某市经济增长的拉动力主要是第二产业,紧跟其后的是第三产业,其中石龙镇总面积为13.83平方千米。为推动经济结构转型,拟以石龙镇已有的工业企业集散地为基础,规划新的工业集聚区建设,规划面积约为2.16平方千米,规划目标是以电子信息产品、光学产品、医疗制药和食品饮料生产等制造业为主要产业类型,选择性发展一部分配套工业,形成产业集群。
规划区及周边人口密度大,末期的规划人口为2.66万人,主要集中在该工业集聚区主导风向的下风方向的旧城区及规划项目所在新城区。该区域的用水由规模为20万m3/d的黄洲水厂供给,黄洲水厂还承担旧城区用水,目前还有富余。规划末期规划区最高日用水量为2.44万m3/d。规划区以天然气和电力为主要能源。该规划区位于新城区方正大道以北、欧仙路以东和沙河以南区域,东北临沙河,西北临黄家山管理区,南临方正大道,向北过沙河大桥至园洲镇,内外交通方便快捷。
规划区内没有设置生态保护红线。规划区外围的东江流域为Ⅱ类水体,属于水资源一级保护区,该市的西湖水厂和黄洲水厂取水口位于其中,并划定为生态保护红线;沙河水系为普通水系,是东江中下游右岸的一条一级支流,其中东莞市石龙段石湾处多年平均流量约43.1 m3/s,平均河宽约147 m,不属于生态保护红线。
该市受季风环流控制,盛行风向有明显的季节变化,全年最多的风向为东风,其次是东南风、东北风,最少的是偏西风。全年的静风频率约为8.40%,冬季约为11.30%。其中:空气污染较为严重的冬季受东北季风控制;春夏季节容易受南风或东南风的影响。该规划区的工业废水经过各企业的污水处理站处理达标后,经市政管网送入处理规模为2万m3/d的新城区污水处理厂。据测算,规划末期该区域污水排放总量为1.02万m3/d,即约372.04万t/a。其中:COD约为182.11 t/a,氨氮约为22.24 t/a。规划污水处理按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级A标准处理,处理后的尾水排放到规划区北部的沙河水系。该市要求各种工业集聚区污染物的排放均只减不增,逐年削减,实现区域工业主要污染物排放总量持续削减。
请回答以下问题:
问题二 该规划区的大气环境容量是多少?
参考答案
问题一 如何开展该规划区的自然资源的环境承载力分析?
规划区建设必须依托区域的基础资源,包括水资源、土地资源、矿产资源和生物资源等自然资源。基于案例概述内容,该规划主要涉及水资源和土地资源,为此,将从这两个方面开展该规划区的自然资源的环境承载力分析。采用类比分析方法,从资源有限性的角度,分析区域资源对规划区发展的承受能力是否满足规划区建设的需要。
(一)水资源承载力分析
1.规划需水量及供水量分析
黄洲水厂设计供水规模为20万m3/d,承担规划区所在的新城区用水和旧城区用水,目前还有富余。剩余水量可以满足规划区末期最高日用水量为2.44万m3/d的需求。
目前新城区污水处理厂规模为2万m3/d。据测算,规划末期该区域污水排放总量为1.02万m3/d。因此,污水处理方面已有设施完全能够承载规划区污水的处理。同时,经过深度处理后的污水,还可以作为市政的绿化用水。
2.水资源承载力分析
黄洲水厂的水源为东江南支流,其水质较好,水量充足。因此,黄洲水厂的供水规模可支撑规划区用水,供水有保障,水资源可承载。
(二)土地资源承载力分析
人类生活和社会生产是建立在土地之上的,因此,土地资源承载力的分析主要着眼于人类生活和社会生产发展的支撑与保障能力。土地资源承载力主要以“承载人口”规模来衡量,工业区土地资源承载力不仅要以人口数量来衡量,还需要从工业发展规模,特别是单位面积土地所能承受资金的投资量和单位面积土地工业产值方面来考虑。
本次规划范围总面积为215.98公顷,其中:城市建设用地为214.86公顷,水域为1.12公顷。
本规划区末期的规划人口为2.66万人,其中居住人口约1.86万人,工业人口约0.8万人。2020年人均城市建设用地指标为80.77平方米/人。根据《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB 50137—2011)中所要求的“≥9.0平方米/人”的规划区人均绿地标准,以及在规划区人均建设用地可满足Ⅲ级指标要求的90.1~105.0平方米/人的指标要求,规划末期规划区人均城市建设用地指标80.77平方米/人不能满足Ⅲ级指标要求。综合分析,本规划人口规模不太合理,规划区域内土地不可承载。
问题二 该规划区的大气环境容量是多少?
区域环境容量是一个区域在满足当地确定的环境质量目标前提下,在本区域范围内环境所能承纳的最大污染物负荷总量。区域环境容量包括基本环境容量(又称差值容量)和变动容量(又称同化容量)两部分。前者表示区域环境质量目标和环境本底的差值,后者表示区域环境自净能力。在总量控制区开展区域环境容量分析,目的是正确确定总量控制区的区域环境容量,以便在下一步的总量控制方案中,能根据所确定的环境容量来制定区域总量控制目标,实现区域大气环境质量的持续改善。(www.daowen.com)
(一)模型选择
模型将参照本章第三节的大气环境容量计算方法中所述的几类模型的适用条件进行筛选确定。从案例概述可知,规划的工业集聚区建设约为2.16平方千米,面积小,不适用于中大型尺度的第一代、第二代和第三代空气质量模型,也不适用于线性规划方法。同时,由于是工业集聚区规划,对将来入驻企业的污染源的布局、排放量和排放方式不清楚,而A-P值法的特点是不需要知道污染源的布局及排放特征。为此,选择A-P值法初步估算该规划区的大气环境容量。
(二)参数选择
1.计算区域、评价对象和质量标准
计算区域是面积为2.16平方千米的某规划中的工业集聚区,规划现状年为2018年。将通过计算评价规划区环境空气中SO2、NO2、PM10和PM2.5的环境容量。由于该规划区的大气环境功能区区划为二类,因此,可选用《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中的二级标准。
2.计算公式
计算公式如式(2-45)所示:
式中:Q为控制区内某污染物年平均排放总量限值,即理想大气容量,单位104 t/a;A为控制区所在地区的总量控制系数,参考表2-6中的相关内容,该规划区总量控制系数A取该市平均值3.64,单位104km2/a;S为控制区域总面积,单位km2;Si为第i个分区面积,单位km2;Csi为第i个分区某种污染物的年平均浓度限值,单位mg/m3(取二级标准);Cc为控制区本底浓度,单位mg/m3。
同时,可参考式(2-7)至式(2-10)以及表2-6所示内容,描述公式(2-45)中各参数的物理意义。
3.其他参数
由于基准年为2018年,因此以该规划区所在区域2018年年平均浓度为基准,即SO2 0.012 mg/m3,NO20.036 mg/m3,PM10 0.053 mg/m3,PM2.50.039 mg/m3。控制区域总面积S为该规划区面积,即2.16 km2。
(三)环境容量计算
将各种参数代入式(2-45),就可以计算出该规划工业集聚区环境空气中典型污染物SO2、NO2、PM10和PM2.5的环境容量,计算结果如表2-11所示。
表2-11 工业集聚区的大气环境容量
由表2-11可以看出,二级环境功能区的某规划工业集聚区的剩余大气环境容量:SO2为1014.83 t/a、NO2为84.57 t/a、PM10为359.42 t/a、PM2.5为-84.57 t/a。因此,对于PM2.5,已经没有了大气环境容量,需要加强包括固定大气污染源颗粒物排放的控制措施,以减少PM2.5的排放。对于SO2和PM10、NO2还有剩余的大气容量,且剩余量较多。因此,若不考虑大气中的化学反应产物,对于SO2和PM10、NO2,只要按照相应的规定,实现其达标排放和总量控制,即可以满足规划区内大气环境功能区环境容量的要求。
由于PM10中一般含有50%~70%的PM2.5,尽管PM10有一定的环境容量,但因为PM2.5没有环境容量,因此,要想PM2.5的排放总量满足环境容量要求,有必要进一步减少PM10的排放总量。
已有的研究显示,PM2.5组成中包括一定比例的硫酸盐和硝酸盐等二次气溶胶,而硫酸盐和硝酸盐中的硫元素和氮元素来源于环境空气中的SO2、NOx的氧化反应。因此,若要进一步控制环境空气PM2.5的浓度,就必须减小引起生成颗粒物中硫酸盐和硝酸盐的那部分SO2和NO2的总量。这就要求SO2也必须进行进一步减排,同时,NO2减排目标总量中也需要加上生成硝酸盐那部分的NO2的总量。
据相关文献报道,不同区域因产业结构或经济结构的差异性,其PM2.5中的硫酸根的含量和硝酸根的含量存在较大差别。因此,在根据环境容量计算结果确定某区域某污染物的总量控制指标时,需要考虑一次污染物进入大气环境后的化学反应产物,这样才能得到更接近实际情况的SO2和NO2减排总量。
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