基于AERMOD 模型進行大氣環境影響預測時考慮重金屬沉積作用對地面產生的不同影響

◎鄒明 李錚

AERMOD 是一個穩態煙羽擴散模式，為《環境影響評價技術導則—大氣環境》（HJ2.2-2018）中推薦使用大氣預測模型，可基于大氣邊界層數據特征模擬點源、面源、體源等排放出的污染物的濃度分布，適用于農村或城市地區、簡單或復雜地形，常見用于大氣環境影響一級評價。該模型對于重金屬（以鉛、汞、鎘為例）的大氣預測可分為考慮沉積和不考慮沉積兩種情景，本次以某垃圾焚燒發電項目為例，分別預測兩種情景下重金屬對地面的大氣環境影響程度。

一、氣象資料

AERMOD 模型運行需要進行氣象預處理，包括地面氣象數據和高空氣象資料。本次收集了某項目所在地區2018 年全年逐日逐時的地面氣象觀測資料，并通過生態環境部環境工程評估中心獲取了該地區2018 年全年高空氣象模擬資料。

二、地形數據

項目位于**縣**鎮，地貌單元主要由山地、緩丘、荒地組成。評價范圍內的地形數據采用外部DEM 文件，數據來源為http://srtm.csi.cgiar.org/，分辨率為90m。采用Aermap 運行計算得出評價范圍內各網格及敏感點的地形數據。構建評價范圍的預測網格時，采用直角坐標的方式，即坐標形式為(x，y)。

三、預測參數

項目預測中心點的坐標為東經112°42'43.86"，北緯26°46'08.14"，預測網格設定為5000m×5000m，網格為步長100m。根據預測范圍的土地類型，共分為3 個扇區，以中心坐標為原點，建立直角坐標體系，其中0-190°為落葉樹林、190-250°為城市、250-360°為落葉樹林。

四、預測污染源源強

根據項目可研資料，該項目主要外排廢氣為垃圾焚燒爐產生的煙氣，廢氣排放量為120000Nm3/h，排氣筒高度為80m，排放內徑為2.0m、煙氣出口溫度為150℃，煙氣中鉛、汞、鎘的排速率分別為0.12 kg/h、0.006 kg/h、0.012 kg/h。

五、預測結果

本次預測分兩種情景進行，情景1 為不考慮重金屬沉積影響，預測各重金屬對地面的影響程度；情景2 為考慮重金屬沉積影響后預測各重金屬對地面的影響程度。預測結果見對比情況見表1，其地面最大落地濃度分布情況見圖1。

表1 本項目排放重金屬在不同情景下的大氣預測結果

圖1 本項目排放重金屬在不同情景下的大氣預測結果等值線圖

六、結果分析

由上述兩種預測結果得知，在考慮重金屬沉積的前提下，鉛、汞、鎘的年均貢獻值均約為不考慮重金屬沉積年均貢獻值的3 倍。兩種情景下，重金屬最大落地濃度均分布在污染源的西南偏南方向，根據該地區2018 年地面氣象資料，年主導風向為西南偏南風，分布頻率為39%，表明本項目大氣污染物最大落地濃度分布方位與選取的氣象數據主導風向基本吻合。在不考慮重金屬沉積的前提下，地面最大落地濃度主要集中分布在下風向2.15km 處，近地面濃度較低，其污染物擴散受氣象條件的影響十分顯著。在考慮重金屬沉積的前提下，地面主要落地濃度主要集中分布在下風向1.7km 處，且濃度除最大落地位置分布集中外，其余基本呈傘狀分布，說明污染物擴散除受氣象條件外，自身的沉積作用限制了其擴散能力，對近地面的影響更加顯著。

七、結論

鑒于在考慮大氣沉積作用的前提下，重金屬對地面的影響更顯著，且影響的距離更近，所以建議在運用AERMOD 進行大氣環境影響一級評價時，對于具有大氣沉積能力的污染因子，最大落地濃度需體現沉積影響。