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第二章大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié)概述第二節(jié)大氣污染源調(diào)查第三節(jié)大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)第二章大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié)概述1第一節(jié)概述一、大氣組成(干潔空氣:除了水汽、液體、固體雜質(zhì)外)二、大氣結(jié)構(gòu)(垂直分布)三、主要?dú)庀笠?/p>
(氣溫、濕度、風(fēng)、云、能見(jiàn)度)四、大氣邊界的溫度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)地球自轉(zhuǎn)偏向力??(科氏力)??第一節(jié)概述一、大氣組成(干潔空氣:除了水汽、液體、固2空氣中飽和水蒸氣含量(g/M3)溫度-20-1001020304050100飽和壓蒸汽kpa0.1230.2790.6131.2212.3184.2067.32012.263101.325水蒸汽含量g/M31.12.34.99.417.230.150.882.3589空氣中飽和水蒸氣含量(g/M3)溫度-20-100102033一些特定的地方性風(fēng)場(chǎng)1、山谷風(fēng)2、海陸風(fēng)3、城市熱島環(huán)流一些特定的地方性風(fēng)場(chǎng)1、山谷風(fēng)4第二節(jié):大氣污染源的調(diào)查常規(guī)的污染源調(diào)查方法仍然適用燃料鍋爐燃燒過(guò)程的SO2、煙塵量估算燃料鍋爐污染源排放量估算SO2排放量估算理論空氣量實(shí)際空氣量燃料燃燒過(guò)程廢氣排放量估算燃煤煙塵量估算第二節(jié):大氣污染源的調(diào)查常規(guī)的污染源調(diào)查方法仍然適用燃料鍋爐5關(guān)于煤的熱值和鍋爐噸位1、標(biāo)準(zhǔn)煤的定義我國(guó)以7000kcal定義為標(biāo)準(zhǔn)煤熱值,即29.3兆焦。采用該標(biāo)準(zhǔn)的有日本、前蘇聯(lián)國(guó)家和西歐大陸國(guó)家。聯(lián)合國(guó)目前采用標(biāo)準(zhǔn)煤6880kcal計(jì)算;實(shí)際上原煤平均熱值5000kcal/kg,即20.9兆焦,煤當(dāng)量系數(shù)0.714;原油10000kcal/kg,煤當(dāng)量系數(shù)1.429;2、鍋爐噸位是指最大能力的蒸汽產(chǎn)量(達(dá)到一定壓力標(biāo)準(zhǔn)的蒸汽)。8,15kg/cm23、低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量;關(guān)于煤的熱值和鍋爐噸位1、標(biāo)準(zhǔn)煤的定義2、鍋爐噸位是指最大能6固體燃料(煤)的理論空氣需求量
V0=1.01×(Q低/4185)+0.5(m3/kg)
固體燃料的實(shí)際空氣需求量
V1=0.89×(Q低/4185)+1.65+(α-1)×V0(m3/kg)
V0——固體燃料理論空氣需要量(m3/kg);V1——固體燃料實(shí)際空氣需要量(m3/kg);Q低——燃料低位發(fā)熱量(KJ/Kg);α——空氣過(guò)剩系數(shù);(1.05~1.70)固體燃料(煤)的理論空氣需求量7SO2排放量估算首先確定燃料的含硫量(分析測(cè)試);煤中的可燃硫含量一般占總硫量的70~90%,平均取80%;
QSO2=2WS×80%×1000=1600WSQSO2——SO2產(chǎn)生量(kg/h);W——燃料消耗量(t/h);S——燃料中全硫含量;SO2排放量估算首先確定燃料的含硫量(分析測(cè)試);8燃料煙塵含量估算燃煤鍋爐的煙塵排放量估算Y=W×A×B×(1-η)Y——煙塵排放量,kg/h;W——燃煤消耗量,kg/h;A——燃料中灰份含量,%;B——煙氣揚(yáng)灰率,%;η——除塵器除塵效率,%燃料煙塵含量估算燃煤鍋爐的煙塵排放量估算9
有一臺(tái)沸騰爐,用煤量5t/h,煤的灰份25%,低位發(fā)熱量6000kcal/kg,煤含硫量2%,空氣過(guò)剩系數(shù)α=1.05。該鍋爐裝有布袋除塵器,除塵效率85%。求:鍋爐的SO2排放量、粉塵排放量;(kg/h)
煙氣中SO2濃度和粉塵濃度;(mg/m3)例題思路:1、計(jì)算出實(shí)際煙氣排放量2、計(jì)算二氧化硫和粉塵的排放量3、計(jì)算兩種污染物的實(shí)際濃度有一臺(tái)沸騰爐,用煤量5t/h,煤的10計(jì)算每kg燃煤理論空氣需求量計(jì)算每kg燃煤實(shí)際煙氣量該鍋爐每小時(shí)煙氣量(5噸/小時(shí))V=36590m3/h計(jì)算每kg燃煤理論空氣需求量計(jì)算每kg燃煤實(shí)際煙氣量該鍋爐每11二氧化硫的產(chǎn)生量:二氧化硫的濃度:4372.8mg/m3煙塵的產(chǎn)生量:粉塵的濃度:2563mg/m3二氧化硫的產(chǎn)生量:二氧化硫的濃度:4372.8mg/m312定量地評(píng)價(jià)擬建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)前大氣環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀;識(shí)別對(duì)大氣環(huán)境的哪些質(zhì)量參數(shù)產(chǎn)生影響和預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后大氣污染指數(shù)的變化;解釋污染物質(zhì)在大氣中的的送、擴(kuò)散和變化的規(guī)律;提出建設(shè)項(xiàng)目污染源的控制治理對(duì)策;大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作概括定量地評(píng)價(jià)擬建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)前大氣環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀;大氣環(huán)境影響評(píng)13評(píng)價(jià)工作級(jí)別和范圍(評(píng)價(jià)工作基礎(chǔ))1、計(jì)算等標(biāo)排放量
Pi=Qi/C0i
Pi——等標(biāo)排放量,m3/h,≥109屬于一級(jí);Qi——某種污染物單位時(shí)間排放量,t/h;C0i——大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),(mg/m3)其中C0i的確定(一般):GB3095-1996中規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),1小時(shí)平均濃度評(píng)價(jià)工作級(jí)別和范圍(評(píng)價(jià)工作基礎(chǔ))其中C0i的確定(一般):14根據(jù)等標(biāo)負(fù)荷確定評(píng)價(jià)等級(jí)Pi(m3/h)≥2.5×109≤2.5×109≥2.5×108≤2.5×108復(fù)雜地形123平原地形233
復(fù)雜地形包括:山區(qū)、丘陵、沿海、大中城市的城區(qū)等。根據(jù)等標(biāo)負(fù)荷確定評(píng)價(jià)等級(jí)Pi(m3/h)≥2.5×109≤15根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)確定評(píng)價(jià)范圍建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍,主要根據(jù)項(xiàng)目的級(jí)別確定,此外還應(yīng)考慮:評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)和評(píng)價(jià)區(qū)邊界外有關(guān)區(qū)域的地形、地理特征;該區(qū)域內(nèi)是否包括大中城市的城區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等環(huán)保敏感區(qū);一般可取項(xiàng)目的主要污染源為中心,主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橹鬏S的方形或矩形區(qū)域。如無(wú)明顯主導(dǎo)風(fēng)向,可取東西向或南北向?yàn)橹鬏S;1級(jí)評(píng)價(jià)范圍:16~20km2級(jí)評(píng)價(jià)范圍:10~14km3級(jí)評(píng)價(jià):范圍:4~6km根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)確定評(píng)價(jià)范圍建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境16大氣中污染物擴(kuò)散模型(高斯模型)四點(diǎn)假設(shè):污染物在y、z軸上的分布符合正態(tài)分布全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的源強(qiáng)是連續(xù)均勻的擴(kuò)散過(guò)程中污染物質(zhì)量是守恒的
(有源無(wú)匯)大氣中污染物擴(kuò)散模型(高斯模型)四點(diǎn)假設(shè):17高斯模型大氣中污染物擴(kuò)散模式高斯模型大氣中污染物擴(kuò)散模式18大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件19高斯模型的坐標(biāo)系
高斯模式的坐標(biāo)系為右手坐標(biāo)系。原點(diǎn)為排放點(diǎn)或高架點(diǎn)源在地面的投影點(diǎn),x軸正向?yàn)槠骄L(fēng)向,煙流中心線與x軸重合或其投影為x軸。
高斯模式的坐標(biāo)系
正態(tài)分布實(shí)體源高有效源高平均風(fēng)向高斯模型的坐標(biāo)系高斯模式的坐標(biāo)系正態(tài)分布實(shí)體源高有效源高平20由正態(tài)分布的假定可以寫(xiě)出下風(fēng)向任意點(diǎn)(x,y,z)的平均濃度的分布函數(shù):空間正態(tài)分布濃度表達(dá)式:結(jié)合質(zhì)量守恒條件有式:由正態(tài)分布的假定可以寫(xiě)出下風(fēng)向任意點(diǎn)(x,y,z)的21通過(guò)將參數(shù)代入和求解后得到無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式:1、無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式橫向擴(kuò)散參數(shù)垂直擴(kuò)散參數(shù)污染源強(qiáng)平均風(fēng)速通過(guò)將參數(shù)代入和求解后得到無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式:22各項(xiàng)實(shí)際意義說(shuō)明:ρ(x,y,z)
QUyZ
xσyσz
各項(xiàng)實(shí)際意義說(shuō)明:23高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散問(wèn)題,必須考慮地面對(duì)擴(kuò)散的影響??梢哉J(rèn)為地面像鏡面一樣,對(duì)污染物起全反射作用。2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式實(shí)源像源任意點(diǎn)P地面高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散問(wèn)題,必須考慮地面對(duì)擴(kuò)散的影響???4P點(diǎn)的實(shí)際污染物濃度應(yīng)為實(shí)源和像源之和,即:像源貢獻(xiàn)實(shí)源貢獻(xiàn)由此模式可以求出下風(fēng)向任意點(diǎn)的污染物濃度。有效源高2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式問(wèn)題:如果煙囪高度H=0,結(jié)果如何?P點(diǎn)的實(shí)際污染物濃度應(yīng)為實(shí)源和像源之和,即:像源貢獻(xiàn)25(1)地面濃度模式令z=0,由高架連續(xù)點(diǎn)源模式簡(jiǎn)化得到地面濃度模式:2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(1)地面濃度模式2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化26(2)地面軸線濃度模式在地面濃度模式的基礎(chǔ)上,令y=0,得到地面軸線濃度模式:2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(2)地面軸線濃度模式2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化27(3)地面最大濃度模式(地面軸線最大濃度模式)在地面軸線濃度模式的基礎(chǔ)上,通過(guò)求導(dǎo)得到地面軸線最大濃度模式:是否有最大值?2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(3)地面最大濃度模式(地面軸線最大濃度模式)是否有最大值28連續(xù)點(diǎn)源的排放大部分是采用煙囪排放的。具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排出后,由于其初始動(dòng)量和高溫產(chǎn)生的浮力,可以使煙氣上升至很高的高度。煙囪有效高度(H)為煙囪的幾何高度(HS)與煙氣抬升高度(△H)之和。H=HS+△H3、煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算連續(xù)點(diǎn)源的排放大部分是采用煙囪排放的。具有一定速度的29煙氣抬升圖示(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算煙氣抬升的兩種機(jī)理:熱力抬升和動(dòng)力抬升!煙氣抬升圖示(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算煙氣抬升30霍蘭德公式——比較保守,有時(shí)偏差較大**布里格斯公式——計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比較接近,應(yīng)用較廣Lucas公式——以熱力抬升為主中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》GB/T13201-91**(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算霍蘭德公式——比較保守,有時(shí)偏差較大**(一)煙氣抬升高度(31霍蘭德公式煙氣出口流速,m/s;煙氣出口內(nèi)徑,m;煙囪出口初平均風(fēng)速,m/s;煙氣熱釋放量,kw;霍蘭德公式煙氣出口流速,m/s;煙氣出口內(nèi)徑,m;煙囪出口初32國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為四種情況:1、有風(fēng)情況下煙氣釋放量大于2100kJ/s;2、有風(fēng)情況下煙氣釋放量1700~2100kJ/s;3、煙氣釋放量小于2100kJ/s或溫差小于35度;4、小風(fēng)或靜風(fēng);國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為四種情況:33大氣影響評(píng)價(jià)的模型核心是高斯模型高斯模型的核心是如何確定σy和σz
σy、σz表明在距離污染源一定長(zhǎng)度初污染物的擴(kuò)散情況
大氣影響評(píng)價(jià)的模型核心是高斯模型高斯模型的核心是如何確定σy34大氣穩(wěn)定度
大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定的程度,即是否易于發(fā)生對(duì)流。污染物在大氣中的擴(kuò)散與穩(wěn)定度有密切關(guān)系。大氣穩(wěn)定度分為A~F六個(gè)級(jí)別,其中:A為強(qiáng)不穩(wěn)定、B為不穩(wěn)定、C為弱不穩(wěn)定、D為中性、E為較穩(wěn)定、F為穩(wěn)定。大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定的程度35根據(jù)日期序數(shù)計(jì)算太陽(yáng)傾角當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度太陽(yáng)高度角云量太陽(yáng)輻射等級(jí)地面風(fēng)速大氣穩(wěn)定度最后根據(jù)大氣穩(wěn)定度來(lái)計(jì)算σyσz
根據(jù)日期序數(shù)計(jì)算太陽(yáng)傾角當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度太陽(yáng)高度角云量太陽(yáng)輻射等級(jí)36計(jì)算σyσz
在一定的距離范圍內(nèi)σyσz均為距離x的函數(shù),可以表示為:根據(jù)大氣穩(wěn)定度可以查表確定:
γ1、α1、
γ2、α2計(jì)算σyσz
在一定的距離范圍內(nèi)σyσz均為距離37橫向擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σy橫向擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σy38垂直擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σz垂直擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σz39查表說(shuō)明平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠(yuǎn)郊區(qū)對(duì)于A,B,C級(jí)穩(wěn)定度可直接查表,D、E、F級(jí)穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級(jí)后再查算。工業(yè)區(qū)或城區(qū)中的點(diǎn)源,A、B級(jí)不提級(jí),C級(jí)提到B級(jí),E、F級(jí)向不穩(wěn)定方向提半級(jí),再查算。丘陵山區(qū)的農(nóng)村和城市其擴(kuò)散參數(shù)選取方法同工業(yè)區(qū)。查表說(shuō)明平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠(yuǎn)郊區(qū)對(duì)于A,B,C級(jí)穩(wěn)定度可40關(guān)于逆溫天氣的說(shuō)明逆溫——溫度隨高度增加而增加叫逆溫。具有逆溫層的大氣層是強(qiáng)穩(wěn)定的大氣層。某高度上的逆溫層像一個(gè)蓋子一樣阻擋著它下面污染物的擴(kuò)散,因而可能造成嚴(yán)重污染。空氣污染事件多數(shù)都發(fā)生在右逆溫層和靜風(fēng)條件下。按逆溫層的高度可分為接地逆溫和不接地逆溫兩種。關(guān)于逆溫天氣的說(shuō)明逆溫——溫度隨高度增加而增加叫逆溫41[例1]、污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例(1)
某工廠位于城市遠(yuǎn)郊區(qū),鍋爐煙囪高度為85m,煙氣抬升高度為87m,SO2排放率為50g/s。煙囪出口處平均風(fēng)速為4m/s。試計(jì)算B類穩(wěn)定度條件下,下風(fēng)向距煙囪1000m和2000m兩處關(guān)心點(diǎn)位的地面軸線濃度貢獻(xiàn)值。(已知:x=1000,σy=156,σz=109;x=2000,σy=279,σz=233)[例1]、污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例(1)某工廠位于城42(三)污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例根據(jù)地面軸線濃度公式:
距離x(m)10002000濃度ρ(mg/m3)0.06740.0466
(三)污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例根據(jù)地面軸線濃度公式:43[例2]已知某一高架連續(xù)點(diǎn)源,在沿軸線地面最大濃度模式中,σy=σz=0.07,u=5.0m/s,排煙有效源高H=l80m,排煙量為4.1×104m3/h,排煙中SO2濃度為1000cm3/m3.問(wèn)該高梁點(diǎn)源在軸線上最大濃度為多少?
[例2]已知某一高架連續(xù)點(diǎn)源,在沿軸線地面最大濃度模式44大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件45[例3]、某擬建工廠如果建成后將向大氣中連續(xù)排放SO2,排放量150克/秒。該廠準(zhǔn)備建造的煙囪實(shí)際高度100米,估計(jì)煙氣抬升高度18米,煙氣出口處平均風(fēng)速4.5米/秒,在當(dāng)時(shí)氣象條件下擴(kuò)散參數(shù)和如下表:
距離(km)0.10.20.30.40.50.60.81.01.21.41.61.82.0σy(m)12.623.333.543.353.562.880.999.1116133149166182σz(m)7.4414.020.526.532.638.650.761.473.083.795.3107116[例3]、某擬建工廠如果建成后將向大氣中連續(xù)排放SO2,排放46求①、該廠建成后排放的SO2對(duì)下風(fēng)向800米處地面的SO2濃度貢獻(xiàn)值;②、該地區(qū)原始SO2的本底值為0.25mg/m3,當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求SO2的濃度不得大于0.50mg/m3,問(wèn)該廠的煙囪高度是否足夠?
解題思路:1、確定出現(xiàn)地面最大濃度的位置處的σz,并查處此處的σy,;2、計(jì)算最大濃度數(shù)值,看是否超出標(biāo)準(zhǔn)要求!求①、該廠建成后排放的SO2對(duì)下風(fēng)向800米處地面的SO47計(jì)算出現(xiàn)最大濃度位置處的σzH/1.414=(100+18)/1.414=83.45查表發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=1400m處,σz=83.45σy=133根據(jù)以上σy、σz數(shù)據(jù)可以計(jì)算最大濃度數(shù)值
計(jì)算出現(xiàn)最大濃度位置處的σz查表發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=1400m處,σz48大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)判斷方法
大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)是在工程分析和影響預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,以法規(guī)、標(biāo)推為依據(jù),解釋擬建項(xiàng)目引起酌預(yù)期變化所造成影響的重大性,同時(shí)辨識(shí)敏感對(duì)象對(duì)污染物誹放的反應(yīng);對(duì)于擬建項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝、總圖布置和選址方案等提出改進(jìn)意見(jiàn);提出避免、消除和減少大氣環(huán)境影響的措施或?qū)Σ叩慕ㄗh;最后做出評(píng)價(jià)結(jié)論。大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)判斷方法大氣環(huán)境影響評(píng)491、大氣環(huán)境目標(biāo)判斷法評(píng)價(jià)區(qū)域的大氣污染物i的環(huán)境目標(biāo)值,依據(jù)當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境規(guī)劃中確定的功能區(qū)分類,按GB3095一1996確定的濃度標(biāo)準(zhǔn)值為環(huán)境目標(biāo)值。將預(yù)測(cè)濃度及基線濃度之和與濃度目標(biāo)值進(jìn)行比較,如果兩者比值<l,表示無(wú)大影響;如比值在1~1.5之間表明有較大影響;如果>2,表示有重大影響。2、容許排放量判斷法按照一個(gè)區(qū)域內(nèi)的總環(huán)境容量進(jìn)行核算分配1、大氣環(huán)境目標(biāo)判斷法503、指數(shù)法實(shí)質(zhì)類似與目標(biāo)判斷方法,但可以進(jìn)行多因子綜合評(píng)價(jià)。4、污染分擔(dān)率法在一個(gè)區(qū)域內(nèi)由多個(gè)污染源造成I種污染物,因此需要核算擬建項(xiàng)目在該污染物濃度中所承擔(dān)的比例,該比例越大,表明環(huán)境影響越大,一般認(rèn)為大于50%屬于影響重大。3、指數(shù)法51大氣影響評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)際例子以一個(gè)中型精細(xì)化工企業(yè)的實(shí)際評(píng)價(jià)為例大氣影響評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)際例子以一個(gè)中型精細(xì)化工企業(yè)的實(shí)際評(píng)價(jià)為例52大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件53大氣結(jié)構(gòu):對(duì)流層平流層中間層熱成層逸散層大氣結(jié)構(gòu):54大氣邊界層的溫度場(chǎng)1.大氣邊界層的溫度場(chǎng):趨勢(shì)是隨高度的上升氣溫降低。
假如高度增大時(shí),氣溫反而上升,即dT>0,或垂直降溫率r<0,則該空氣層便成為逆溫層(Inversionlayer)r=dTdh-大氣邊界層的溫度場(chǎng)1.大氣邊界層的溫度場(chǎng):假如高度增大時(shí),55大氣邊界層的溫度場(chǎng)1.大氣邊界層的溫度場(chǎng):rd:干絕熱遞減率,干空氣塊或未飽和的濕空氣塊在絕熱條件下,每升高單位高度所造成的溫度下降數(shù)值。通常取100米表示,rd=1℃或1K大氣垂直方向溫度變化類型:r>0正常分布層結(jié)、遞減層結(jié)r=rd中性層結(jié)r=0等溫層結(jié)r<0逆溫大氣邊界層的溫度場(chǎng)1.大氣邊界層的溫度場(chǎng):r>0正常分56大氣邊界層的溫度場(chǎng)2.大氣穩(wěn)定度:大氣對(duì)在其中做垂直運(yùn)動(dòng)的氣團(tuán)產(chǎn)生加速、減速作用或不產(chǎn)生影響的熱力學(xué)性質(zhì)。
大氣靜力穩(wěn)定度的判定:r–rd是大于還是小于零大氣邊界層的溫度場(chǎng)2.大氣穩(wěn)定度:大氣對(duì)在其中做垂直運(yùn)動(dòng)的氣57大氣邊界層的溫度場(chǎng)3.逆溫:又稱阻擋層逆溫形成過(guò)程:輻射逆溫下沉逆溫平流逆溫湍流逆溫鋒面逆溫大氣邊界層的溫度場(chǎng)3.逆溫:又稱阻擋層58二大氣邊界層的溫度場(chǎng)4.不同溫度層結(jié)下的煙型翻卷型錐型平展型上升型熏蒸型二大氣邊界層的溫度場(chǎng)4.不同溫度層結(jié)下的煙型59大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件60如何確定評(píng)價(jià)范圍如何確定評(píng)價(jià)范圍61太陽(yáng)傾角σ計(jì)算其中:θ0——360dn/365,deg;dn——一年中日期序數(shù),(0,1,2…,364)
太陽(yáng)傾角σ計(jì)算其中:62太陽(yáng)高度角計(jì)算其中:φ——當(dāng)?shù)鼐暥圈恕?dāng)?shù)亟?jīng)度σ——太陽(yáng)傾角t——?dú)庀笥^測(cè)時(shí)的北京時(shí)間太陽(yáng)高度角計(jì)算其中:φ——當(dāng)?shù)鼐暥?3太陽(yáng)輻射等級(jí)的確定
其中云量的確定根據(jù)十分制確定,分為總云量和低云量(國(guó)外常用8份制)太陽(yáng)輻射等級(jí)的確定其中云量的確定根據(jù)十分制確64大氣穩(wěn)定度的確定
大氣穩(wěn)定度是影響擴(kuò)散過(guò)程重要因素,以半量化的形式來(lái)表征實(shí)際大氣對(duì)流情況大氣穩(wěn)定度的確定大氣穩(wěn)定度是影響擴(kuò)散過(guò)程重要65大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件66演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!67第二章大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié)概述第二節(jié)大氣污染源調(diào)查第三節(jié)大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)第二章大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié)概述68第一節(jié)概述一、大氣組成(干潔空氣:除了水汽、液體、固體雜質(zhì)外)二、大氣結(jié)構(gòu)(垂直分布)三、主要?dú)庀笠?/p>
(氣溫、濕度、風(fēng)、云、能見(jiàn)度)四、大氣邊界的溫度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)地球自轉(zhuǎn)偏向力??(科氏力)??第一節(jié)概述一、大氣組成(干潔空氣:除了水汽、液體、固69空氣中飽和水蒸氣含量(g/M3)溫度-20-1001020304050100飽和壓蒸汽kpa0.1230.2790.6131.2212.3184.2067.32012.263101.325水蒸汽含量g/M31.12.34.99.417.230.150.882.3589空氣中飽和水蒸氣含量(g/M3)溫度-20-1001020370一些特定的地方性風(fēng)場(chǎng)1、山谷風(fēng)2、海陸風(fēng)3、城市熱島環(huán)流一些特定的地方性風(fēng)場(chǎng)1、山谷風(fēng)71第二節(jié):大氣污染源的調(diào)查常規(guī)的污染源調(diào)查方法仍然適用燃料鍋爐燃燒過(guò)程的SO2、煙塵量估算燃料鍋爐污染源排放量估算SO2排放量估算理論空氣量實(shí)際空氣量燃料燃燒過(guò)程廢氣排放量估算燃煤煙塵量估算第二節(jié):大氣污染源的調(diào)查常規(guī)的污染源調(diào)查方法仍然適用燃料鍋爐72關(guān)于煤的熱值和鍋爐噸位1、標(biāo)準(zhǔn)煤的定義我國(guó)以7000kcal定義為標(biāo)準(zhǔn)煤熱值,即29.3兆焦。采用該標(biāo)準(zhǔn)的有日本、前蘇聯(lián)國(guó)家和西歐大陸國(guó)家。聯(lián)合國(guó)目前采用標(biāo)準(zhǔn)煤6880kcal計(jì)算;實(shí)際上原煤平均熱值5000kcal/kg,即20.9兆焦,煤當(dāng)量系數(shù)0.714;原油10000kcal/kg,煤當(dāng)量系數(shù)1.429;2、鍋爐噸位是指最大能力的蒸汽產(chǎn)量(達(dá)到一定壓力標(biāo)準(zhǔn)的蒸汽)。8,15kg/cm23、低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量;關(guān)于煤的熱值和鍋爐噸位1、標(biāo)準(zhǔn)煤的定義2、鍋爐噸位是指最大能73固體燃料(煤)的理論空氣需求量
V0=1.01×(Q低/4185)+0.5(m3/kg)
固體燃料的實(shí)際空氣需求量
V1=0.89×(Q低/4185)+1.65+(α-1)×V0(m3/kg)
V0——固體燃料理論空氣需要量(m3/kg);V1——固體燃料實(shí)際空氣需要量(m3/kg);Q低——燃料低位發(fā)熱量(KJ/Kg);α——空氣過(guò)剩系數(shù);(1.05~1.70)固體燃料(煤)的理論空氣需求量74SO2排放量估算首先確定燃料的含硫量(分析測(cè)試);煤中的可燃硫含量一般占總硫量的70~90%,平均取80%;
QSO2=2WS×80%×1000=1600WSQSO2——SO2產(chǎn)生量(kg/h);W——燃料消耗量(t/h);S——燃料中全硫含量;SO2排放量估算首先確定燃料的含硫量(分析測(cè)試);75燃料煙塵含量估算燃煤鍋爐的煙塵排放量估算Y=W×A×B×(1-η)Y——煙塵排放量,kg/h;W——燃煤消耗量,kg/h;A——燃料中灰份含量,%;B——煙氣揚(yáng)灰率,%;η——除塵器除塵效率,%燃料煙塵含量估算燃煤鍋爐的煙塵排放量估算76
有一臺(tái)沸騰爐,用煤量5t/h,煤的灰份25%,低位發(fā)熱量6000kcal/kg,煤含硫量2%,空氣過(guò)剩系數(shù)α=1.05。該鍋爐裝有布袋除塵器,除塵效率85%。求:鍋爐的SO2排放量、粉塵排放量;(kg/h)
煙氣中SO2濃度和粉塵濃度;(mg/m3)例題思路:1、計(jì)算出實(shí)際煙氣排放量2、計(jì)算二氧化硫和粉塵的排放量3、計(jì)算兩種污染物的實(shí)際濃度有一臺(tái)沸騰爐,用煤量5t/h,煤的77計(jì)算每kg燃煤理論空氣需求量計(jì)算每kg燃煤實(shí)際煙氣量該鍋爐每小時(shí)煙氣量(5噸/小時(shí))V=36590m3/h計(jì)算每kg燃煤理論空氣需求量計(jì)算每kg燃煤實(shí)際煙氣量該鍋爐每78二氧化硫的產(chǎn)生量:二氧化硫的濃度:4372.8mg/m3煙塵的產(chǎn)生量:粉塵的濃度:2563mg/m3二氧化硫的產(chǎn)生量:二氧化硫的濃度:4372.8mg/m379定量地評(píng)價(jià)擬建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)前大氣環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀;識(shí)別對(duì)大氣環(huán)境的哪些質(zhì)量參數(shù)產(chǎn)生影響和預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后大氣污染指數(shù)的變化;解釋污染物質(zhì)在大氣中的的送、擴(kuò)散和變化的規(guī)律;提出建設(shè)項(xiàng)目污染源的控制治理對(duì)策;大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作概括定量地評(píng)價(jià)擬建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)前大氣環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀;大氣環(huán)境影響評(píng)80評(píng)價(jià)工作級(jí)別和范圍(評(píng)價(jià)工作基礎(chǔ))1、計(jì)算等標(biāo)排放量
Pi=Qi/C0i
Pi——等標(biāo)排放量,m3/h,≥109屬于一級(jí);Qi——某種污染物單位時(shí)間排放量,t/h;C0i——大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),(mg/m3)其中C0i的確定(一般):GB3095-1996中規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),1小時(shí)平均濃度評(píng)價(jià)工作級(jí)別和范圍(評(píng)價(jià)工作基礎(chǔ))其中C0i的確定(一般):81根據(jù)等標(biāo)負(fù)荷確定評(píng)價(jià)等級(jí)Pi(m3/h)≥2.5×109≤2.5×109≥2.5×108≤2.5×108復(fù)雜地形123平原地形233
復(fù)雜地形包括:山區(qū)、丘陵、沿海、大中城市的城區(qū)等。根據(jù)等標(biāo)負(fù)荷確定評(píng)價(jià)等級(jí)Pi(m3/h)≥2.5×109≤82根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)確定評(píng)價(jià)范圍建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)范圍,主要根據(jù)項(xiàng)目的級(jí)別確定,此外還應(yīng)考慮:評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)和評(píng)價(jià)區(qū)邊界外有關(guān)區(qū)域的地形、地理特征;該區(qū)域內(nèi)是否包括大中城市的城區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等環(huán)保敏感區(qū);一般可取項(xiàng)目的主要污染源為中心,主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)橹鬏S的方形或矩形區(qū)域。如無(wú)明顯主導(dǎo)風(fēng)向,可取東西向或南北向?yàn)橹鬏S;1級(jí)評(píng)價(jià)范圍:16~20km2級(jí)評(píng)價(jià)范圍:10~14km3級(jí)評(píng)價(jià):范圍:4~6km根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)確定評(píng)價(jià)范圍建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境83大氣中污染物擴(kuò)散模型(高斯模型)四點(diǎn)假設(shè):污染物在y、z軸上的分布符合正態(tài)分布全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的源強(qiáng)是連續(xù)均勻的擴(kuò)散過(guò)程中污染物質(zhì)量是守恒的
(有源無(wú)匯)大氣中污染物擴(kuò)散模型(高斯模型)四點(diǎn)假設(shè):84高斯模型大氣中污染物擴(kuò)散模式高斯模型大氣中污染物擴(kuò)散模式85大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件86高斯模型的坐標(biāo)系
高斯模式的坐標(biāo)系為右手坐標(biāo)系。原點(diǎn)為排放點(diǎn)或高架點(diǎn)源在地面的投影點(diǎn),x軸正向?yàn)槠骄L(fēng)向,煙流中心線與x軸重合或其投影為x軸。
高斯模式的坐標(biāo)系
正態(tài)分布實(shí)體源高有效源高平均風(fēng)向高斯模型的坐標(biāo)系高斯模式的坐標(biāo)系正態(tài)分布實(shí)體源高有效源高平87由正態(tài)分布的假定可以寫(xiě)出下風(fēng)向任意點(diǎn)(x,y,z)的平均濃度的分布函數(shù):空間正態(tài)分布濃度表達(dá)式:結(jié)合質(zhì)量守恒條件有式:由正態(tài)分布的假定可以寫(xiě)出下風(fēng)向任意點(diǎn)(x,y,z)的88通過(guò)將參數(shù)代入和求解后得到無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式:1、無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式橫向擴(kuò)散參數(shù)垂直擴(kuò)散參數(shù)污染源強(qiáng)平均風(fēng)速通過(guò)將參數(shù)代入和求解后得到無(wú)界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式:89各項(xiàng)實(shí)際意義說(shuō)明:ρ(x,y,z)
QUyZ
xσyσz
各項(xiàng)實(shí)際意義說(shuō)明:90高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散問(wèn)題,必須考慮地面對(duì)擴(kuò)散的影響??梢哉J(rèn)為地面像鏡面一樣,對(duì)污染物起全反射作用。2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式實(shí)源像源任意點(diǎn)P地面高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散問(wèn)題,必須考慮地面對(duì)擴(kuò)散的影響。可91P點(diǎn)的實(shí)際污染物濃度應(yīng)為實(shí)源和像源之和,即:像源貢獻(xiàn)實(shí)源貢獻(xiàn)由此模式可以求出下風(fēng)向任意點(diǎn)的污染物濃度。有效源高2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式問(wèn)題:如果煙囪高度H=0,結(jié)果如何?P點(diǎn)的實(shí)際污染物濃度應(yīng)為實(shí)源和像源之和,即:像源貢獻(xiàn)92(1)地面濃度模式令z=0,由高架連續(xù)點(diǎn)源模式簡(jiǎn)化得到地面濃度模式:2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(1)地面濃度模式2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化93(2)地面軸線濃度模式在地面濃度模式的基礎(chǔ)上,令y=0,得到地面軸線濃度模式:2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(2)地面軸線濃度模式2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化94(3)地面最大濃度模式(地面軸線最大濃度模式)在地面軸線濃度模式的基礎(chǔ)上,通過(guò)求導(dǎo)得到地面軸線最大濃度模式:是否有最大值?2、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式變化(3)地面最大濃度模式(地面軸線最大濃度模式)是否有最大值95連續(xù)點(diǎn)源的排放大部分是采用煙囪排放的。具有一定速度的熱煙氣從煙囪出口排出后,由于其初始動(dòng)量和高溫產(chǎn)生的浮力,可以使煙氣上升至很高的高度。煙囪有效高度(H)為煙囪的幾何高度(HS)與煙氣抬升高度(△H)之和。H=HS+△H3、煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算連續(xù)點(diǎn)源的排放大部分是采用煙囪排放的。具有一定速度的96煙氣抬升圖示(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算煙氣抬升的兩種機(jī)理:熱力抬升和動(dòng)力抬升!煙氣抬升圖示(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算煙氣抬升97霍蘭德公式——比較保守,有時(shí)偏差較大**布里格斯公式——計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比較接近,應(yīng)用較廣Lucas公式——以熱力抬升為主中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》GB/T13201-91**(一)煙氣抬升高度(⊿H)的計(jì)算霍蘭德公式——比較保守,有時(shí)偏差較大**(一)煙氣抬升高度(98霍蘭德公式煙氣出口流速,m/s;煙氣出口內(nèi)徑,m;煙囪出口初平均風(fēng)速,m/s;煙氣熱釋放量,kw;霍蘭德公式煙氣出口流速,m/s;煙氣出口內(nèi)徑,m;煙囪出口初99國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為四種情況:1、有風(fēng)情況下煙氣釋放量大于2100kJ/s;2、有風(fēng)情況下煙氣釋放量1700~2100kJ/s;3、煙氣釋放量小于2100kJ/s或溫差小于35度;4、小風(fēng)或靜風(fēng);國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為四種情況:100大氣影響評(píng)價(jià)的模型核心是高斯模型高斯模型的核心是如何確定σy和σz
σy、σz表明在距離污染源一定長(zhǎng)度初污染物的擴(kuò)散情況
大氣影響評(píng)價(jià)的模型核心是高斯模型高斯模型的核心是如何確定σy101大氣穩(wěn)定度
大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定的程度,即是否易于發(fā)生對(duì)流。污染物在大氣中的擴(kuò)散與穩(wěn)定度有密切關(guān)系。大氣穩(wěn)定度分為A~F六個(gè)級(jí)別,其中:A為強(qiáng)不穩(wěn)定、B為不穩(wěn)定、C為弱不穩(wěn)定、D為中性、E為較穩(wěn)定、F為穩(wěn)定。大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度是指在垂直方向上大氣的穩(wěn)定的程度102根據(jù)日期序數(shù)計(jì)算太陽(yáng)傾角當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度太陽(yáng)高度角云量太陽(yáng)輻射等級(jí)地面風(fēng)速大氣穩(wěn)定度最后根據(jù)大氣穩(wěn)定度來(lái)計(jì)算σyσz
根據(jù)日期序數(shù)計(jì)算太陽(yáng)傾角當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度太陽(yáng)高度角云量太陽(yáng)輻射等級(jí)103計(jì)算σyσz
在一定的距離范圍內(nèi)σyσz均為距離x的函數(shù),可以表示為:根據(jù)大氣穩(wěn)定度可以查表確定:
γ1、α1、
γ2、α2計(jì)算σyσz
在一定的距離范圍內(nèi)σyσz均為距離104橫向擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σy橫向擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σy105垂直擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σz垂直擴(kuò)散參數(shù)計(jì)算σz106查表說(shuō)明平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠(yuǎn)郊區(qū)對(duì)于A,B,C級(jí)穩(wěn)定度可直接查表,D、E、F級(jí)穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級(jí)后再查算。工業(yè)區(qū)或城區(qū)中的點(diǎn)源,A、B級(jí)不提級(jí),C級(jí)提到B級(jí),E、F級(jí)向不穩(wěn)定方向提半級(jí),再查算。丘陵山區(qū)的農(nóng)村和城市其擴(kuò)散參數(shù)選取方法同工業(yè)區(qū)。查表說(shuō)明平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠(yuǎn)郊區(qū)對(duì)于A,B,C級(jí)穩(wěn)定度可107關(guān)于逆溫天氣的說(shuō)明逆溫——溫度隨高度增加而增加叫逆溫。具有逆溫層的大氣層是強(qiáng)穩(wěn)定的大氣層。某高度上的逆溫層像一個(gè)蓋子一樣阻擋著它下面污染物的擴(kuò)散,因而可能造成嚴(yán)重污染??諝馕廴臼录鄶?shù)都發(fā)生在右逆溫層和靜風(fēng)條件下。按逆溫層的高度可分為接地逆溫和不接地逆溫兩種。關(guān)于逆溫天氣的說(shuō)明逆溫——溫度隨高度增加而增加叫逆溫108[例1]、污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例(1)
某工廠位于城市遠(yuǎn)郊區(qū),鍋爐煙囪高度為85m,煙氣抬升高度為87m,SO2排放率為50g/s。煙囪出口處平均風(fēng)速為4m/s。試計(jì)算B類穩(wěn)定度條件下,下風(fēng)向距煙囪1000m和2000m兩處關(guān)心點(diǎn)位的地面軸線濃度貢獻(xiàn)值。(已知:x=1000,σy=156,σz=109;x=2000,σy=279,σz=233)[例1]、污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例(1)某工廠位于城109(三)污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例根據(jù)地面軸線濃度公式:
距離x(m)10002000濃度ρ(mg/m3)0.06740.0466
(三)污染物擴(kuò)散濃度的估算實(shí)例根據(jù)地面軸線濃度公式:110[例2]已知某一高架連續(xù)點(diǎn)源,在沿軸線地面最大濃度模式中,σy=σz=0.07,u=5.0m/s,排煙有效源高H=l80m,排煙量為4.1×104m3/h,排煙中SO2濃度為1000cm3/m3.問(wèn)該高梁點(diǎn)源在軸線上最大濃度為多少?
[例2]已知某一高架連續(xù)點(diǎn)源,在沿軸線地面最大濃度模式111大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課件112[例3]、某擬建工廠如果建成后將向大氣中連續(xù)排放SO2,排放量150克/秒。該廠準(zhǔn)備建造的煙囪實(shí)際高度100米,估計(jì)煙氣抬升高度18米,煙氣出口處平均風(fēng)速4.5米/秒,在當(dāng)時(shí)氣象條件下擴(kuò)散參數(shù)和如下表:
距離(km)0.10.20.30.40.50.60.81.01.21.41.61.82.0σy(m)12.623.333.543.353.562.880.999.1116133149166182σz(m)7.4414.020.526.532.638.650.761.473.083.795.3107116[例3]、某擬建工廠如果建成后將向大氣中連續(xù)排放SO2,排放113求①、該廠建成后排放的SO2對(duì)下風(fēng)向800米處地面的SO2濃度貢獻(xiàn)值;②、該地區(qū)原始SO2的本底值為0.25mg/m3,當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求SO2的濃度不得大于0.50mg/m3,問(wèn)該廠的煙囪高度是否足夠?
解題思路:1、確定出現(xiàn)地面最大濃度的位置處的σz,并查處此處的σy,;2、計(jì)算最大濃度數(shù)值,看是否超出標(biāo)準(zhǔn)要求!求①、該廠建成后排放的SO2對(duì)下風(fēng)向800米處地面的SO114計(jì)算出現(xiàn)最大濃度位置處的σzH/1.414=(100+18)/1.414=83.45查表發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=1400m處,σz=83.45σy=133根據(jù)以上σy、σz數(shù)據(jù)可以計(jì)算最大濃度數(shù)值
計(jì)算出現(xiàn)最大濃度位置處的σz查表發(fā)現(xiàn)當(dāng)x=1400m處,σz115大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)判斷方法
大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)是在工程分析和影響預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,以法規(guī)、標(biāo)推為依據(jù),解釋擬建項(xiàng)目引起酌預(yù)期變化所造成影響的重大性,同時(shí)辨識(shí)敏感對(duì)象對(duì)污染物誹放的反應(yīng);對(duì)于擬建項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝、總圖布置和選址方案等提出改進(jìn)意見(jiàn);提出避免、消除和減少
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