顆粒物固定源在靜風條件下對周邊環境的影響

張海波

摘 要：關于固定污染源對周邊環境的影響，國內已經擁有比較完善的評價技術。但在相關標準中，沒有對極端條件下的環境質量作出評價要求。為解決這一問題，需要對固定污染源進行二次評估，分析靜風等極端條件下污染源對周邊環境的影響。

關鍵詞：固定污染源；顆粒物；靜風；環境

中圖分類號：X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0157-02

近幾年，我國中東部地區出現了長時間和大范圍的霧霾天氣，嚴重影響了人民群眾身體健康。空氣中存在的大量霾粒子會使大氣混濁，造成視野模糊并導致能見度降低，當水平能見度小于10 km時，就會出現霾或霧霾天氣，因此控制顆粒物排放是治理霧霾的根本方法和首要任務。為實現這一目標，需要詳細評估污染源對周邊環境的影響。

1 研究現狀

對于固定污染源對周邊環境的影響，國家已出臺《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天氣條件下的污染物擴散模式，詳細規定了評價過程和評價方法。

標準規定，環境影響評價內容為典型氣象條件和長期氣象條件下，項目排污對周邊環境的影響和環境質量達標情況分析，因此在實際工作中，很少分析極端氣象條件下目標區域環境質量狀況。由于固定污染源排放標準是在綜合考慮經濟效益和環境需求的基礎上，充分利用環境容量的妥協結果，其排放濃度限值遠大于環境空氣質量標準要求，因此一旦出現不利于污染物擴散的極端情況，就會加大環境質量超標風險，給后期管理工作帶來隱患。

2 研究內容

影響污染物遷移、擴散的因素很多，包括地形、地貌、氣象參數、大氣穩定度和天氣現象等。例如風速直接決定了污染物的遷移速度，風力越大越有利于污染物稀釋擴散；山谷、盆地等地形由于不利于空氣流通，污染物難以擴散，易發生污染事故；降水會以溶解、吸附、碰撞等方式將部污染物從氣相中分離出來，直接減輕甚至消除污染；逆溫層發生后，會形成一種極其穩定的空氣層，就像鍋蓋一樣籠罩在近地層的上空，嚴重地阻礙空氣的對流運動，導致近地層空氣中的污染物無法擴散，從而加重大氣污染。

在各類影響因素中，風速直接決定了污染物遷移速度，并且具備波動大、不穩定等特點，對污染物濃度影響很大。各類顆粒物執行標準中，《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，如果以該標準為基礎進行評價仍然存在風險，說明該風險存在普遍性，需要引起高度重視。

因此，本次實驗選定研究內容為：對于一個排放顆粒物的固定污染源，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果出現小風、靜風極端天氣條件，該污染源周邊環境空氣質量的達標狀況。

3 實驗數據

除鍋爐等設施外，排放顆粒物的固定污染源大多處于常溫常壓狀態。因此本次實驗假設廢氣常溫排放、廢氣流速有限、忽略熱抬升高度，用平原地區最常用的高架點源擴散模型進行計算，確定固定污染源排污滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）新污染源二級標準限值時，不同大氣穩定度、不同排污高度下最大落地點位置和濃度。根據工作需要，分為風模式、小風模式和靜風模式3種類型進行研究，具體實驗數據分別為：①有風模式。有風模式適用于風速不小于1.5 m/s的氣象條件。由于風速越大越有利于污染物擴散，因此選用最不利的1.5 m/s風速，計算不同情況下最大落地點濃度。②小風模式。有風模式適用于風速在0.5～1.5 m/s之間的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平1.5 m/s風速作為控制條件，計算不同情況下最大落地點濃度。③靜風模式。靜風模式適用于風速不大于0.5 m/s的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平0.3 m/s風速作為控制條件。由于此模式下最大落地點會出現在污染源附近，并且多數情況下排氣筒距廠界不超過50 m，因此除計算碳黑塵排放速率剛好達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）新污染源二級標準限值時，不同情況下最大落地點濃度外，還要計算污染源下風向50 m處污染物的濃度。

各種模式計算結果如表1所示。

4 數據分析

計算結果顯示，在有風模式下，最大落地點濃度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之間。用PM2.5的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.075 mg/m3）進行評價，15 m、20 m高的排氣筒由于排放總量小，不會導致環境質量超標，30 m、40 m高的排氣筒由于排放總量大，可能會引起超標現象。用PM10的24 h均值二級標準（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）評價，任何情況均不會超標。在實際情況中，由于污染源排放的顆粒物不可能全是PM2.5，因此引起超標的可能性很低。

在小風模式和靜風模式下，污染物濃度嚴重超標，最大落地點濃度甚至能達到12.560 3 mg/m3，超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）幾十倍。

5 結束語

試驗結果顯示，對孤立的、排放顆粒物的固定污染源來說，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果處于風速不小于1.5 m/s的有風模式下，基本不會導致周邊環境空氣超標。在風速不足1.5 m/s的小風模式和靜風模式下，其最大落地點的顆粒物濃度能超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準幾十倍，會嚴重影響環境空氣質量。

由于《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，因此這類固定污染源會對環境空氣產生很大的影響，需要引起高度重視。

參考文獻

[1]白洋，劉曉源.“霧霾”成因的深層法律思考及防治對策[J].中國地質大學學報（社會科學版），2013（6）.

[2]吳慶梅，張勝軍.一次霧霾天氣過程的污染影響因子分析[J].氣象與環境科學，2010.（1）.

[3]錢峻屏，黃菲，黃子眉，等.汕尾市霧霾天氣的能見度多時間尺度特征分析[J].熱帶地理，2006（4）.

〔編輯：王霞〕

摘 要：關于固定污染源對周邊環境的影響，國內已經擁有比較完善的評價技術。但在相關標準中，沒有對極端條件下的環境質量作出評價要求。為解決這一問題，需要對固定污染源進行二次評估，分析靜風等極端條件下污染源對周邊環境的影響。

關鍵詞：固定污染源；顆粒物；靜風；環境

中圖分類號：X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0157-02

近幾年，我國中東部地區出現了長時間和大范圍的霧霾天氣，嚴重影響了人民群眾身體健康。空氣中存在的大量霾粒子會使大氣混濁，造成視野模糊并導致能見度降低，當水平能見度小于10 km時，就會出現霾或霧霾天氣，因此控制顆粒物排放是治理霧霾的根本方法和首要任務。為實現這一目標，需要詳細評估污染源對周邊環境的影響。

1 研究現狀

對于固定污染源對周邊環境的影響，國家已出臺《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天氣條件下的污染物擴散模式，詳細規定了評價過程和評價方法。

標準規定，環境影響評價內容為典型氣象條件和長期氣象條件下，項目排污對周邊環境的影響和環境質量達標情況分析，因此在實際工作中，很少分析極端氣象條件下目標區域環境質量狀況。由于固定污染源排放標準是在綜合考慮經濟效益和環境需求的基礎上，充分利用環境容量的妥協結果，其排放濃度限值遠大于環境空氣質量標準要求，因此一旦出現不利于污染物擴散的極端情況，就會加大環境質量超標風險，給后期管理工作帶來隱患。

2 研究內容

影響污染物遷移、擴散的因素很多，包括地形、地貌、氣象參數、大氣穩定度和天氣現象等。例如風速直接決定了污染物的遷移速度，風力越大越有利于污染物稀釋擴散；山谷、盆地等地形由于不利于空氣流通，污染物難以擴散，易發生污染事故；降水會以溶解、吸附、碰撞等方式將部污染物從氣相中分離出來，直接減輕甚至消除污染；逆溫層發生后，會形成一種極其穩定的空氣層，就像鍋蓋一樣籠罩在近地層的上空，嚴重地阻礙空氣的對流運動，導致近地層空氣中的污染物無法擴散，從而加重大氣污染。

在各類影響因素中，風速直接決定了污染物遷移速度，并且具備波動大、不穩定等特點，對污染物濃度影響很大。各類顆粒物執行標準中，《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，如果以該標準為基礎進行評價仍然存在風險，說明該風險存在普遍性，需要引起高度重視。

因此，本次實驗選定研究內容為：對于一個排放顆粒物的固定污染源，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果出現小風、靜風極端天氣條件，該污染源周邊環境空氣質量的達標狀況。

3 實驗數據

除鍋爐等設施外，排放顆粒物的固定污染源大多處于常溫常壓狀態。因此本次實驗假設廢氣常溫排放、廢氣流速有限、忽略熱抬升高度，用平原地區最常用的高架點源擴散模型進行計算，確定固定污染源排污滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）新污染源二級標準限值時，不同大氣穩定度、不同排污高度下最大落地點位置和濃度。根據工作需要，分為風模式、小風模式和靜風模式3種類型進行研究，具體實驗數據分別為：①有風模式。有風模式適用于風速不小于1.5 m/s的氣象條件。由于風速越大越有利于污染物擴散，因此選用最不利的1.5 m/s風速，計算不同情況下最大落地點濃度。②小風模式。有風模式適用于風速在0.5～1.5 m/s之間的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平1.5 m/s風速作為控制條件，計算不同情況下最大落地點濃度。③靜風模式。靜風模式適用于風速不大于0.5 m/s的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平0.3 m/s風速作為控制條件。由于此模式下最大落地點會出現在污染源附近，并且多數情況下排氣筒距廠界不超過50 m，因此除計算碳黑塵排放速率剛好達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）新污染源二級標準限值時，不同情況下最大落地點濃度外，還要計算污染源下風向50 m處污染物的濃度。

各種模式計算結果如表1所示。

4 數據分析

計算結果顯示，在有風模式下，最大落地點濃度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之間。用PM2.5的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.075 mg/m3）進行評價，15 m、20 m高的排氣筒由于排放總量小，不會導致環境質量超標，30 m、40 m高的排氣筒由于排放總量大，可能會引起超標現象。用PM10的24 h均值二級標準（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）評價，任何情況均不會超標。在實際情況中，由于污染源排放的顆粒物不可能全是PM2.5，因此引起超標的可能性很低。

在小風模式和靜風模式下，污染物濃度嚴重超標，最大落地點濃度甚至能達到12.560 3 mg/m3，超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）幾十倍。

5 結束語

試驗結果顯示，對孤立的、排放顆粒物的固定污染源來說，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果處于風速不小于1.5 m/s的有風模式下，基本不會導致周邊環境空氣超標。在風速不足1.5 m/s的小風模式和靜風模式下，其最大落地點的顆粒物濃度能超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準幾十倍，會嚴重影響環境空氣質量。

由于《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，因此這類固定污染源會對環境空氣產生很大的影響，需要引起高度重視。

參考文獻

[1]白洋，劉曉源.“霧霾”成因的深層法律思考及防治對策[J].中國地質大學學報（社會科學版），2013（6）.

[2]吳慶梅，張勝軍.一次霧霾天氣過程的污染影響因子分析[J].氣象與環境科學，2010.（1）.

[3]錢峻屏，黃菲，黃子眉，等.汕尾市霧霾天氣的能見度多時間尺度特征分析[J].熱帶地理，2006（4）.

〔編輯：王霞〕

摘 要：關于固定污染源對周邊環境的影響，國內已經擁有比較完善的評價技術。但在相關標準中，沒有對極端條件下的環境質量作出評價要求。為解決這一問題，需要對固定污染源進行二次評估，分析靜風等極端條件下污染源對周邊環境的影響。

關鍵詞：固定污染源；顆粒物；靜風；環境

中圖分類號：X820.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0157-02

近幾年，我國中東部地區出現了長時間和大范圍的霧霾天氣，嚴重影響了人民群眾身體健康。空氣中存在的大量霾粒子會使大氣混濁，造成視野模糊并導致能見度降低，當水平能見度小于10 km時，就會出現霾或霧霾天氣，因此控制顆粒物排放是治理霧霾的根本方法和首要任務。為實現這一目標，需要詳細評估污染源對周邊環境的影響。

1 研究現狀

對于固定污染源對周邊環境的影響，國家已出臺《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天氣條件下的污染物擴散模式，詳細規定了評價過程和評價方法。

標準規定，環境影響評價內容為典型氣象條件和長期氣象條件下，項目排污對周邊環境的影響和環境質量達標情況分析，因此在實際工作中，很少分析極端氣象條件下目標區域環境質量狀況。由于固定污染源排放標準是在綜合考慮經濟效益和環境需求的基礎上，充分利用環境容量的妥協結果，其排放濃度限值遠大于環境空氣質量標準要求，因此一旦出現不利于污染物擴散的極端情況，就會加大環境質量超標風險，給后期管理工作帶來隱患。

2 研究內容

影響污染物遷移、擴散的因素很多，包括地形、地貌、氣象參數、大氣穩定度和天氣現象等。例如風速直接決定了污染物的遷移速度，風力越大越有利于污染物稀釋擴散；山谷、盆地等地形由于不利于空氣流通，污染物難以擴散，易發生污染事故；降水會以溶解、吸附、碰撞等方式將部污染物從氣相中分離出來，直接減輕甚至消除污染；逆溫層發生后，會形成一種極其穩定的空氣層，就像鍋蓋一樣籠罩在近地層的上空，嚴重地阻礙空氣的對流運動，導致近地層空氣中的污染物無法擴散，從而加重大氣污染。

在各類影響因素中，風速直接決定了污染物遷移速度，并且具備波動大、不穩定等特點，對污染物濃度影響很大。各類顆粒物執行標準中，《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，如果以該標準為基礎進行評價仍然存在風險，說明該風險存在普遍性，需要引起高度重視。

因此，本次實驗選定研究內容為：對于一個排放顆粒物的固定污染源，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果出現小風、靜風極端天氣條件，該污染源周邊環境空氣質量的達標狀況。

3 實驗數據

除鍋爐等設施外，排放顆粒物的固定污染源大多處于常溫常壓狀態。因此本次實驗假設廢氣常溫排放、廢氣流速有限、忽略熱抬升高度，用平原地區最常用的高架點源擴散模型進行計算，確定固定污染源排污滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996 ）新污染源二級標準限值時，不同大氣穩定度、不同排污高度下最大落地點位置和濃度。根據工作需要，分為風模式、小風模式和靜風模式3種類型進行研究，具體實驗數據分別為：①有風模式。有風模式適用于風速不小于1.5 m/s的氣象條件。由于風速越大越有利于污染物擴散，因此選用最不利的1.5 m/s風速，計算不同情況下最大落地點濃度。②小風模式。有風模式適用于風速在0.5～1.5 m/s之間的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平1.5 m/s風速作為控制條件，計算不同情況下最大落地點濃度。③靜風模式。靜風模式適用于風速不大于0.5 m/s的氣象條件。為保證計算結果代表性，本次實驗取平均水平0.3 m/s風速作為控制條件。由于此模式下最大落地點會出現在污染源附近，并且多數情況下排氣筒距廠界不超過50 m，因此除計算碳黑塵排放速率剛好達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）新污染源二級標準限值時，不同情況下最大落地點濃度外，還要計算污染源下風向50 m處污染物的濃度。

各種模式計算結果如表1所示。

4 數據分析

計算結果顯示，在有風模式下，最大落地點濃度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之間。用PM2.5的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.075 mg/m3）進行評價，15 m、20 m高的排氣筒由于排放總量小，不會導致環境質量超標，30 m、40 m高的排氣筒由于排放總量大，可能會引起超標現象。用PM10的24 h均值二級標準（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）評價，任何情況均不會超標。在實際情況中，由于污染源排放的顆粒物不可能全是PM2.5，因此引起超標的可能性很低。

在小風模式和靜風模式下，污染物濃度嚴重超標，最大落地點濃度甚至能達到12.560 3 mg/m3，超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準（0.3 mg/m3）幾十倍。

5 結束語

試驗結果顯示，對孤立的、排放顆粒物的固定污染源來說，當其排放濃度和排放速率剛好滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）中炭黑塵、染料塵的新污染源二級標準時，如果處于風速不小于1.5 m/s的有風模式下，基本不會導致周邊環境空氣超標。在風速不足1.5 m/s的小風模式和靜風模式下，其最大落地點的顆粒物濃度能超過TSP的環境空氣質量24 h均值二級標準幾十倍，會嚴重影響環境空氣質量。

由于《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297—1996）適用范圍最廣，該標準中又以炭黑塵、染料塵的標準限值最低，因此這類固定污染源會對環境空氣產生很大的影響，需要引起高度重視。

參考文獻

[1]白洋，劉曉源.“霧霾”成因的深層法律思考及防治對策[J].中國地質大學學報（社會科學版），2013（6）.

[2]吳慶梅，張勝軍.一次霧霾天氣過程的污染影響因子分析[J].氣象與環境科學，2010.（1）.

[3]錢峻屏，黃菲，黃子眉，等.汕尾市霧霾天氣的能見度多時間尺度特征分析[J].熱帶地理，2006（4）.

〔編輯：王霞〕