理论教育 大气环境质量现状调查方法-《环境影响评价方法与实践》精华提要

大气环境质量现状调查方法-《环境影响评价方法与实践》精华提要

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)大气环境质量现状调查的基本内容大气环境质量现状调查将依据拟建项目所在区域的环境空气质量现状特征,以及环境功能区要求和拟建项目的排放特点进行。大气污染源调查包括拟建项目及周边一定区域内已经建成运行的现有大气污染源的调查。因此,有时需要开展大气污染源调查,在此基础上,编制大气污染源排放清单。大气污染源调查的具体内容或对象,主要依据评价对象的评价等级来确定。

大气环境质量现状调查方法-《环境影响评价方法与实践》精华提要

(一)大气环境质量现状调查的基本内容

大气环境质量现状调查将依据拟建项目所在区域的环境空气质量现状特征,以及环境功能区要求和拟建项目的排放特点进行。另外,根据现状评价目的的不同,必要时还需要开展大气污染源的调查。因此,现状调查一般包括基本或常规污染物浓度调查和特征污染物浓度调查,区域大气污染源调查,以及影响这些污染物传输、稀释、扩散或累积的气象条件调查。

基本或常规污染物是指《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中规定的六项污染物,即SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3。特征污染物是指建设项目生产过程中排放的特殊污染物,它可以与基本污染物一致,也可以不同。

大气污染源调查包括拟建项目及周边一定区域内已经建成运行的现有大气污染源的调查。

气象条件调查包括拟建项目及周边一定区域内的常规地面气象参数的调查,必要时也需要开展高空气象参数的调查。

在上述调查的基础上,根据拟建项目所在区域的大气环境功能区要求,按照《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中规定的标准限值,开展环境空气质量现状评价。在现状评价的基础上,开展拟建项目的环境影响评价。为此,在开展现状调查前,需要知道拟建项目的环境影响评价等级。

(二)大气环境影响评价等级

1.评价等级的划分方法

建设项目的大气环境影响评价工作等级分为一级、二级和三级(《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2—2018)),主要参考两个参数:一是最大地面浓度占标率,二是某污染物的地面浓度达到当地所要求的环境空气质量标准限值10%时所对应的最远距离D10%。具体数值如表3-1所示。

表3-1 大气环境影响评价工作等级

注:表中Pmax表示各项污染物的最大地面浓度占标率的最大值。

2.大气环境影响评价工作等级考虑的其他因素

(1)同一项目有多个(两个以上,含两个)污染源排放同一种污染物时,按各污染源分别确定其评价等级,并取评价级别最高者作为项目的评价等级。

(2)对于电力、钢铁、水泥和石化等高耗能行业的多源(两个以上,含两个)项目,或以高污染燃料为主的多源项目,要求项目评价等级提高一级,即此类项目的评价等级不低于二级。

(3)对于公路、铁路项目,分别按照项目沿线主要的集中式排放源(如服务区、车站等大气污染源)排放的污染物排放量计算确定其评价等级。

(4)对于新建包含1 km及以上隧道工程的以城市快速路、主干路等城市道路为主的项目,按照隧道主要通风竖井及隧道出口排放的污染物排放量计算确定其评价等级。

(5)对于新建、迁建及飞行区扩建的枢纽及干线机场项目,应考虑飞机起降及相关辅助设施污染物排放对周围城市环境的影响,评价等级为一级。

(6)如果评价范围内包含一类环境空气质量功能区,或者评价范围内主要评价因子的环境质量已接近或超过环境质量标准,或者项目排放的污染物对人体健康生态环境有严重危害,评价等级一般不低于二级。

3.评价范围的确定方法

(1)建设项目的大气环境影响评价范围可以根据建设项目排放污染物的最远影响范围进行确定。

对于一级评价,通常将以项目厂址或排放源为中心区域,自厂界外延距离D10%的矩形区域作为大气环境影响评价范围。当距离D10%超过25 km时,确定评价范围为边长为50 km的矩形区域。当距离D10%小于2.5 km时,确定评价范围为边长为5 km的矩形区域。

对于二级评价,其评价范围的边长取5 km。

对于三级评价,不需要确定其评价范围。

对于新建、迁建及飞行区扩建的枢纽及干线机场项目,其评价范围的最大边长取50 km。

(2)对于规划项目,其评价范围以规划区的边界为起点,外延至规划项目排放污染物的最远影响距离(D10%)的区域。

(3)对于特定区域的环境空气质量现状评价,其评价范围则是评价区域所涉及的具体范围。

总体上,对于一级评价项目,调查项目所在区域环境质量现状达标情况,以此作为项目所在区域是否为达标区的判断依据。调查评价范围内有环境质量标准的评价因子的环境质量监测数据,用于评价项目所在区域污染物环境质量现状,以及计算环境空气保护目标和网格点的环境质量现状浓度。

对于二级评价项目,调查项目所在区域环境空气质量现状达标情况。对于三级评价项目,只调查分析项目污染源。

(三)现状调查范围

调查范围一般不小于评价范围,因此调查范围主要依据评价对象的评价等级(分为一级、二级和三级)确定。各评价等级对应的评价范围可以依据《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2—2018)的规定确定,并可以根据实际情况进行适当调整。对于特定区域的环境空气质量现状评价,其评价范围则是评价区域所涉及的具体范围。

(四)大气污染源排放调查

在解释环境空气质量现状的影响因素,或开展建设项目和规划项目对区域未来环境空气质量影响评价时,常常需要区域大气污染源数据,或大气污染源排放清单。因此,有时需要开展大气污染源调查,在此基础上,编制大气污染源排放清单。

大气污染源包括点源、线源或移动源、面源和体源等。大气污染源调查的具体内容或对象,主要依据评价对象的评价等级来确定。根据建设项目评价等级的不同,对污染源调查的详细程度不同。对于一级和二级评价项目,应包括拟建项目污染源(对改扩建工程应包括新、老污染源)及评价区的工业和民用污染源;对于三级评价项目可只调查拟建项目工业污染源。

大气污染源调查方法,可以参考原环境保护部2014年发布的《大气污染物源排放清单编制技术指南》中推荐的方法,也可以根据固定污染源废气系列污染物采样分析方法得到典型污染物的浓度。目前我国已经于2019年完成了第二次污染源的普查工作。

1.大气污染固定源污染物排放调查方法

大气污染固定源(点源)的调查方法主要有现场实测法、物料衡算法和经验估计法等,

(1)现场实测法。

式中:Qi为废气中i类污染物的源强(排放量),kg/h;QN为废气体积(标准状态)流量,m3/h;C为废气污染物i的实测浓度值,mg/m3

该方法只适用于已投产的污染源,且一定要掌握取样的代表性,否则会带来很大的误差。

(2)物料衡算法。

针对一些无法实测的污染源:

式中:ΣG投入为投入物料量总和;ΣG产品为所得产品量总和;ΣG损失为物料和产品流失量总和。

该方法适用于整个生产过程的物料衡算,也适用于生产过程中任何工艺过程某一步骤或某一生产设备的局部衡算。通过物料衡算,可以明确进入环境中的气相、液相、固相污染物的种类和数量。

(3)经验估计法。

对于某些特征污染物排放量(例如燃煤排放的SO2),可依据一些经验公式或一些单位产品的经验排放系数来计算。

式中:Q为单位时间废气污染物的源强(排放量),kg/h;K为单位产品经验排放系数,kg/t;W为单位产品的单位时间产量,t/h。

2.大气污染移动源(或线源)污染物排放调查方法

道路机动车移动源尾气污染物排放的调查方法主要包括遥感检测法、台架实验法、隧道实验法和便携式车载测试法。非道路机动车移动源尾气污染物排放的调查方法主要包括台架实验法和便携式车载测试法。遥感检测法、台架实验法、隧道实验法和便携式车载测试法均有各自的适用范围。

(1)遥感检测法:该方法属于离线机动车尾气排放检测方法。通常情况下1小时检测车辆多达10000辆,相比传统的方法,该方法极大地提高了工作效率。由于该方法采用的是紫外线红外线光谱技术,其检测准确度受大气能见度和空气湿度等因素的影响较大。基于此,该方法常用于道路交通中高污染物排放的机动车筛查检测和机动车排放环保执法等方面。

(2)台架实验法:该方法属于在线机动车尾气排放检测方法。台架实验法具有测试条件可控和测试结果再现性强等优点,被广泛应用于各国的机动车法规测试中。这种方法常用于在用机动车的年审环保达标检测。

(3)隧道实验法:该方法通过监测过往隧道的机动车排放入隧道内的污染物浓度分布和隧道内风速等环境和气象要素,计算得出在一定机动车组成和流量下污染物的污染状况和排放因子。因此,该方法属于离线机动车尾气排放检测方法,其得出的机动车污染物排放因子代表车流在真实行驶状态下污染物的整体排放水平。这对城市区域机动车整体排放强度的估算具有实际应用价值,但不能反映某类或某种车辆的真实排放因子。

(4)便携式车载测试法:该方法是在车辆上安装便携式测试系统,借助该系统直接获取被测车辆在实际行驶过程中的速度、尾气温度、湿度等参数。因此,该方法属于在线机动车尾气排放检测方法。

根据仪器检测得到机动车移动源典型污染物的排放浓度,在此基础上,利用式(3-3)可以计算出机动车移动源污染物的排放因子。

式中:EFi为物质i的排放因子,mg/km;V为采样期间机动车的总排气量,L;R为采样气体的稀释比;Ci为样品中物质i的浓度,ppb;Mi为物质i的相对分子质量;Vm为标准状况下(0℃,100 kPa)的气体摩尔体积,22.4 L/mol;S为在采样期间机动车行驶的距离,km。

根据仪器检测得到非道路移动源典型污染物的排放浓度,基于碳平衡方法,利用式(3-4)可以计算出非道路移动源污染物中颗粒物及CO、NOx和HC的排放因子。(www.daowen.com)

式中:EFx为污染物x的排放因子,g/kg;k1为等比例稀释采样系统的总流量与经过滤膜的累积流量的比值;k2为尾气流量与等比例稀释采样系统的采样量的比值;t为滤膜采样时间,s;ERx为污染物x的瞬时排放速率,g/s;ERCO2为CO2的瞬时排放速率,g/s;ERCO为CO的瞬时排放速率,g/s;ERHC为HC的瞬时排放速率,g/s。

在得到典型污染物排放因子的基础上,再根据移动源的数量、工作时间等参数可以计算得到移动源某种污染物排放总量。

(五)区域气象观测调查

由于大气污染物在环境中的传输、稀释和扩散均与当地或区域的气象条件密切相关,因此,在开展环境空气质量现状评价过程中需要调查或收集气象观测资料,具体内容包括风向风速、温度湿度、气压、辐射强度和能见度、大气稳定度、混合层高度等地面低空气象资料和高空气象资料。

1.低空气象资料的调查内容

常用地面气象资料包括风场、风玫瑰图、风速随时间的变化图、大气稳定度、联合频率等。对于不同的评价工作等级,调查的详略程度有所差别。具体如下:

(1)一级评价。

①年、季(期)地面温度,露点温度及降水量

②年、季(期)风玫瑰图;

③月平均风速随月份的变化(曲线图);

④季(期)小时平均风速的日变化(曲线图);

⑤年、季(期)各风向,各风速段,各级大气稳定度的联合出现频率及年、季(期)的各级大气稳定度的出现频率。

⑥调查逐日、逐次的常规气象观测资料及其他气象观测资料。

(2)二、三级评价。

对于二级评价项目,气象观测资料调查基本要求同一级评价项目。对于三级评价项目,根据实际工作的需要,可以选择调查一、二级评价中的部分内容。

2.高空气象资料的调查内容

常用高空气象资料包括风廓线、温廓线、混合层高度、逆温层和大气稳定度等。对于大气环境影响评价中的一、二级评价工作等级项目,可酌情调查下述距气象台(站)地面1500 m高度以下的风和气温资料:

①规定时间的风向、风速随高度的变化;

②年、季(期)的规定时间的逆温层(包括从地面算起第一层和其他各层)及其出现频率、平均高度范围和强度;

③规定时间各级稳定度的混合层高度;

④混合层最大高度及对应的大气稳定度。

3.气象资料的调查时间

气象资料的调查时间应该根据具体建设项目对大气环境影响的评价工作等级进行选择。对于各级评价项目,均应调查评价区域20年以上的主要气候统计资料,包括年平均风速和风向玫瑰图、最大风速与月平均风速、年平均气温、极端气温与月平均气温、年平均相对湿度、年均降水量、降水量极值、日照等。对于一级评价项目,应调查近5年内的至少连续3年的常规地面气象观测资料;对于二级评价项目,应调查近3年内的至少连续1年的常规地面气象观测资料。

4.气象调查方法

(1)气象观测站资料的适用条件。

根据气象台到建设项目所在地的距离及它们之间在地形、地貌和土地利用等地理环境条件方面的差异,确定该气象台气象资料的使用价值。对于一、二级评价的建设项目,如果气象台(站)在评价区域内,且和该建设项目所在地的地理条件基本一致,则其大气稳定度和可能有的探空资料可直接使用,其他地面气象要素可作为该点的资料使用。对于三级评价项目,可直接使用距建设项目所在地距离最近的气象台的资料。

(2)气象观测方法。

当常规气象资料不能满足评价工作需要时,应进行气象现场观测。常用的观测内容与技术方法如下:

①大气边界层风向风速廓线:采用气球单(双)经纬仪雷达、气象塔测风仪测量。

②大气扩散参数:采用示踪法、平移球法、平面照相法或固定点脉动风速仪和环境风洞模拟等测量。示踪法、平移球法主要适用于水平扩散参数的测量,平面照相法用于垂直扩散参数的测量。

③大气边界层温度廓线:采用低空探空仪和气象塔测温仪测量。

④烟气抬升:采用光学轮廓法和激光遥测法测量。

(六)大气环境现状调查监测方法

对于评价对象所在区域没有大气环境地面自动监测站点,或者自动监测数据不能满足评价要求的情况,需要开展大气环境现状调查监测工作。

1.监测因子的确定

对建设项目排放的特征污染物有国家或地方环境质量标准的,或者有《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1—2010)中的居住区大气中有害物质的最高允许浓度的,应筛选为监测因子。对于没有相应环境质量标准的污染物,且毒性较大的,应按照实际情况选取有代表性的污染物作为监测因子,同时应给出参考标准值和出处。

2.监测制度

监测制度的确定是依据建设项目大气环境影响评价工作等级而进行的。对于一级评价项目应进行二期(冬季、夏季)监测;二级评价项目可取一期不利季节进行监测,必要时应做二期监测;三级评价项目必要时可做一期监测。

每期监测时间至少应取得有季节代表性的7天有效数据,采样时间应符合监测资料的统计要求。对于评价范围内没有排放同种特征污染物的项目,可减少监测天数。

监测时间的安排和采用的监测手段,应能同时满足环境空气质量现状调查、污染源资料验证及预测模式的需要。监测时应使用空气自动监测设备,在不具备自动连续监测条件时,1小时浓度监测值应遵循下列原则:一级评价项目每天监测时段,应至少获取当地时间02、05、08、11、14、17、20、23时8个小时的浓度值;二级和三级评价项目每天监测时段,至少获取当地时间02、08、14、20时4个小时的浓度值。日平均浓度监测值应符合《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)对数据的有效性规定。

对于部分无法进行连续监测的特殊污染物,可监测其一次浓度值,监测时间须满足所用评价标准值的取值时间要求。

3.监测布点

以近20年统计的当地主导风向为轴向,在厂址及主导风向下风向5 km范围内设置监测点。如需在一类区进行补充监测,监测点应设置在不受人为活动影响的区域。

(1)监测布点原则。

监测点位、监测点的布设,应尽量全面、客观、真实反映评价范围内的环境空气质量。依项目评价等级和污染源布局的不同,通常采用环境功能区为主,兼顾均布性、主导风结合均匀性的原则。此外,在一些较特殊的环评项目和大气扩散试验中,还采用网络布点法、同心圆多方位布点法、扇形布点法、配对布点法、功能区布点法等方法。一般在主导风向下风向、保护目标处要布点,监测布点图一般应附风玫瑰图。在环境影响评价区内,按以环境功能区为主兼顾均布性的原则布点。具体如下:

①一级评价:以监测期间所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°方向上各设置1个监测点,在主导风向下风向距离中心点(或主要排放源)不同距离处,加密布设1~3个监测点。具体监测点位可根据局部地形条件、风频分布特征以及环境功能区、环境空气保护目标所在方位做适当调整。各个监测点要有代表性,环境监测值应能反映环境空气敏感区、环境功能区的环境质量,以及预计受项目影响的高浓度区的环境质量。各监测期环境空气敏感区的监测点位置应重合。预计受项目影响的高浓度区的监测点位,应根据各监测期所处季节主导风向进行调整。

②二级评价项目:以监测期间所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、90°、180°、270°方向上各设置1个监测点,主导风向下风向应加密布点。具体监测点位需要根据局部地形条件、风频分布特征以及环境功能区、环境空气保护目标所在方位做适当调整。各个监测点要有代表性,环境监测值应能反映环境空气敏感区、环境功能区的环境质量,以及预计受项目影响的高浓度区的环境质量。如需要进行二期监测,应与一级评价项目相同,根据各监测期所处季节主导风向调整监测点位。

③三级评价项目:以监测期间所处季节的主导风向为轴向,取上风向为0°,至少在约0°、180°方向上各设置1个监测点,主导风向下风向应加密布点,也可根据局部地形条件、风频分布特征以及环境功能区、环境空气保护目标所在方位做适当调整。各个监测点要有代表性,环境监测值应能反映环境空气敏感区、环境功能区的环境质量,以及预计受项目影响的高浓度区的环境质量。

(2)监测点的个数。

对于一级评价项目,监测点数不应少于10个;对于二级评价项目监测点数不应少于6个。若建设项目所在地属于地形复杂、污染程度空间分布差异较大、环境空气保护目标较多的区域,则可酌情增加监测点数目。对于三级评价项目,如果评价区内已有例行监测点,则可不再安排监测,否则,可布置2~4个点进行监测。

对于公路、铁路等生态影响型建设项目的大气环境影响评价现状监测点,应分别在各主要集中式排放源(如服务区、车站等大气污染源)评价范围内,选择有代表性的环境空气保护目标设置监测点位进行监测。

对于城市道路建设项目,可不受上述监测点设置数目限制,根据道路布局和车流量状况,并结合环境空气保护目标的分布情况,选择有代表性的环境空气保护目标设置监测点位。

需要注意的是,在进行评价因子监测时,应同步收集项目位置附近有代表性的,且与环境空气质量现状监测时间相对应的常规地面气象观测资料。

(3)监测方法。

应选择监测因子对应的环境质量标准或参考标准所推荐的监测方法,并在评价报告中注明。

(4)监测采样。

环境空气监测中的采样点、采样环境、采样高度及采样频率,按《环境空气质量监测点位布设技术规范(试行)》(HJ 664—2013)以及相关评价标准规定的环境监测技术规范执行。

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