5大氣環(huán)境影響評價1a5大氣環(huán)境影響評價1a內(nèi)容提要

：大氣中污染物在環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則中分為常規(guī)污染物與特征污染物。污染物在大氣中的分布水平與釋放源的排放方式和排放強(qiáng)度有關(guān)，同時受制于大氣的輸送和擴(kuò)散過程。大氣環(huán)境評價工作的內(nèi)容與深度取決于環(huán)境評價工作等級，而評價工作等級的確定主要依據(jù)于建設(shè)項目的排放工況、環(huán)境因素以及環(huán)境管理要求，目前主要是通過估算模式計算的占標(biāo)率、占標(biāo)率為10%出現(xiàn)的遠(yuǎn)端距離的結(jié)果并綜合考慮污染源與廠界的距離而確定。大氣環(huán)境影響評價則以數(shù)學(xué)模型的預(yù)測結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行分析與評價。本章在對大氣環(huán)境影響評價基礎(chǔ)理論進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，重點介紹了依據(jù)環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則對大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查、評價的方法與要求，依據(jù)大氣環(huán)境評價工作等級合理應(yīng)用估算模型以及進(jìn)一步預(yù)測模型（AERMOD，ADMS，CALPUFF）進(jìn)行預(yù)測評價等內(nèi)容。2a內(nèi)容提要：大氣中污染物在環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則中分為常規(guī)污染5.1基礎(chǔ)知識5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.3大氣環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評價5.4大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價主要內(nèi)容：

3a5.1基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容：3a5.1基礎(chǔ)知識5.1.1大氣污染因為“環(huán)境質(zhì)量是指環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和外部所表現(xiàn)的狀態(tài)對人類及生物界的生存和繁衍的適宜性”，因此，從環(huán)境評價學(xué)的角度分析，由于自然現(xiàn)象或人類活動向大氣中排放的煙塵和廢氣過多，使大氣中出現(xiàn)新的化學(xué)物質(zhì)或某種成分含量超過了自然狀態(tài)下的平均含量，從而開始影響人和動植物的正常發(fā)育和生長，給人類帶來沖擊和危害，即大氣污染。大氣污染的產(chǎn)生實際上是大氣系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化并通過外部狀態(tài)表征出來，其實質(zhì)還是由于內(nèi)在結(jié)構(gòu)的改變而引起了大氣對人類及生物界生存和繁衍的干擾。4a5.1基礎(chǔ)知識因為“環(huán)境質(zhì)量是指環(huán)境系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和外部所5.1基礎(chǔ)知識5.1.2大氣污染源大氣污染源是指導(dǎo)致環(huán)境污染的各種污染因子或污染物的發(fā)生源。例如：向環(huán)境排出污染物或釋放有害因子的工廠、場所或設(shè)備。按大氣環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則（HJ2.2－2008）的規(guī)定，分為點源、面源（線源）、體源、火炬四種類別，其出發(fā)點之一是依據(jù)導(dǎo)則推薦模式中參數(shù)輸入的格式要求而進(jìn)行的。5a5.1基礎(chǔ)知識大氣污染源是指導(dǎo)致環(huán)境污染的各種污染因子或污5.1基礎(chǔ)知識5.1.2大氣污染源點源：通過某種裝置集中排放的固定點狀源，如煙囪、集氣筒等。面源：在一定區(qū)域范圍內(nèi)，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，如無組織排放、儲存堆、渣場等排放源。線源：污染物呈線狀排放或者由移動源構(gòu)成線狀排放的源，如城市道路的機(jī)動車排放源等。體源：由源本身或附近建筑物的空氣動力學(xué)作用使污染物呈一定體積向大氣排放的源，如焦?fàn)t爐體、屋頂天窗等?；鹁妫ɑ鹧妫┦侵苯佑擅骰鹋欧诺脑?，如煉油廠火炬。6a5.1基礎(chǔ)知識點源：通過某種裝置集中排放的固定點狀源，如煙5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制7a5.1基礎(chǔ)知識7a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制化石燃料的燃燒（特別是不完全燃燒）將導(dǎo)致煙塵、硫氧化物、NOx、碳氧化物的產(chǎn)生，引起大氣污染問題，以燃煤引起的大氣污染最為嚴(yán)重。燃煤與燃油相比，所造成的環(huán)境污染負(fù)荷要大得多。單位質(zhì)量的燃料煤的發(fā)熱量比油低，灰分含量高出100～300倍，含硫量雖可能比重油低，但為獲得同等發(fā)熱量，耗煤量大，產(chǎn)生的硫氧化物可能更多（取決于煤與油的含硫量的差異情況）；煤的含氮率約比重油高5倍，因而NOx的生成量也高于重油。8a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制（1）煙塵的發(fā)生

煙塵是指伴隨燃料燃燒所發(fā)生的塵，其中含有煙黑、飛灰等粒狀懸浮物。目前對煙黑等粒狀懸浮物的發(fā)生機(jī)制還不完全清楚，但基本可以認(rèn)為是燃料中的可燃性碳?xì)浠衔镌诟邷叵?，?jīng)氧化、分解、脫氫、環(huán)化和縮合等一系列復(fù)雜反應(yīng)而形成的。9a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制（2）硫氧化物發(fā)生機(jī)制

硫氧化物主要是指SO2和SO3。大氣中的H2S是不穩(wěn)定的硫氫化合物，在有顆粒物存在的條件下可迅速被氧化為SO2。煤中含硫量是指煤中各種形態(tài)硫的總量。其中單質(zhì)硫、硫化物硫、有機(jī)硫為可燃性硫（約為全硫份的70%～90%）；硫酸鹽硫不參與燃燒反應(yīng)，多殘于灰燼中，稱為非可燃性硫。只有可燃性硫才參與燃燒反應(yīng)過程，燃燒時主要生成SO2，只有1%～5%氧化成為SO3。10a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制（3）NOx的發(fā)生機(jī)制

造成大氣污染的NOx主要指NO和NO2，他們大部分來源于化石燃料的燃燒過程，也來自于硝酸或使用硝酸的生產(chǎn)過程。由煤的燃燒過程生成的NOx有兩類：一類是在高溫燃燒時助燃空氣中的N2和O2生成的NOx，稱為熱致NOx；另一類是燃料中的含氮化合物經(jīng)高溫分解成N2，再與氧氣反應(yīng)生成NOx，由此生成的NOx成為燃料NOx。11a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物的發(fā)生機(jī)制熱致NOx與燃燒溫度、燃燒氣體中氧的濃度，以及氣體在高溫區(qū)停留時間密切相關(guān)。已有的實驗數(shù)據(jù)證明，在燃燒氣體氧濃度相同的條件下，NO的生成速度隨燃燒溫度升高而加快。燃燒溫度在300℃以下時NO的生成量很少，燃燒溫度高于1500℃時NO的生成量顯著增加。為了減少熱致NOx的生成，應(yīng)設(shè)法降低燃燒溫度，減少過?？諝猓ń档蚈2的濃度）和縮短氣體在高溫區(qū)的停留時間。熱致NOx和燃料NOx生成量之和即化石燃料燃燒產(chǎn)生的NOx總量。12a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.1燃煤廢氣及其所含主要污染物5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制1）洗煤

將煤中的硫、灰分和矸石等雜質(zhì)除去以提高煤的質(zhì)量的工藝過程。目前主要使用物理洗煤工藝，即利用煤與雜質(zhì)的密度不同加以機(jī)械分離。洗煤的工藝流程可分為四個階段：初期準(zhǔn)備、粉煤加工、粗煤加工和最后處理。13a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制15.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制初期準(zhǔn)備階段粉煤和粗煤加工階段初期準(zhǔn)備階段產(chǎn)生的排放物主要是逸散顆粒物，排放源來自路面、原料堆、殘渣堆放區(qū)、裝煤車、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)和分選機(jī)的煤粉。主要排放源是空氣分離過程的空氣排氣，干式洗煤工藝排放源是在空氣脈沖使煤分層的地方，濕式洗煤工藝產(chǎn)生的顆粒潛在排放量非常低產(chǎn)生排放物的主要排放源是熱力干燥器的排氣。14a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制初5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（2）煤的轉(zhuǎn)化

煤除了直接用作燃料外，還可被轉(zhuǎn)化為有機(jī)氣體和液體。①煤的氣化

煤與氧氣、水蒸氣結(jié)合生成可燃性煤氣、廢氣、炭和灰分。煤氣化系統(tǒng)按其產(chǎn)生的煤氣熱值及所用的氣化反應(yīng)器的類型可分為高熱值氣化系統(tǒng)、中熱值氣化器和低熱值氣化器。多數(shù)氣化系統(tǒng)由四步工藝構(gòu)成：煤的預(yù)處理、煤的氣化、粗煤氣清洗和煤氣優(yōu)化處理。煤的氣化工藝過程中，主要大氣污染物排放情況見表5-1。15a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制1表5-1(a)煤的氣化工藝中的排放物16a表5-1(a)煤的氣化工藝中的排放物16a表5-1(b)煤的氣化工藝中的排放物17a表5-1(b)煤的氣化工藝中的排放物17a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（2）煤的轉(zhuǎn)化

②煤的液化

用煤生產(chǎn)合成有機(jī)液體的一種轉(zhuǎn)化工藝。此工藝可降低雜質(zhì)含量，并將煤的碳?xì)浔仍龃蟮阶兂梢后w的程度。煤的液化工藝有：間接液化、熱解、溶劑萃取和催化液化。典型的溶劑萃取或催化液化工藝包括：煤的預(yù)處理、溶解和液化、產(chǎn)品分離和提純、殘余物氣化。煤的液化工藝中主要的排放物見表5-2。18a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.2煤炭工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制1表5-2煤液化工藝中的排放物19a表5-2煤液化工藝中的排放物19a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制鋼鐵工業(yè)主要由采礦、選礦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、焦化以及其他輔助工序所組成，各生產(chǎn)工序都不同程度地排放污染物。生產(chǎn)1t鋼要消耗原材料6～7t，其中約80%變成各種廢物或有害物排入環(huán)境。排入大氣的污染物主要有粉塵、煙塵、SO2、CO、NOx、氟化物和氯化物等。20a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制25.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（1）原料廠

鋼鐵生產(chǎn)的主要原料有鐵礦石、煤、石灰石、硅石、鐵合金等，常設(shè)原料廠。在加工、堆放、裝卸、運輸過程中產(chǎn)生粉塵，主要為氧化鐵、碳酸鈣、二氧化硅及煤焦等顆粒物，生產(chǎn)1t鋼產(chǎn)生粉塵5～15kg。由于是露天堆放，因原料含濕量及風(fēng)速不同，原料粉末以塵埃形態(tài)被風(fēng)吹到周圍地區(qū)的量不同。21a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制25.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（2）煉焦

以煙煤為原料，用高溫干餾的方法生產(chǎn)焦炭，并副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣及煤焦油。1t干煤產(chǎn)生焦?fàn)t煤氣300～320m3，其中除煤氣外還含有焦油蒸汽、粗苯、氨、硫化氫等，需分別回收處理。生產(chǎn)1t焦炭廢氣中污染物含量見表5-1。22a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制25.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（2）煉焦

表5-3生產(chǎn)1t焦炭廢氣中的污染物含量污染物排放量/kg污染物排放量/kg煤塵0.5～5.0芳香烴0.16～2.0CO0.33～0.8氟化物0.07～0.6H2S0.10～0.8NOx0.37～2.5SO20.02～5.023a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制污5.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（3）燒結(jié)和球團(tuán)①燒結(jié)

燒結(jié)過程中產(chǎn)生的粉塵率約為8%，粉塵粒徑為0.1～100m，1t產(chǎn)品產(chǎn)生廢氣4000～6000m3，燒結(jié)排氣溫度在200℃以上。原料中的硫90%轉(zhuǎn)化為SO2，隨燒結(jié)煙氣排入大氣。此外，1t燒結(jié)礦產(chǎn)生NOx約0.5kg。②球團(tuán)

球團(tuán)設(shè)備分為豎爐、焙燒機(jī)和鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯三種，我國主要采用豎爐球團(tuán)。未經(jīng)凈化時其排放量見表5-4。24a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制25.1基礎(chǔ)知識5.1.3典型大氣污染源產(chǎn)生大氣污染物的種類與機(jī)制5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制（3）燒結(jié)和球團(tuán)表5-4球團(tuán)凈化前排塵量車間污染源排塵量/kg·t-1含塵濃度/g·m-3車間污染源排塵量/kg·t-1含塵濃度/g·m-3豎爐運輸過程10.009.13焙燒機(jī)運輸過程16.0013.25生產(chǎn)過程0.530.27生產(chǎn)過程0.580.41小計16.33小計16.5825a5.1基礎(chǔ)知識5.1.3.3鋼鐵工業(yè)源污染物的發(fā)生機(jī)制車5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算廢氣污染物的產(chǎn)生量（簡稱產(chǎn)污量）指某一大氣污染源在一定時間內(nèi)，所產(chǎn)生的污染物的量。廢氣污染物的排放量（簡稱排污量）指某一大氣污染源在一定時間內(nèi)，向大氣環(huán)境中所排放的污染物的量。實際上通常所稱污染物的產(chǎn)生量和排放量是指在某些特征條件下的平均估算值。26a5.1基礎(chǔ)知識廢氣污染物的產(chǎn)生量（簡稱產(chǎn)污量）廢氣污染物的5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算（1）鍋爐燃料耗量計算

鍋爐燃料耗量一般與鍋爐的蒸發(fā)量（或熱負(fù)荷）、燃料的發(fā)熱量等因素有關(guān)。對于產(chǎn)生飽和蒸汽的鍋爐，可用式（5-1）計算。

（5-1）

式中，B——燃煤量，kg·h-1；D——鍋爐產(chǎn)氣量，kg·h-1；——鍋爐在某工作壓力下飽和蒸汽熱焓，kcal·kg-1；——鍋爐給水熱焓，kcal·kg-1；Q低

——煤的低位發(fā)熱量，kcal·kg-1；——

鍋爐的熱效率，%。27a5.1基礎(chǔ)知識（1）鍋爐燃料耗量計算27a5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算①煙塵量的計算

煤在燃燒過程中產(chǎn)生的煙塵主要包括黑煙和飛灰兩部分，其中黑煙是指煙氣中未完全燃燒的炭粒，燃燒越不完全，煙氣中的黑煙的濃度越大。飛灰是指煙氣中不可燃燒的礦物質(zhì)的細(xì)小固體顆粒。黑煙和飛灰都與爐型和燃燒狀態(tài)有關(guān)。煙塵的計算可以采用兩種方法，實測法和估算法。28a5.1基礎(chǔ)知識（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算煙塵5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算實測法在一定測試條件下，測出煙氣中煙塵的排放濃度，然后用式（5-2）進(jìn)行計算。G=QC0

（5-2）式中：G——煙塵排放量，mg·h-1；

Q——煙氣排放量，m3·h-1（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）；C0——煙塵實測濃度，mg·m-3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。29a5.1基礎(chǔ)知識實測法在一定測試條件下，測出煙氣中煙塵的排放5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算估算法對于無測試條件或?qū)?shù)據(jù)無法進(jìn)行測試的，可采用式（5-3）進(jìn)行估算。G＝BAdfh(1-η)（5-3）式中，B——耗煤量，kg·h-1；A——煤的灰分含量，%；dfh——煙氣中煙塵占煤的灰分量的百分?jǐn)?shù)，%，其值與燃燒方式有關(guān)；η——除塵裝置的總效率，%。30a5.1基礎(chǔ)知識估算法對于無測試條件或?qū)?shù)據(jù)無法進(jìn)行測試的，5.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算②SO2的計算

通常情況下，煤中可燃性硫占全硫分的70%～90%，計算時通常取80%。在燃燒過程中，可燃性硫和氧氣反應(yīng)生產(chǎn)SO2。1kg硫燃燒將產(chǎn)生2kgSO2。因此，燃煤產(chǎn)生的SO2可以用式（5-4）進(jìn)行計算：

（5-4）式中，——單位時間SO2的產(chǎn)生量，kg·h-1；B——燃煤量，kg·h-1；S——燃料煤中硫的含量，%。31a5.1基礎(chǔ)知識（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算315.1基礎(chǔ)知識5.1.4大氣污染物產(chǎn)生量和排放量的估算（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算②SO2的計算燃油產(chǎn)生的SO2計算公式與燃煤基本相似，可以用式（5-5）計算：

（5-5）天然氣燃燒產(chǎn)生的SO2主要來自其中所含硫化氫的燃燒，SO2的產(chǎn)生量可以依據(jù)燃燒發(fā)生氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行計算。32a5.1基礎(chǔ)知識（2）燃料燃燒過程產(chǎn)生污染物排放量的計算325.1基礎(chǔ)知識5.1.5大氣擴(kuò)散進(jìn)入大氣中的污染物，由于風(fēng)及大氣湍流等作用，在垂直和水平兩個方向上逐漸分散稀釋的現(xiàn)象稱為大氣擴(kuò)散。從各種污染源排入大氣中的污染物在污染源的下風(fēng)向區(qū)域的一定空間范圍內(nèi)的濃度分布水平往往要高于污染源上風(fēng)向區(qū)域的濃度水平，表現(xiàn)為大氣擴(kuò)散對污染源下風(fēng)向一定區(qū)域的污染性，但在正常情況下，污染物通過大氣擴(kuò)散作用被稀釋，一般不會對人、動物和植物造成急性污染危害。在同一地區(qū)即使污染物排放量不變，對環(huán)境造成的污染程度也會不同，有時危害嚴(yán)重，有時卻很輕或無明顯作用。這是因為在不同的氣象條件下，大氣擴(kuò)散稀釋能力不同的緣故。33a5.1基礎(chǔ)知識進(jìn)入大氣中的污染物，由于風(fēng)及大氣湍流等作用，5.1基礎(chǔ)知識5.1.5大氣擴(kuò)散風(fēng)和湍流是影響大氣擴(kuò)散能力的主要氣象動力因子，對污染物在大氣中的擴(kuò)散和稀釋起著決定性的作用。風(fēng)在輸送、擴(kuò)散和稀釋污染物上起著重要作用，風(fēng)向決定污染物遷移的方向，當(dāng)污染物進(jìn)入大氣后就沿著風(fēng)向運動遷移，因此，污染區(qū)總是在污染源的下風(fēng)向。風(fēng)速決定污染物的擴(kuò)散和稀釋狀況，一般來說，大氣中污染物濃度與排放總量成正比，而與平均風(fēng)速成反比，若風(fēng)速增加一倍，由于大氣湍流的擴(kuò)散稀釋能力增強(qiáng)，可使下風(fēng)向污染物濃度減少一半。因此，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向等氣象條件，結(jié)合地形地貌和地理位置，進(jìn)行城市和工業(yè)的選址與布局，在預(yù)防和減少局部地區(qū)大氣污染上有重大現(xiàn)實意義。34a5.1基礎(chǔ)知識風(fēng)和湍流是影響大氣擴(kuò)散能力的主要氣象動力因子5.1基礎(chǔ)知識5.1.5大氣擴(kuò)散同樣，對于建設(shè)項目選址的評價，其擬選廠址所在地區(qū)常年主導(dǎo)風(fēng)向以及廠址周圍敏感目標(biāo)與廠址之間的方位、距離等成為大氣環(huán)境評價中考慮的重要因素之一。大氣湍流也稱為大氣渦流或紊流，是指大氣以不同尺度作無規(guī)則運動的流體狀態(tài)。風(fēng)速所表現(xiàn)出來的陣發(fā)性，時大時小，并且在主風(fēng)向上也會出現(xiàn)上下左右無規(guī)則擺動的現(xiàn)象，就是大氣湍流所致。35a5.1基礎(chǔ)知識同樣，對于建設(shè)項目選址的評價，其擬選廠址所在5.1基礎(chǔ)知識5.1.5大氣擴(kuò)散當(dāng)煙霧（或煙塵等污染物）從煙囪（或其他排氣筒）排入大氣后，在往下風(fēng)向飄移的過程中，在大氣湍流無規(guī)則運動的作用下，煙團(tuán)逐漸向周圍大氣中擴(kuò)散，直到煙型消失。如果沒有湍流的作用，煙團(tuán)僅靠其所含微粒微弱的布朗運動和較為有規(guī)則的分子擴(kuò)散運動，那么煙霧將呈現(xiàn)幾乎是一條相當(dāng)長的粗細(xì)變化不大的一套煙管運動。一般將大氣湍流擴(kuò)散按湍流（或煙團(tuán)本身截面）直徑的大小劃分為三種尺度。當(dāng)湍流直徑小于煙柱直徑時，稱為均勻小尺度湍流，它的擴(kuò)散速度很慢；當(dāng)湍流直徑大于煙柱直徑時，稱為均勻大尺度湍流，它的擴(kuò)散速度較快；當(dāng)大、小尺度湍流同時存在時，稱之為復(fù)合尺度湍流，它的擴(kuò)散速度最快。36a5.1基礎(chǔ)知識當(dāng)煙霧（或煙塵等污染物）從煙囪（或其他排氣筒5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型在大氣環(huán)境影響評價的實際工作中最普遍應(yīng)用的是高斯模型（即正態(tài)擴(kuò)散模式）。前提:假定均勻、定常的湍流大氣中污染物在空間的概率密度是正態(tài)分布，概率密度的標(biāo)準(zhǔn)差（亦即擴(kuò)散參數(shù)）通常用“統(tǒng)計理論”方法或其他經(jīng)驗方法確定。37a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型前提:37a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型高斯模型之所以一直被廣泛應(yīng)用，主要原因如下：①物理上比較直觀，其最基本的數(shù)學(xué)表達(dá)式可從普通的概率統(tǒng)計教科書或常用的數(shù)學(xué)手冊中查到；②模式直接以初等數(shù)學(xué)形式表達(dá)，便于分析各物理量之間的關(guān)系和數(shù)學(xué)推演，易于掌握和計算；③對于平原地區(qū)、下風(fēng)距離在10km以內(nèi)的低架源，預(yù)測結(jié)果和實測值比較一致；④對于其他復(fù)雜問題（例如，高架源、復(fù)雜地形、沉積、化學(xué)反應(yīng)等問題），對模式進(jìn)行適當(dāng)修正后許多結(jié)果仍可應(yīng)用。38a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型38a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型在應(yīng)用時應(yīng)當(dāng)注意，常用的正態(tài)煙羽擴(kuò)散模式實質(zhì)上已假定氣流場是定常的，不隨時間變化，同時在空間是均勻的。均勻意味著：平均風(fēng)速、擴(kuò)散參數(shù)隨下風(fēng)距離的變化關(guān)系到處都一樣，在空間是常值。而實際上大氣不滿足均勻定常條件，因此，一般的正態(tài)擴(kuò)散模式應(yīng)用于下墊面均勻平坦、氣流穩(wěn)定的小尺度擴(kuò)散問題更為有效。由于污染物種類、排放高度和方式的不同以及所處的地理環(huán)境和氣象條件不同，對周圍環(huán)境的影響范圍和影響程度存在差別，這就需要選用不同條件下的高斯模式進(jìn)行預(yù)測計算。39a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型39a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（1）點源擴(kuò)散模式①瞬時單煙團(tuán)正態(tài)擴(kuò)散模式

該模型是一切正態(tài)擴(kuò)散模式的基礎(chǔ)。假定單位容積粒子比值C/Q在空間的概率密度為正態(tài)分布，則：

（5-6）40a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型40a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（1）點源擴(kuò)散模式式中，x，y，z，t-——預(yù)測點的空間坐標(biāo)和預(yù)測時的時間；x0，y0，z0，t0——煙團(tuán)初始空間坐標(biāo)和初始時間；

——煙團(tuán)中心在t0－t期間的遷移距離，dt，dt，dt；u，v，w——煙團(tuán)中心在x，y，z方向的速度分量；C——預(yù)測點的煙團(tuán)瞬時濃度；Q——煙團(tuán)的瞬時排放量；

σx，σy，σz——x，y，z方向的標(biāo)準(zhǔn)差（擴(kuò)散參數(shù)），是擴(kuò)散時間T的函數(shù)，T=t-t0。41a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型41a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式a.無界空間假設(shè)下的連續(xù)點源正態(tài)分布

對于連續(xù)穩(wěn)定點源的污染物擴(kuò)散的平均狀況，其濃度分布符合正態(tài)分布規(guī)律并采用的假設(shè)條件為：污染物濃度在y、z軸上為正態(tài)分布；大氣只在一個方向上做穩(wěn)定的水平運動，即水平風(fēng)速為常數(shù)；在x軸方向上做準(zhǔn)水平運動，其平流傳輸作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)散作用；污染物在擴(kuò)散中沒有衰減和增生，且平流輸送作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)散作用；濃度分布不隨時間改變；地表面足夠平坦，污染源與坐標(biāo)原點重合，即污染源的坐標(biāo)為（0,0,0）。42a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型42a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型考慮無界空間（無地面影響）的情況，由上述假設(shè)可知大氣流場在水平和垂直方向是均勻的，因此，在y、z方向上的分布是相互獨立的，從而可以推導(dǎo)出無界情況下的連續(xù)點源最基本的正態(tài)擴(kuò)散模式（煙羽擴(kuò)散模式）：

（5-7）43a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型43a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型

（5-7）式中，C——污染物濃度，mg·m-3；Q——單位時間的排放量（即排放率或源強(qiáng)），mg·s-1；σy——y軸水平方向擴(kuò)散參數(shù)，m；σz——z軸垂直方向擴(kuò)散參數(shù)，m；u——平均風(fēng)速，m·s-1。

44a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型44a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型值得注意的是

都是x的函數(shù)。通常表示成如下形式：

，

，

、

、

、

與大氣穩(wěn)定度有關(guān)。這意味著至少在預(yù)測點一帶的煙羽在y和z方向上的尺度變化不能太大，亦即煙羽的擴(kuò)張角應(yīng)當(dāng)比較小，因此要求風(fēng)速比較大（u10≥1.5m·s-1）；其次說明對于煙羽擴(kuò)張角較大的大氣不穩(wěn)定狀態(tài)，可能帶來一定的誤差。式（5-7）并未考慮邊界對煙羽的限制。實際應(yīng)用時，常需要對式（5-7）進(jìn)行地面及混合層頂反射的邊界修正。45a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型45a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式b.有界空間假設(shè)下的點源擴(kuò)散模式

污染物在大氣中的擴(kuò)散必須考慮地面對擴(kuò)散的影響，假設(shè)地面像鏡面一樣，對污染物起全反射作用。按像源法原理，假設(shè)地平線為一鏡面，在其下方有一與真實源完全對稱的虛源，則這兩個源按式（5-8）疊加后的效果和真實源考慮到地面反射的結(jié)果是等價的。以煙囪地面位置的中心點為坐標(biāo)原點，實源（0，0，He）和虛源（0，0，-He）共同作用于空間某一點P（x，y，z）的污染物濃度C﹙x，y，z﹚可由式（5-9）得出。46a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型46a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式

（5-8）式中，u——平均風(fēng)速，一般取煙囪出口處的平均風(fēng)速；He——煙囪有效高度，He=H+ΔH，H和ΔH分別是煙囪的幾何高度和抬升高度；其他符號意義同前。ΔH可選用《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》

（GB/T3840―91）推薦的相關(guān)煙氣抬升公式計算。47a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型47a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式（a）地面濃度

在大氣環(huán)境影響預(yù)測中人們往往更關(guān)心污染物排放對近地面的影響。在式（5-8）中，令z=0得到高架點源的地面濃度計算式（5-9）。

（5-9）在污染源附近，地面濃度接近于零，然后逐漸增高，在某個距離上達(dá)到最大值，再緩慢減??；在y軸方向上，濃度按正態(tài)分布規(guī)律向兩邊減小。48a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型48a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式（b）地面x軸線濃度

下風(fēng)方x軸線上（y=0，z=0）地面濃度C﹙x，0，0，He﹚由式（5-10）得出：

（5-10）（c）地面源

若污染源位于近地面，則將He＝0代入連續(xù)點源擴(kuò)散模式（5-8），得到地面源式（5-11）。

（5-11）49a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型49a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型②連續(xù)點源煙羽擴(kuò)散模式令z=0，可以得到地面源的地面濃度式（5-12）：

（5-12）令y=0，z=0，可以得到地面源的地面x軸線濃度式（5-13）：

（5-13）以上各式中，符號意義同式（5-9）。50a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型50a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式①混合層頂多次反射模式

大氣邊界層常常出現(xiàn)這樣的垂直溫度分布：當(dāng)?shù)蛯邮侵行詫咏Y(jié)或者不穩(wěn)定層結(jié)時，離地面幾百到上千米的高度上存在有一個穩(wěn)定逆溫層，即上部逆溫，它使污染物在垂直方向上的擴(kuò)散受到抑制，逆溫層的反射作用使得污染物在逆溫層下的混合層內(nèi)擴(kuò)散。觀測表明，逆溫層底上下兩側(cè)的濃度通常相差5～10倍，污染物的擴(kuò)散實際上被限制在地面和逆溫層底之間。上部逆溫層或穩(wěn)定層底高度稱為混合層高度（或厚度），用h表示。51a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型51a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式設(shè)地面及混合層全反射，連續(xù)點源的煙流擴(kuò)散模式如下：a.當(dāng)

＜1.6h時

污染源下風(fēng)向任一點小于24h取樣時間的污染物地面濃度可表示為：

（5-14）

（5-15）式中，h——混合層高度；k——反射次數(shù)，一、二級項目k可取3或4。對于三級評價k取0，即不考慮逆溫層的反射作用，其他符號意義同前。52a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型52a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式令z=0，得到地面濃度式（5-16）：

（5-16）令y=0，z=0，得到地面x軸線濃度式（5-17）：

（5-17）53a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型53a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式b.當(dāng)

≥1.6h時

濃度在垂直方向已接近均勻分布，可按下式計算：

（5-18）54a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型54a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式②熏煙模式

當(dāng)夜間產(chǎn)生貼地逆溫時，日出后將逐漸自下而上地消失，形成一個不斷增厚的混合層。原來在逆溫層中處于穩(wěn)定狀態(tài)的煙羽進(jìn)入混合層之后，由于本身的下沉和垂直方向的強(qiáng)擴(kuò)散作用，污染物濃度在這一方向?qū)⒔咏诰鶆蚍植?，出現(xiàn)所謂熏煙現(xiàn)象。熏煙屬于常見的不利氣象條件之一，雖然其持續(xù)時間約在30min至1h之間，但其最大濃度可高達(dá)一般最大地面濃度的幾倍。55a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型55a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式假定熏煙發(fā)生后，污染物濃度在垂直方向為均勻分布，將式（5-8）對z從-到積分，并除以混合層高度，則熏煙條件下的地面濃度Cf為：

（5-19）

56a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型56a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式（5-20）（5-21）

（5-22）57a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型57a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式式中，Cf——熏煙時的污染物濃度，mg·m-3；Q——單位時間排放量，mg·s-1；u-——煙囪出口處平均風(fēng)速，m·s-1；hf——熏煙時的混合層高度，m；yf、zf——熏煙時煙羽進(jìn)入混合層之前處于穩(wěn)定狀態(tài)的橫向和垂直向擴(kuò)散參數(shù)，m；He——煙囪的有效高度，m；x、y——接受點坐標(biāo)；Φ(p)在此反映原穩(wěn)定狀態(tài)下的煙羽進(jìn)入混合層中的分額多少。58a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型58a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式通常認(rèn)為p=-2.15時為煙羽的下邊界，Φ≈0，煙羽末進(jìn)入混合層；p=2.15時為煙羽的上邊界，Φ≈1，煙羽全部進(jìn)入混合層。hf、σy、σz為下風(fēng)向距離x的函數(shù)，當(dāng)給定x值時，hf由下列公式確定：

（5-23）

（5-24）59a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型59a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式（5-25）

（5-26）

（5-27）60a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型60a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式式中，——大氣密度，g·m-3；——大氣定壓比熱，J·g-1·K-1；

——位溫梯度，K·m-1；

≈

；

Ta——大氣溫度，如無實測值，可在0.005～0.015K·m-1之間選取，弱穩(wěn)定（D～E）可取下限，強(qiáng)穩(wěn)定（F）可取上限。61a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型61a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式當(dāng)穩(wěn)定氣層退到煙流頂高度hf時，全部擴(kuò)散物質(zhì)已經(jīng)向下混合，地面濃度式為（5-28）：

（5-28）

（5-29）熏煙過程中產(chǎn)生的地面高濃度的距離為：

（5-30）式中，kh為湍流熱導(dǎo)系數(shù)。62a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型62a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式③小風(fēng)（1.5m·s-1＞u10≥0.5m·s-1）和靜風(fēng)（u10＜0.5m·s-1）的擴(kuò)散模式

連續(xù)點源的小風(fēng)和靜風(fēng)擴(kuò)散模式，可以直接通過式（5-6）從t0=-到t0=t積分后求得。當(dāng)風(fēng)速較小時（u10＜1.5m·s-1），可假設(shè)

，

；再假設(shè)Q=常值，u=常值，u=w=0，煙囪地面位置的中心點為坐標(biāo)原點，下風(fēng)方為x軸，并將對t0的積分變換為對T的積分，則可得小風(fēng)和靜風(fēng)擴(kuò)散模式的解析解。63a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型63a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式污染物地面濃度

可表示為：（5-31）式中，

（5-32）

（5-33）

（5-34）(5-35）64a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型64a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式式中，

、——分別是小風(fēng)和靜風(fēng)條件下橫向和垂直方向擴(kuò)散參數(shù)的回歸系數(shù)；T——小風(fēng)和靜風(fēng)氣象條件的擴(kuò)散時間，s。實驗結(jié)果表明，小風(fēng)和靜風(fēng)時的擴(kuò)散參數(shù)基本上符合上述隨T的變化關(guān)系。靜風(fēng)時，令u=0，式（5-31）中G=1。65a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型65a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式④連續(xù)線源模式

主要用于預(yù)測流動源以及其他線狀污染源對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響。連續(xù)線源是指連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)的線狀污染源，其源強(qiáng)處處相等且不隨時間變化。通常把繁忙的公路車流當(dāng)作連續(xù)線源。在高斯模式中，連續(xù)線源等于連續(xù)點源在線源長度上的積分，得到連續(xù)線源濃度公式：

（5-36）66a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型66a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式（5-36）式中，Ql——線源源強(qiáng)，單位時間單位長度排放量；f——表示連續(xù)點源濃度函數(shù)，可根據(jù)源高及有無混合層反射等情況選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式。對直線型線源等簡單情形，可求出連續(xù)線源的解析式。

67a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型67a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式a.線源與風(fēng)向垂直

取x軸與風(fēng)向一致，坐標(biāo)原點為線源中點，線源在y軸上的長度為2y0。地面全反射的濃度式（5-37）：

（5-37）

（5-38）

68a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型68a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式假設(shè)平行于y軸的線源是由無窮多個點源排列而成，將式（5-10）對y從-到積分，可得風(fēng)向與線源垂直時無限長線源任一接受點（x，z）的濃度為：

（5-39）

69a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型69a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式b.線源與風(fēng)向平行

線源在x軸上，長度為2x0，中點與坐標(biāo)原點重合。在近距離可作假定σy=ax，σz/σy=b（a，b為常數(shù)），線源的地面濃度公式為：

（5-40）式中，

。

70a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型70a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（2）特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式b.線源與風(fēng)向平行

無限長線源的地面濃度式為：

（5-41）c.線源與風(fēng)向成任意交角

風(fēng)向與線源夾角為

（

≤90°）時的濃度式為：

（5-42）

71a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型71a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（3）多點源和面源①多點源模式

計算時將各個源對接受點濃度的貢獻(xiàn)進(jìn)行疊加。在評價區(qū)內(nèi)選一原點，以平均風(fēng)向為x軸，各個源對評價區(qū)內(nèi)任一地面點（x，y）的濃度總貢獻(xiàn)Cn可按下式計算：

（5-43）式中，Cn——總濃度，mg·m-3；Cr——第r個點源對點（x，y，0）的濃度貢獻(xiàn)，mg·m-3，可根據(jù)不同條件選用的有關(guān)點源模式，但應(yīng)注意坐標(biāo)變換，將（x，y，0）代以（x-xr,，y-yr，0）。

72a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型72a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（3）多點源和面源②面源模式

如果面源或無組織源的面積S≤1km2，面源外的Cs可按點源擴(kuò)散模式計算，但需附加一個初始擾動，使煙羽在x=0處有一個和面源橫向?qū)挾认嗟鹊臋M向尺度，以及和面源高度相等的垂直向尺度。注意到煙羽的半寬度等于2.15σy或2.15σz，此擴(kuò)散模式又稱虛擬點源模式，它在點源公式中增加了一個初始的擴(kuò)散參數(shù)，相當(dāng)于將面源排放的污染物集中在面源中心，再向上風(fēng)向后退一個距離，變成虛點源。

73a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型73a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（4）日均濃度模式

在《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－1996）中規(guī)定的日均濃度標(biāo)準(zhǔn)為任何一日的平均濃度不允許超過的限值。在建設(shè)項目的大氣環(huán)境影響評價中，計算出污染物排放引起的日均濃度貢獻(xiàn)值與環(huán)境本底值或現(xiàn)狀值疊加后作為日均濃度，再與環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)比較是否超過標(biāo)準(zhǔn)限值。

日均濃度的計算有三種方法：典型日法、保證率法和換算法。74a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型日均濃度的計5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型典型日法是目前國內(nèi)較為常用的方法，是在某一期間（常取5～7d）中選擇典型日的氣象條件（一般是惡劣天氣條件）計算出污染物排放造成的平均濃度貢獻(xiàn)值作為日均濃度貢獻(xiàn)值。但實際上很難保證這5～7d中日均最大濃度為最大日均濃度，即難以說明任一日的日均濃度是否超過環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格做法是用下式計算。（5-44）式中，Cd﹙x，y，0﹚——接受點的日均地面濃度，mg·m-3；Chi﹙x，y，0﹚——接受點每天中第i小時的小時平均濃度，mg·m-3；n——一天中計算的次數(shù)。

75a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型75a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.1高斯模型（4）日均濃度模式

保證率法是國際上比較通用的，是采用接受點較近的一年逐時氣象資料，用式（5-44）計算接受點（敏感目標(biāo)）逐日日均濃度貢獻(xiàn)值，然后將其值按大小順序排列，確定其一累積頻率如95％或98%，則對應(yīng)的日均濃度為該接受點日均濃度貢獻(xiàn)值。若累積頻率定為95%，則意味著一年中該接受點有95％的日子日均濃度在該值以下。換算法是指由年或季長期平均濃度按一定比例換算為日均濃度。76a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.1高斯模型76a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.2ADMS城市大氣擴(kuò)散模型ADMS城市大氣污染物擴(kuò)散模型是基于三維高斯擴(kuò)散模型的多源模型，模擬城市區(qū)域來自工業(yè)、民用和道路交通污染源產(chǎn)生的污染物在大氣中的擴(kuò)散。該模型在中國部分城市得到應(yīng)用，實踐證明只要選擇合適的參數(shù)，模型計算結(jié)果準(zhǔn)確度較高。77a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.2ADMS城市大氣擴(kuò)散模型775.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.2ADMS城市大氣擴(kuò)散模型ADMS可模擬點源、面源、線源和體源等排放出的污染物在短期（小時平均、日平均）、長期（年平均）的濃度分布，還包括一個街道窄谷模型，適用于農(nóng)村或城市地區(qū)、簡單或復(fù)雜地形。模式考慮了建筑物下洗、濕沉降、重力沉降和干沉降以及化學(xué)反應(yīng)等?；瘜W(xué)反應(yīng)模塊包括計算NO、NO2和O3等之間的反應(yīng)。ADMS有氣象預(yù)處理程序，可以用地面的常規(guī)觀測資料、地表狀況以及太陽輻射等參數(shù)模擬基本氣象參數(shù)的廓線值。在簡單地形條件下，使用該模型模擬計算時，可以不調(diào)查探空觀測資料。78a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.2ADMS城市大氣擴(kuò)散模型785.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)AERMOD是一個穩(wěn)態(tài)煙羽擴(kuò)散模式，可基于大氣邊界層數(shù)據(jù)特征模擬點源、面源、體源等排放出的污染物在短期（小時平均、日平均）、長期（年平均）的濃度分布，適用于農(nóng)村或城市地區(qū)、簡單或復(fù)雜地形。AERMOD考慮了建筑物尾流的影響，即煙羽下洗。模式使用每小時連續(xù)預(yù)處理氣象數(shù)據(jù)模擬≥1h平均時間的濃度分布。AERMOD系統(tǒng)包括AERMOD擴(kuò)散模型、AERMET氣象預(yù)處理和AERMAP地形預(yù)處理模式。79a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)79a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)作為新一代法規(guī)性質(zhì)的大氣擴(kuò)散模式，AERMOD具有下述特點：（1）按空氣湍流結(jié)構(gòu)和尺度的概念，湍流擴(kuò)散由參數(shù)化方程給出，穩(wěn)定度用連續(xù)參數(shù)表示；（2）中等浮力通量對流條件采用非正態(tài)的PDF模式；（3）考慮了對流條件下浮力煙羽和混合層頂?shù)南嗷プ饔?；?）考慮了高尺度對流場結(jié)構(gòu)及湍動能的影響；（5）AERMOD模式系統(tǒng)可以處理：地面源和高架源、平坦和復(fù)雜地形和城市邊界層。80a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.3AERMOD模式系統(tǒng)80a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6大氣污染物擴(kuò)散預(yù)測基本模型5.1.6.4

CALPUFF煙團(tuán)擴(kuò)散模型系統(tǒng)可模擬三維流場隨時間和空間發(fā)生變化時污染物的輸送、轉(zhuǎn)化和清除過程。CALPUFF適用于從50公里到幾百公里范圍內(nèi)的模擬尺度，包括了近距離模擬的計算功能，如建筑物下洗、煙羽抬升、排氣筒雨帽效應(yīng)、部分煙羽穿透、次層網(wǎng)格尺度的地形和海陸的相互影響、地形的影響；還包括長距離模擬的計算功能，如干、濕沉降的污染物清除、化學(xué)轉(zhuǎn)化、垂直風(fēng)切變效應(yīng)、跨越水面的傳輸、薰煙效應(yīng)，以及顆粒物濃度對能見度的影響。適合于特殊情況，如穩(wěn)定狀態(tài)下的持續(xù)靜風(fēng)、風(fēng)向逆轉(zhuǎn)、在傳輸和擴(kuò)散過程中氣象場時空發(fā)生變化下的模擬。81a5.1基礎(chǔ)知識5.1.6.4CALPUFF煙團(tuán)擴(kuò)散模型5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.1大氣環(huán)境容量大氣環(huán)境容量主要是指對于一定地區(qū)，根據(jù)其自然凈化能力，在特定的污染源布局和結(jié)構(gòu)下，為達(dá)到環(huán)境目標(biāo)值，所允許的大氣污染物最大排放量。環(huán)境目標(biāo)值即所確定的相應(yīng)等級的國家或地方環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。82a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.1大氣環(huán)境容量大氣環(huán)境容量主要5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.1大氣環(huán)境容量一般說來，污染物的環(huán)境容量是指大氣環(huán)境單元所允許承納的污染物的最大質(zhì)量。所謂某環(huán)境單元指的是一個特定的環(huán)境。大氣環(huán)境容量是一種特殊的環(huán)境資源，它與其他自然資源在使用上有著明顯的差異。研究環(huán)境容量的意義主要在于：（1）便于對總量控制的研究，特別是對已建成區(qū)污染源的控制和削減；（2）可利用環(huán)境容量合理布局新開發(fā)區(qū)。83a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.1大氣環(huán)境容量83a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制（1）環(huán)境總量控制的工作環(huán)節(jié)84a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制84a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制（2）總量控制的基本計算方法

此法是指用A值法計算控制區(qū)域中允許排放總量，用P值法分配到每個污染源的一種方法。計算大氣環(huán)境容量常采用A－P值法85a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制計算大氣環(huán)境容量常5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制（2）總量控制的基本計算方法

①A值法

屬于地區(qū)系數(shù)法，只要給出控制區(qū)總面積及各功能分區(qū)的面積，再根據(jù)當(dāng)?shù)乜偭靠刂葡禂?shù)A值也能計算出該面積上的總允許排放量。用A值法計算大氣環(huán)境容量時一般將大氣污染源分為點源與低矮面源兩部分：86a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制86a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法a．點源的排放總量Qa

對于一般城市范圍氣態(tài)污染物的總排放量控制時，排放總量可由下式進(jìn)行計算：

（5-45）式中，A為與地區(qū)有關(guān)的常數(shù)；CS為大氣污染物濃度的標(biāo)準(zhǔn)限值；S為地區(qū)的總面積。如果全城市又分為n個分區(qū)，每分區(qū)面積為Si，全市面積為S，顯然有：

（5-46）87a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制87a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法那么各分區(qū)排放總量應(yīng)由式（5-47）計算決定。

（5-47）若取

，則有：

（5-48）式中，A——為總量控制系數(shù)，主要由當(dāng)?shù)氐耐L(fēng)量決定；

——i分區(qū)總排放量分擔(dān)率。88a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制88a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制①A值法b．低矮面源的排放總量Qb

可采用下式進(jìn)行計算：

（5-49）式中，B——低矮面源總量控制系數(shù)，

；——低矮面源分擔(dān)率。在分析了街區(qū)大小及我國各地穩(wěn)定度頻率的分布、風(fēng)速資料后，我國按行政區(qū)給出了A值，見表5-5。89a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制89a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制表5-5我國各地區(qū)總量控制系數(shù)A、

低矮分擔(dān)率α，點源控制系數(shù)P值90a5.1基礎(chǔ)知識表5-5我國各地區(qū)總量控制系數(shù)A、90a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制②P值法我國的P值法屬于煙囪排放標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)系數(shù)法。只要給定煙囪高度，再根據(jù)當(dāng)?shù)攸c源排放系數(shù)P（表5-5），就能求算出該煙囪允許排放率，可以運用P值法檢驗執(zhí)行濃度控制或總量控制標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)的污染物排放是否超標(biāo)。91a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制91a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制②P值法a．總量控制區(qū)內(nèi)點源（幾何高度≥30m的排氣筒）污染物排放率限值由式（5-50）計算：

（5-50）式中，Qpi——第i功能區(qū)內(nèi)污染物點源允許排放率限值；Pi——第i功能區(qū)污染物點源排放控制系數(shù)；He——排氣筒有效高度。92a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制92a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制②P值法b.點源排放控制系數(shù)按式（5-51）計算：

(5-51)式中，βi

——第i功能區(qū)污染物點源調(diào)整系數(shù)；

Β——總量控制區(qū)污染物的點源調(diào)整系數(shù)；Ci——標(biāo)準(zhǔn)值（日平均濃度限值），mg·Nm-3；P——地理區(qū)域性點源排放控制系數(shù)。93a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制93a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制②P值法c.各功能區(qū)點源調(diào)整系數(shù)按式（5-52）計算：(5-52)式中，若βi>1，則取βi=1；Qai——第i功能區(qū)高架源（≥100m）污染物年允許排放總量限值，104t；Qbi——第i功能區(qū)低架源（＜30m）污染物年允許排放總量限值；Qmi為——第i功能區(qū)中架點源（30～100m）年允許排放總量限值。94a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制94a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7大氣環(huán)境容量及總量控制5.1.7.2總量控制②P值法d.總量控制區(qū)點源調(diào)整系數(shù)按式（5-53）計算：

(5-53)式中，Qa——總量控制區(qū)污染物年允許排放總量限值，104t；Qe——總量控制區(qū)污染物所有高架點源年允許排放的總量。e．實際排放總量超出限值后的削減原則是盡量削減低架源總量Qb及Qbi，使得β和βi接近或等于1，然后再按式（5-51）的方法計算點源排放控制系數(shù)Pi。95a5.1基礎(chǔ)知識5.1.7.2總量控制95a5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.2.1評價的主要任務(wù)96a5.2大氣環(huán)境影響評價概述96a5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.2.1評價工作等級與評價范圍5.2.2.1評價工作等級及劃分依據(jù)

大氣環(huán)境評價工作等級的確定主要依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定的方法進(jìn)行?！董h(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》（HJ/T2.2－2008）確定大氣環(huán)境影響評價工作等級的主要指標(biāo)為最大地面濃度占標(biāo)率Pi與第i個污染物的地面濃度達(dá)標(biāo)準(zhǔn)限值10%時所對應(yīng)的最遠(yuǎn)距離D10%。其劃分工作等級的方法是：根據(jù)項目的初步工程分析結(jié)果，選擇1～3種主要污染物，分別計算每一種污染物的最大地面濃度占標(biāo)率Pi（第i個污染物），及第i

個污染物的地面濃度達(dá)標(biāo)準(zhǔn)限值10%時所對應(yīng)的最遠(yuǎn)距離D10%。97a5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.2.2.1評價5.2大氣環(huán)境影響評價概述5.2.1評價工作等級與評價范圍5.2.2.1評價工作等級及劃分依據(jù)

最大地面濃度占標(biāo)率Pi計算式為：

（5-54）

式中，Pi——第i個污染物的最大地面濃度占標(biāo)率，%；Ci——采用估算模式計算出的第i個污染物的最大地面濃度，mg·m-