煙羽擴散模式在環境風險管理中的應用

（新疆天業（集團）有限公司，石河子市，832000） 張夢新 齊 偉

對建設項目進行環境影響評價時，需要預測項目建成后污染物排放對周圍環境的影響。對于大氣污染物要使用煙羽擴散模式，模擬計算出項目排放的廢氣在當地氣象條件下對環境造成的不良影響的量化指標。氯堿企業在發生尾氣氯化氫吸收不完全、原始開停車氯氣過量尾氣排放、次氯酸鈉吸收過氯等生產事故時，采用合適的煙羽擴散模式可以模擬計算出異常排放對周圍環境的影響，為環境風險管理具有指導意義。

1 煙羽擴散模式簡介

《環境影響評價技術導則—大氣環境》（HJ 2.2-2008）推薦的煙羽擴散模式包括估算模式、進一步預測模式、大氣防護距離計算模式等。

1.1 估算模式

估算模式是最簡單最基礎的一種煙羽擴散模型，模式計算需要收集的資料較少，可以計算污染物排放的最大落地濃度，最大濃度點位。由于估算模式嵌入了多種預設的氣象組合條件，包括一些發生概率很低不利氣象條件，所以經估算模式計算的結果偏大，但對小于1小時的非正常排放的環境影響預測極為實用。

1.2 進一步預測模式

進一步預測模式是比較精準的計算模式，其需要收集的資料較多，需要大量的氣象資料、地理環境資料，比較繁瑣。進一步預測模式有AERMOD模式系統、ADMS模式系統、CALPUFF模式系統等。其中AERMOD模式系統和ADMS模式系統較為簡便，收集日常氣象資料即可，而CALPUFF模式系統則比較繁瑣，需要氣象探空觀測資料。此三種模式計算較為精確，但都比較繁瑣，有條件的可以采用AERMOD模式系統和ADMS模式系統，CALPUFF模式系統需要氣象探空觀測資料，在環境風險管理過程中幾乎無法應用。

1.3 大氣環境防護距離計算模式

大氣環境防護距離計算模式是基于估算模式開發的計算模式，此模式主要用于確定無組織排放源的大旗環境防護距離。

綜上所述，對于企業環境風險管理最實用的是估算模式，有條件的可以使用進一步預測模式中的AERMOD模式系統和ADMS模式系統。計算模式軟件和使用方法可到環境保護部環境工程評估中心環境質量模擬重點實驗室網站（www.lem.org.cn）下載，本文不做贅述。

2 估算模式在環境風險管理中的應用

由于估算模式對小于1h的異常排放比較適用，而事故排放的持續時間一般小于1h，并且估算模式較為簡便，除了污染物排放速度之外，其他如排氣口高度、內徑，周圍地形參數、周圍建筑物參數等都是不變的，而由于排放量較小，短時間內煙氣溫度和環境溫度就可以達到一致，基本可以忽略。以下論述估算模式在環境風險管理中的應用。

非正常排放均是生產事故造成的，但有些排放量較小的事故對周圍環境影響不大，可以稱之為“異常排放”，當事故排放量大到一定程度，就會造成對地面的人和物造成較重的影響，引發社會性事件，可以稱之為“事故排放”。一般的來講在處理“異常排放”的生產事故時可以兼顧生產，然而處理“事故排放”的生產事故時就不能太多的顧及生產。

2.1 選取識別標準

可以通過排放的最大落地濃度來區別“事故排放”和“異常排放”，具體指標可以根據周圍環境敏感目標采取相應的耐受實驗確定，如過周圍敏感目標是人，即可做人的耐受實驗確定指標；如果周圍敏感目標是農作物，就要做相應的農作物耐受實驗確定，也可查閱相關毒性資料。經查閱相關資料后本文暫取氯化氫20mg/m3，氯氣取3mg/m3。

2.2 事故排放速度估算

判定指標確定后就要對不同程度的排放采用估算模式進行預測。一般來講氣體排放溫度與環境溫度溫差越大越有利于氣體擴散，但氯堿企業氣體排放量較小，短時間內就可達到環境溫度所以在估算中可以取氣體溫度和環境溫度均為293K。下表是排放速度與最大落地濃度對應表（預設條件為忽略地形因素、建筑物下洗、岸邊熏煙；排放管DN100，高度25m；排放溫度及環境溫度均是293K）。

表1 排放速度與最大落地濃度對應表

由上表數據可以看出，最大落地濃度和排放速度成正比關系，比例系數k=0.296/3.6=0.08，可按此計算臨界排放速度。即可判定當排放量大于臨界排放速度時即可判定為事故排放。按照選取的敏感目標耐受限值，計算氯堿企業敏感物質臨界泄漏速度氯化氫為250kg/h，氯氣為37.5kg/h。

以上論述僅針對特定環境敏感目標，在特定排放參數、特定地理環境下進行估算，實際應用中需按上述步驟重新進行分析、估算。

3 總結

在化工生產過程中由于生產波動或者設備工藝事故造成的非正常排放時有發生，應按不同的排放性質制定相應的應急預案。在事故發生后，應盡快查看氣象預報的風級，然后根據生產監控裝置估算出排放速度，確定排放性質，然后啟動相應的應急預案，在不影響企業社會效益的情況下實現經濟效益最大化。

[1]《環境影響評價技術導則—大氣環境》環境保護部頒布.2008年；

[2]《危險化學品手冊》P.A.Carson，C.J.Mumford世界圖書出版公司.2005.1出版；

[3]《環境影響評價技術方法》環境保護部環境工程評估中心編,2012年版；

[4]《最新氯堿產品生產新工藝與過程優化控制及安全事故防范產品檢測技術應用手冊》，李可可主編，化學工業出版社2006年5月出版；

[5]《無機化學》（第四版），北京師范大學無機化學教研室、華中師范大學無機化學教研室、南京師范大學無機化學教研室編著，高等教育出版社2003年1月1日出版；

[6]《物理化學》（第二版），沈文霞編著，科學出版社2009年8月出版；

[7]《廢氣處理工程技術手冊》，王純、張殿印編著，化學工業出版社2013年1月1日出版。