稳定度的等级
• 太阳高度角h0使用下式计算:
h0=arcsin [sinw sins+cosw coss cos(15t+l-300)]
式中:h0—太阳高度角,deg;
w—当地纬度,deg;
l—当地经度,deg;
t—进行观测时的北京时间;
s—太阳倾角,deg,可按下式计算:
• 逆温是指气温随高度增加的现象。注意研究逆温的底、顶高度、厚度、频率、强度、生消规律
• 伴随着日出辐射逆温自下而上消退到烟流顶时的污染为熏烟型污染,是污染最严重的情况
• 海岸熏烟通常出现在春、夏的白天,吹海风情况,持续时间较长
• 混合层高度判别法:gd法、国标I法、罗氏法等
混合层厚度的确定 (117页)
• 当大气稳定度为A、B、C和D时:
h=asU10/f
• 当大气稳定度为E和F时:
f=2 V sinw
式中:h——混合层高度(E、F时指近地层厚度),m;
U10——10m高度处平均风速,m/s;大于6m/s时取为6m/s;
as,bs——混合层系数,见表;
f——地转参数;
V——地转角速度,取为7.29·10-5rad/s;
w——地理纬度,deg。
我国各地区as和bs值
• 风向、风速、大气稳定度联合频率fijk。
• 指17个风向方位、5个风速段、3种大气稳定度的组合频率。
• 污染气象的综合描述;模式的输入参数;下风向某点位受影响几率。
风向、风速、大气稳定度联合频率表
五、大气扩散模式
• 一般气象条件(有风,U10≥1.5m/s)的大气扩散模式
——高斯烟流(烟羽)模式
① 公式推导
② 实用公式
地面浓度公式
地面轴线浓度公式
最大落地浓度及距源距离: ;微机选取法;国标法:(97页)
Cm=2Q/πeuHe2P1 ; ;
危险风速(绝对最大落地浓度) ; 微机选取
③ 模式的参数选取
• U——排气筒出口处风速, , m/s;
• sy、sz——大气扩散参数,m,国标(120~121页)
• 取样时间订正: ,
sy1h=20.3 sy0.5h=1.23 sy0.5h
时间稀释指数q(121页)
适用时间h q
1≤τ<100 0.3
0.5≤τ<1 0.2
• He——有源效高,He=Hs1DH,DH按导则求取,m(115~116);
• Q——排放速度(源强),mg/s。
燃煤SO2和烟尘排放量公式如下:
(1 - hs)
Q烟尘=G · A · hA · (1-h)
式中:G—用煤量(t/h);
S—燃煤硫分(%);
A—燃煤含灰量(%);
hA—飞灰占灰份的比例(与燃烧有关);
h—除尘效率(%);
hs—脱硫效率(%)。
例题:
Ø 例1 某工厂一烟囱高度45m,内径1.0m,烟温100℃,烟速5.0m/s,耗煤量180kg/h,硫分1%,水膜除尘脱硫效率取10%。试求气温20℃,风速2.0m/s,中性条件下,距源450m轴线上SO2小时浓度。(平坦地形、工业区、Pa=1010hPa)
解: ① 求源强Q(mg/s)
=G×S% ×0.8 ×2 ×(1-h) = 720mg/s
② 求出口风速U(mg/s) 查表4.7.1(P87页),P=0.25。
③ 求扩散参数 揎规定提级后查表4.10.6(120页)
sy=50.19m;sz=29.05m (0.5h取样时间)
④ 取样时间订正: 订正为1h取样时间:sy1h=1.23sy0.5h
查121页表4.10-8、9 则 sy1h=61.79 m, sz不变
⑤ 求有效源高 (115-116页)
烟气量 Qv=π×(D/2)2×Vs=3.9m3/s
温差 DT=Ts-Ta=80 k
热释放率 Qh=0.35×Pa×Qv×DT/Ts =297.7 kJ/s
抬升高度 DH=2×(1.5×Vs ×D+0.01Qh)/U=7.2m
有效源高 He= DH+H=7.2+45 = 52.2m
⑥ 求SO2小时浓度
Ø 例2 某工厂烟囱有效源高50m,SO2排放量120kg/h,烟囱排放口风速4.0m/s,试求SO2最大落地浓度(P1=40)。若要使最大落地浓度下降至0.010mg/m3,在其它条件相同的情况下,其有效源高应为多少 ?
解:① U=4.0m/s,He=50m,P1=40
② Cm; He-2
例3 地处平原某工厂,烟囱有效源高100m,SO2产生量180kg/h,烟气脱硫效率70%。在其正南1000m处有一医院。试求当吹北风时,中性条件下(中性条件下,烟囱出口处风速6.0m/s,距源1000m处,0.5小时取 样时 间 ),工程排放的SO2在该医院1小时平均浓度贡献值。
解: Q=180×0.7=54kg/h=15000mg/s
• 静风模式(U10<0.5m/s)——烟团模式;360°均匀分布模式;近距离污染,各向同性;同心圆分布。
• 有上部逆温存在时的扩散——封闭性扩散,3个扩散区
X≤XD (正态区) 按烟流模式计算
X>Xc (均匀区) z方向均匀
Xc≥X≥XD (过渡区) 内抽求取
• 薰烟模式——伴随着日出辐射逆温自下而上消退,逆温消退到烟流顶部时的污染
z方向均匀
• 颗粒物扩散模式
• 部分反射、源损耗、倾斜烟云。倾斜烟云模式为:
• 非正常排放模式——烟团模式
• 山区大气扩散模式
• 狭谷模式、箱模式、艾根等地形修正模式。
艾根地形修正模式为:
• 面源模式
• 箱模式、窄烟云模式、后退点源模式;后退点源模式后退距离X0为:
4.3sy=a
• 线源模式——点源积分
• 体源模式——烟团模式
• 多源模式——迭加法
• 日平均浓度——典型日计算法
• 长期平均浓度(年、季、期)——联合频率法
一个方位内浓度均匀分布
• 结果与分析
NO2量大落地浓度及距源距离
工程排放的NO2的现状监测点上的贡献值和预测值(1小时平均)
工程排放的NO2对敏感区的大气环境影响(运行源强)
六、卫生防护距离与环境容量
• 卫生防护距离
无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)与居住区之间应设置卫生防护距离。
确定方法:国家规定,无组织排放量计算法;无组织排放计算法 (GB/T 13201-91):
式中:Cm——标准浓度限值,mg/m3;
L——工业企业所需卫生防护距离,m;
r——有害气体无组织排放所生产单元的等效半径,m;根据该生产单元占地面积S(m2)计算,r5(S/π)0.5;
A、B、C、D——卫生防护距离计算系数,无因次,根据工业企业所在地区近五年平均风速及工业企业大气污染源构成类别从表6-3查取。
Qc——工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平,Kg · h-1。
卫生防护距离计算系数
• 卫生防护距离判据:源强、边长、标准、行业类别、五年平均风速
• 环境容量与总量控制
• 总量控制因子:SO2、烟尘、工业粉尘
• 环境容量计算方法:A值法(A-P法)、
ADMS法、ISC-AERMOD法等。A值法:
式中:Qak—总量控制区某种污染物年允许排放总量限值(万t);
Si—第I功能区面积(km2);
n—总量控制区中功能区总数;
Cki—GB3095等国家和地方腾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/m3);
C0—区域大气环境质量年日平均浓度;
A—地理区域性总量控制系数(104tkm2/a)。
七、大气环境保护对策与措施 (130页)
调整能源结构;认真贯彻清洁生产;利用大气自净能力,合理选择烟囱高度;采用先进的生产技术和工艺,有效、可靠的治理措施;调整布局(产业和位置布局——关停并转拆迁,农业结构调整等);实施总量控制:资源综合利用;绿化;强化管理,减少无组织排放,杜绝事故排放;有效的监测制度和监控措施。
八、报告书与报告表的编制
主要污染气象观测方法及大气扩散模式