地表參數選取對大氣環境影響預測結果的影響

譚　娟，楊永宏，丁祖高

(1.云南省環境工程評估中心，云南 昆明 650032；2.云南省環境科學研究院，云南 昆明 650034)

地表參數選取對大氣環境影響預測結果的影響

譚娟1，楊永宏1，丁祖高2

(1.云南省環境工程評估中心，云南 昆明 650032；2.云南省環境科學研究院，云南 昆明 650034)

摘要：采用實際案例進行預測，分析不同地表參數選取情況下對大氣環境影響預測結果的影響，研究結果表明：各污染物最大落地濃度占標率的變化程度在0.045%～27.04%，地表參數的選取對大氣環境影響預測結果有一定影響，環評預測時應當選擇合適的地表參數才能真實、客觀地反映環境影響程度。

關鍵詞：環境影響評價；大氣預測；地表參數；預測影響

1研究背景

大氣環境影響預測是環境影響評價的重要組成部分，根據《HJ 2.2-2008環境影響評價技術導則 大氣環境》[1]的相關要求，對于大氣環境影響評價工作等級為二級以上的建設項目，需采用進一步預測模式對大氣污染源進行環境影響預測和評價，導則中推薦的進一步預測模式主要包括AERMOD、ADMS、CALFULL三種，而在日常環境影響評價工作中，較普遍使用的是AERMOD模式系統。

AERMOD模式系統屬于穩態煙羽擴散模式，適用于大氣評價范圍≤50km的建設項目的一、二級評價，可用于模擬大氣污染源(包含點源、面源、線源、體源)的年平均、日平均和小時平均濃度分布情況。該模式不僅適用于農村地區，也適用于城市區域，對于建設項目所處的簡單地形、亦或復雜地形均能開展環境影響程度的直觀演示。

通過多年的大氣環境影響評價工作開展情況，筆者發現當預測參數，如污染源強、氣象參數、區域地形條件、地表特征等因子選取發生變化時，大氣環境影響預測的結果會出現明顯偏差。本研究采用實際案例進行預測，分析不同地表參數選取情況對大氣環境影響預測結果的影響，進而提出完善環境影響評價結果的建議和措施。

AERMOD模式系統中的地表參數主要為地表反照率、波文比及地表粗糙度三種，是決定機械湍流和邊界層穩定性的重要因子[2]。實際預測過程中，通過地表類型及地表濕度的選擇，可以得出項目區各個時段、各個扇區的地表特征參數，據此可計算項目區大氣污染物的湍流擴散過程。

2案例分析

某公司擬新建一個銅渣處理與綜合利用項目，選址位于該縣工業園區A片區的B村西側，生產規模為年處理含銅廢渣96萬t，建成年產銅精礦(含銅12%)2萬t、鐵精粉41.95萬t、氧化鉛鋅4萬t、建材(加氣混凝土、蒸壓磚)75萬t的生產線。

項目主要包括浮選系統和尾渣處理系統，建設內容主要有原料運輸系統、磨礦車間、浮選車間、精礦濃縮壓濾車間、尾渣脫水車間、回轉窯車間、磁選車間、建材車間等，同時配備相應的供排水系統、脫硫系統、除塵系統、污水處理站等。

根據工程分析，項目有組織廢氣排放源主要為浮選系統原料配料廢氣(G1)、煤粉制備工段除塵廢氣(G2)、回轉窯各原輔料配料除塵廢氣(G3)、回轉窯煙氣(G4)、回轉窯窯渣出渣以及冷卻廢氣(G5)和建材車間上料、球磨及車間廢氣(G6)，分別經除塵(G1、G2、G3、G5、G6)和除塵脫硫(G4)后經煙囪排放，共設置不同高度、不同直徑的煙囪6個；無組織廢氣主要為兩部分，一部分為原料上料、配料過程中未被設置的集氣罩收集的粉塵，另一部分為原料在轉運工序過程中，特別是在建材車間轉運過程中產生的無組織排放粉塵。

項目產生的大氣污染因子主要有常規污染物煙(粉)塵、SO2、NOx以及特征污染物Pb、As、Zn、Cd，周邊的環境空氣保護目標中距離廠界最近的為東北10m處的B村，共計48戶、165人，其余環境空氣保護目標均距離廠界>1.2km。

項目位于該縣工業園區的A片區，大氣評價范圍內的工業企業主要從事石灰石開采和飼料添加劑、鈦白粉的生產，大氣污染物主要為SO2、NOx，排放量相對較少。

3預測方案

項目距離該縣氣象站<50km，常規氣象資料使用該氣象站提供的2013年地面氣象資料，包含2013年全年逐日的風向、風速、氣溫、總云量、低云量資料；高空氣象資料采用AERMOD預測軟件自帶的臨近50km范圍內C市某站點的高空氣象資料。

根據擬建項目廢氣排放特點，正常排放情況下預測因子為SO2、NO2、PM10、砷、鉛、鎘。預測內容主要針對2013年全年逐次小時氣象條件下，環境空氣保護目標、評價范圍內的最大地面小時濃度、最大地面日平均濃度以及最大地面年平均濃度，并分別繪制典型小時平均濃度等值線分布圖、典型日平均濃度等值線分布圖和年均濃度等值線分布圖。

預測模式采用石家莊環安科技公司開發的AERMOD大氣預測軟件，模式系統包括AERMOD(大氣擴散模型)、AERMET(氣象數據預處理器)和AERMAP(地形數據預處理器)。

預測模式相關參數選取：①在計算平均濃度時，不考慮SO2的化學轉化；②地形參數按云貴地區地形格柵(Grid)文件生成模型所需的數字高程(Dem)文件，其中經AERMAP處理的范圍為9.1km×12.5km；③背景濃度采用現狀監測濃度，小時平均濃度疊加現狀監測的小時濃度最大值，日平均濃度相應疊加現狀監測的日均濃度最大值。

針對地表參數選擇，本研究提出兩個地表參數選取方案分別進行預測。

方案一：考慮到項目區為工業園區，將地面分扇區數設置為1，扇區的地表類型定義為城市，根據扇區所對應的地表類型生成地表參數，粗糙度按照AERMET通用地表類型選取。

方案二：考慮到該工業園開發強度不高，項目區周邊土地利用現狀主要為耕地，將地面分扇區數設置為4，分別為0～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°，并將0～90°、90°～180°扇區的地表類型定義為耕地，180°～270°扇區的地表類型定義為城市，270°～360°扇區的地表類型定義為針葉林，然后根據扇區所對應的地表類型生成地表參數，粗糙度按照AERMET通用地表類型選取。

4預測結果

根據預測方案，本研究對SO2、NO2、PM10、砷、鉛、鎘6種大氣污染物的環境影響分別進行了預測，本文重點選取SO2的小時濃度、日均濃度、年均濃度預測結果和典型小時、日、年平均濃度等值線分布圖進行直觀分析。

方案一預測的結果顯示：該項目SO2小時、日均最大落地濃度疊加背景值后分別為0.33687mg/m3、0.05321mg/m3，占標率分別為67.37%、35.47%，SO2年均濃度貢獻值為0.01094mg/m3，占標率為18.24%。SO2小時平均、日均和年均最大濃度均符合《GB3095-2012環境空氣質量標準》二級標準要求。

方案二預測的結果顯示：該項目SO2小時、日均最大落地濃度疊加背景值后分別為0.39386mg/m3、0.09376mg/m3，占標率分別為78.77%、62.51%，SO2年均濃度貢獻值為0.01045mg/m3，占標率為17.42%。SO2小時平均、日均和年均最大濃度均符合《GB3095-2012環境空氣質量標準》二級標準要求。

從預測結果看，兩個方案預測的污染物濃度均未超出環境質量標準限值，預測污染因子占標率的差值范圍在0.045%～27.04%。單個大氣污染因子占標率的變化情況雖無規律可循，但當地表參數選取發生變化時，會對大氣環境影響預測結果造成明顯改變。

由于項目廠界距離最近的敏感點B村僅有10m，因此本研究考慮了各大氣污染物對該環境空氣保護目標的影響程度，本文重點從SO2的預測結果來進行分析。

表1　大氣環境影響預測結果

注：位置以項目G4排氣筒為原點參照。

為更好地反應其他大氣污染物的預測結果，本文采用數據對比的方式進行分析，具體預測結果如表1所示。

方案一中該保護目標的1h平均濃度預測值為0.02249mg/Nm3，占標率為4.4981%；日平均濃度預測值為0.01112mg/Nm3，占標率為7.41273%；年均濃度貢獻值為0.00088mg/Nm3，占標率為1.4627%。該保護目標處的SO2濃度滿足《GB3095-2012環境空氣質量標準》二級標準要求。

方案二中該保護目標的1h平均濃度預測值為0.02264mg/Nm3，占標率為4.527%；日平均濃度預測值為0.01094mg/Nm3，占標率為7.29002%；年均濃度貢獻值為0.00087mg/Nm3，占標率為1.447%。該保護目標處的SO2濃度滿足《GB3095-2012環境空氣質量標準》二級標準要求。

為更好地反應該敏感點處其他大氣污染物的預測結果，本文采用數據對比的方式進行分析，具體預測結果如表2所示。

表2　保護目標處的大氣環境影響預測結果

注：位置以項目G4排氣筒為原點參照。

從建設項目對臨近的環境保護目標的影響程度來看，兩種方案預測的結果偏差不大，占標率均在同一個整數左右擺動，占標率差值范圍在0～0.39897%。單個大氣污染因子占標率的變化情況雖無規律可循，但當地表參數選取發生變化時，會對大氣環境影響預測結果造成一定影響。

通過將近距離保護目標處的預測結果偏差范圍和評價范圍內最大落地濃度預測結果偏差范圍進行比對可知，該典型案例中，地表參數選取對近距離保護目標處的環境影響預測結果的改變不明顯。

本研究所列典型案例分析結果雖未出現超標現象，但部分預測因子的占標率明顯提高，不排除其他建設項目在進行大氣環境影響預測地表參數選取發生變化時，存在預測結果超標的情況。

5研究結論及建議

在大氣環境影響評價過程中，地表參數的選取不同會直接導致AERMOD模式中地表反照率、波文比以及地表粗糙度的取值發生變化，進而影響大氣環境影響預測的結果。

本研究通過對不同地表參數選取情況下的大氣環境影響進行預測后發現，地表參數選取對近距離保護目標處的環境影響預測結果的改變不明顯，但對評價范圍內最大落地濃度的環境影響預測結果的改變較明顯，地表參數的選取不排除會導致預測結果在超標與不超標的界線間擺動。因此建議在進行大氣環境影響預測和技術復核時，應當慎重選擇地表參數，結合項目區現場踏勘的實際情況，選用符合現場特征的地表類型，進而真實、客觀地反映環境影響預測結果，為環保行政主管部門提供有力的決策咨詢意見。

由于預測軟件提供的地表類型選擇范圍較窄，當實際工作中對地表類型選取存在疑慮時，應積極查閱相關文獻資料，采用多次模擬和試驗的方式將模擬結果和實測結果進行反復比對，從而得到較為合適的地表參數，用于環境影響評價結果的準確反應。

參考文獻：

[1]國家環保部．HJ2.2-2008 環境影響評價技術導則—大氣環境[S].

[2]丁颯,丁亞,孔杉.地表參數對AERMOD模型預測濃度精確度的影響[J]. 安徽農業科學, 2011，39(34):21221-21223，21313.

Impacts of Land Surface Parameters on Predicting the Atmospheric Environmental Impact

TAN Juan1，YANG Yong-hong1，DING Zu-gao2

(1.Yunnan Provincial Appraisal Center of Environmental Engineering, Kunming Yunnan 650032, China)

Abstract：Atmospheric prediction is the most important part of environmental impact assessment, and the selection of predicted parameters would influence the result of the atmospheric environmental impact prediction. This study compared the effects of various land surface parameters on environmental impact predictions, and found that the maximum ground concentration of pollutants has changed 0.045%～27.04%，which indicated that land surface parameters would influence the prediction results. Therefore, the suitable selection of parameters would more objectively reflect the actual environmental impact.

Key words：environmental impact assessment; atmospheric prediction; land surface parameters; prediction and impact

收稿日期：2015-12-30

作者簡介：譚娟(1985-)，女，漢族，湖北秭歸人，工程師，碩士，主要從事環境影響技術評估工作。

中圖分類號：X823

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)04-0047-05