环境质量评价系统分析 (1)

第一章
1、 环境质量：一般指在一个具体的环境中，环境的总体或环境的某些要素对人类的生存繁
衍及社会经济发展的适宜程度。

2、 环境质量评价：是对环境的优劣所进行的一种定量描述，即按照一定的评价标准和评价
方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。

第二章
1、模型的结构：白箱、灰箱、黑箱
第三章
一、指数评价的模型： 1、单因子指数：
i
i
i S C I =
（3-1）I i 为第i 种污染物环境质量指数，C i 为第i 种污染物在环境中的浓度，S i 为第i 种污染物在环境中的评价标准。

I 越小越好 <1，转评价标准越好；=1 临界状态，I 的数值越大表示单项的环境质量越差。

对于溶解氧和pH 值而言，其单项水质参数具有不同的定义式，分别如式：（3-2）和（3-3）
)23(910-<⨯
-=≥--=
DO DO DO
DO
DO DO DO DO
S DO S DO S C S C I S C S O C O I ，对于；，对于 式中：O S 为对应温度下的饱和溶解氧，I DO 为溶解氧指数，C DO 和S DO 为相应的溶解氧浓度检测值和评价标准值。

)33(0.70
.70
.70.70.70.7->--=<--=
pH pH pH I pH pH pH I u pH d PH ，对于；，对于
式中：pH 为检测值，I pH 为pH 指数，pH d 为评价标准值的下限，pH u 为评价标准值的上限。

例1：根据在某湖泊三个采样点上，进行采样分析的结果，用地面水3级标准水温15度时, 计算各采样点单因子指数 O S =10.043
（1） 均值型多因子指数：
∑∑====n i i
i
n i i S C n I n I 1111 n 为参与评价的因子数，其余符号含义同单因子环境质量指数。

（2） 计权型多因子环境质量指数：
∑==n
i i i I W I 1
W i 为第i 个环境因子的权系数
（3） 内梅罗指数：
2
)()(2
2i i AveI MaxI I +=
MaxIi 为各单因子指数的最大者，AveI i 为各单因子环境质量指
数的平均值。

（一定记住多指数模型，有可能出天空）
二、空气污染指数(API)：就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并用于分级表征空气污染程度和空气质量状况。

三、目前空气污染指数的项目：二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物.
3计算方法：
1、 计算各单项污染物API
n i n i n i n i n i n i i I I I C C C C I ,,1,,1,,)()
()(+-⨯--=
++；
2、 确定监测点的API 指数及首要污染物 API=Max （I 1,I 2,I 3，…，I n ）
例题：用分析仪器测得某监测点SO 2浓度为80（ug/Nm 3），当日测得的可吸人颗粒物浓度值
为200（ug/Nm 3）
，计算API 及首要污染物。

65)50100(50
15050
80502=-⨯--+
=SO I 125)100200(15035015020010010=-⨯--+
=PM I API=Max （65,125）=125
第四章
一、工业污染源调查：
1、企业环境调查 企业所在的地理位置、地形地貌、四邻状况及所属环境功能区的环境现状。

2、企业基本情况 （1）概况：企业名称、厂址、占地面积、投产年代、产品、产量、产值等。

（2）工艺调查：工艺原理、工艺流程、工艺水平、设备水平，找出生产中的污染源和污染物。

（3）能源、水源、原辅材料情况：能源构成、产地、成分、单耗等。

（4）生产布局调查：原料、燃料堆放场、车间、办公室等。

（5）管理调查：管理体制、编制、生产调度等。

3、污染物排放及治理 排放：种类、数量、浓度、时间、排放口位置、历史情况 治理：工艺、运行费用、存在问题
4、污染危害调查 人体危害调查，动植物危害调查等
5、生产发展情况调查 生产发展方向、规模、指标、三同时措施、预期效果及存在问题。

二、生活污染源调查
1、城市居民人口调查
2、城市居民用水和排水调查
3、民用燃料调查
4、城市垃圾及处置方法调查 三、农业污染源调查
1、农药使用情况调查 种类、剂量、时间、方式等
2、化肥使用情况调查 品种、数量、方式、时间、施用量
3、水土流失情况的调查
4、农业废弃物调查 秸秆 牲畜粪便、农用机油渣
5、农业机械使用情况调查 数、耗油量、行驶范围和路线等
四、污染物排放的确定方法：物料衡算法、经验系数法、实测计算法。

（一）物料衡算法 投入=产品+废物 （二）经验系数法
1、排污系数法：M （千克污染物/年）=K （千克污染物/吨产品）×W （吨产品/年）
2、单产平均减污法： M=m ×G ，G 是预计的产量，m 是目标年的单产产生的排污量。

m=m 0（1-k ）（t-t0）
例题：已知某焦化厂1995年焦炭产量20万吨，平均生产每吨焦炭排放SO 2 400g ，2000年的焦炭量是25万吨，平均生产每吨焦炭排放SO 2 340g ，若该厂2010年焦炭产量达到40万吨，求2010年SO 2总排放量。

340=400（1-k ）5 （1-k ）5 =0.85 m 2010=400（1-k ）15 =245.69g M=245.69×10-6×40×104=98t
3、 弹性系数法：本方法假设污染物的逐年排放量和工农业生产的总产值各自以一个平均的
增长速度在增长，但弹性系数ζ保持不变。

M=M 0(1+α)t-t 0 G=G 0(1+β)t-t0 ζ=α/β
例题：已知某县1995年工农业生产总值300万元，COD 排放总量250t ，2000年工农业生
产总产值400万元，COD 排放量275t ，若到2010年工农业生产总值实现翻一翻，用弹性系数法，求2010年排放量。

解：275=250（1+α）5 400=300（1+β）5 ζ=α/β=0.325 800=400（1+β）10 求得β=0.072 M=275（1+0.352β）10=345t
五、污染源评价：是指对污染源潜在污染能力的鉴别和比较。

六、污染评价的三个特征数：等标污染指数、等标污染负荷、污染负荷比 1、等标污染指数：S
C
N = (与单因子一样)能确定一个污染源的主要污染物 2、等标污染负荷：
（1）污染物的等标污染负荷：ij oj
ij ij Q C C P =
Q ij 是第j 个污染源的介质排放流量，m 3/s ；C ij
是该污染源中第i 种污染物的排放浓度，C 0j 为第i 种污染物的排放标准。

（2）污染源的等标污染负荷：一个污染源（序列号为j ）的等标污染负荷，等于其所排各种污染物等标污染负荷之和。

∑=i
ij j P P
（3）评价范围内的等标污染负荷：整个评价范围内的多个污染源都含有第i 种污染物，则该污染物在整个评价范围内的等标污染负荷等于其境内所有污染源对该污染物的等标污染负荷之和。

∑=j
ij i P P
整个评价范围内的所有污染源的妇幼污染物的等标负荷之和，称为该评价范围内的总等标污染负荷.∑∑∑∑===
j
i
j
ij j
i
i P p
P P
3、污染负荷比：
（1）污染负荷比（污染物与污染源的负荷比）：j
ij ij P P K =
（2）污染源与评价范围内的污染负荷比：P
P K j j =
(3) 污染物与评价范围内的污染负荷比：P
P K i
i =
例题：某地四个工厂的废气中含有SO 2、 NO X 、TSP 、CO 监测其浓度（mg/m 3）,(1)确定各工厂主要污染物，（2）确定该地区主要污染物和主要污染源。

污染源 SO 2
NO TSP
CD
烟气量（m3/h)
1 35 5 230 100 4200
2 80 4 185 85 5600
3 180 2 980 120 480 4
50 8 170 100 7200
标准
2.5
2
10
50
计算结果：计算单项等标污染负荷 P SO 2(1) =C/C 0=35/2.5*4200=58800，以此这样计算得到下表：
第五章
一、点源的扩散的高斯模式 1、坐标系
以排放点（无界电源点源或地面源）或高架源排放点在地面的投影点为原点，平均风向为x 轴，y 轴在水平面内垂直在x 的轴的左侧，z 轴垂直于水平面，向上为正方向。

即为右手坐标系。

2、 高斯模式的四点假设：
（1）污染物在空间yoz 平面中按高斯分布（正态分布），在x 方向只考虑迁移，不考虑扩散 （2）在整个空间中风速是均匀、稳定的，风速大于1m/s ； （3）源强是连续均匀的
（4）在扩散过程中污染物质量是守衡的。

3、高架连续点源的高斯模式
]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(22
2
2222Z z y z
y H z H z y u Q C σσσσσπ+-+---= Q 为源强，u 为平均风速，标准差：σ，C ：浓度。

高斯模式的浓度扩散汇总
例题：某污染源排放SO 2量为80g/s ，在当时气象条件下正下风方向500m 处，
m m z y 1.18,3.35==σσ，试求正下风方向500m 处SO 2的地面浓度？
(正下风方向代表x 轴方向，意味求地面轴线)
)1.1823600
(2
22
1.183.356280)2exp(2⨯-⨯⨯⨯=-=e H u Q C Z z
y πσσσπ 二、烟气抬升：四个阶段 喷出、浮升、瓦解、变平
H H H S ∆+= H 为有效源高，H S 烟囱实际高度，烟流抬升高度。

三、烟气的热释放率：N p h TQ C Q ∆=，T ∆是烟气温度与环境温度的差值；Q N 是烟气折合成标准状态时的体积流量，Nm 3/s ；C P 是标准状态下的定压热容，1.298KJ/度.Nm 3；当烟
气以实际出口温度T S ，K 时的排烟流量Q V （m 3/s ）表示时，热释放率的计算公式为：
V S
a
h Q T T
P Q ∆=5.3，P a 为大气压力，KP a 。

四、霍兰德公式：)01.05.1()7
.25.1(11--+=∆+=∆u Q D V u D T T
D V H h S S
S 式中：Q h ：烟气热释放率，KJ/s ；V S ：排气筒出口处，平均烟流速度，m/s ；D ：排气筒出口处直径，m ； T S ：烟气出口温度，K ；u ：排气筒出口处平均风速，m/s ；无实测值时，用10m 处平均风速u 和风速廓线计算。

五：布里吉斯公式：对于高烟囱、Q h >20920（KJ/s ）,有风时，中性和不稳定条件
1
32
311
32
31
55.1,10;33.0,10--=∆>=∆<u H Q H H x u x Q H H x S h S h S
例题：某城市电厂有一座高100m 的烟囱，烟囱出口内径5m,烟囱出口烟流速度17.42m/s ，烟囱出口烟气流量342m/s ，烟气温度10 0℃，大气温度20 ℃，烟囱出口处平均风速4m/s ，（1）用霍兰德公式计算烟气抬升高度
m u D T T
D V H S
S 974
)537320
1007.25.1(542.17)7
.25.1(1=⨯-⨯
+⨯=∆+=∆-
（2）用布里吉斯公式试求0.9Km 和1.3Km 处烟气抬升高度
)/(25673342373
20
1001005.35.3s kJ Q T T Pa
Q V S h =⨯-⨯⨯=∆∆=
m u
H Q H H m u
x Q H H S
h S h
S 24655.1,103.1;22733.0,109.01
32311
3
231==∆>==∆<--
六、我国的烟气抬升高度的计算（重点） 1、有风、中性、不稳定条件下
1
02135/2100-=∆≥∆≥u H Q n H K T s kJ Q n S
n h h 时，且 n 0：烟气热状况及地表系数，n 1：
烟气热释放率指数，n 2：排气筒高度指数，H S ：排气筒距地面几何高度，m ，超过240m 时，取Hs=240m 。

，n ，n 的选取
度13.5m/s ，为中性，污染源高度中，平均风速4m/s ，用我国烟气抬升高度计算。

解：243
4/120303.1)/(21000)2
5
(14.35.134182884181005.3351302884183
2
312=⨯⨯=∆>⨯⨯⨯-⨯
⨯=>=-=∆h
Q H s kJ Qh K
K T
2、 有风、中性和不稳定条件，当热释放率,35,/1700K T s kJ Qh <∆≤或
1
h )001.05.1(-+=∆u Q D V H S VS ：排气筒出口处排出速度，D 为排气筒出口直径，u 为
排气筒出口处平均风速。

3、 有风时，中性和不稳定条件，当时，s kJ Q s kJ h /2100/1700<<
1
21
021
1
h 1h 121)1700(048.0)01.05.1(2400
1700
)
(-=∆--+=∆-∆-∆+∆=∆--u
H Q n H u Q u Q D V H Q H H H H n s n h h S
4、 有风、稳定条件
的取值
）是干绝热直减率（，是垂直方向气温梯度，d a a h
m K m K dz dT
u dz dT Q H γ/0098.0/,0098.013
131
-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∆ 5、 静风或小风条件（小风1.5m/s>s m u s m u /5.0;/5.01010<≥静风）
1
8
3410098.050.0-⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+=∆u dz dT Q H a h
七、地面最大浓度计算
1、给定风速下的地面最大浓度
))
/(1(2
1
exp())
/(1(2,221))/(1())2/1(1(2
1
21)
/(2
111
2
max
2121ααααγγπαααααα-+==-+-H P P H u e Q C
求出最大浓度出现的位置X m 2
2
21211
2
)
/()(
ααααγ-=H
X m
2
e 22
max 21H H u Q C m x x z
y
z =
=
==σσπσαα时，得当
例题：某一城市工业锅炉，烟囱高40m ，直径6m,烟气出口速度20m/s ，烟气温度405K ，大气温度293K ，烟囱出口处风速4m/s ，SO 2排放量10mg/s ，试计算中性大气条件下SO 2地面最大浓度.
2
76
2,76,3644055200303.1/2100/55200)2/6(14.320405
293
4055.33
23
12=
==∆+==⨯⨯=
∆>=⨯⨯⨯-⨯=H m H H H m H s kJ s kJ Pa Q z S h σ
2、 危险风速和地面绝对最大浓度
时是危险风速
当地面绝对最大浓度
H H C u
B
H H H H H Be Q C H Q n B u B H S absm S S y S z absm n S h ∆=+=∆+==
==∆-,,2,,2
01
σπσ
八、点源特殊扩散模式：封闭型扩散模式、熏烟型扩散模式 1、封闭型扩散模式：
∑-=⎪⎭⎪
⎬⎫⎪
⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=k k n z z y z y nh H z nh H z y u Q C 2
222222)2(ex p 2)2(ex p )2(ex p 2σσσσπ 二级评价中：k=4，三级评价中：k=0
，
当D x x ≤).1(∑-=⎪⎭⎪
⎬⎫⎪
⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=k k n z z y z y H z H z y u Q C 2
222222)(ex p 2)(ex p )2(ex p 2σσσσσπ ，
）当（D D x x x >≥22
∑-=⎪⎭⎪
⎬⎫⎪
⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=k k n z z y z y nh H z nh H z y u Q C 2
222222)2(ex p 2)2(ex p )2(ex p 2σσσσσπ ⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡-=
>)2(ex p 2,2322y y D y h u Q
C x x σσπ）当（
x D 的确定：把浓度相当于烟流中心线浓度的1/10处，两点之间的距离称为烟流宽度（在y
方向），或烟流高度（在z 方向），把浓度相当于烟流中心线浓度的1/10处到烟流中心线的距离，称为烟流半宽度或烟流半高度。

2
200015.215.2,15.2,15.2αγσσσD z y z x z H h y z ===-==
例题：某电厂烟囱有效高度H:150m ，SO 2排放量151g/s,大气稳定度B 级，烟囱轴处的风速
s m u /4=，若上面存在逆温，混合层高度h=1.5Km ，试确定3Km,11Km 处地面轴线SO 2
浓度。

3、 熏烟型扩散模式
)()2(ex p 22
2p y h u Q C yf yf
f f Φ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡-=
σσπ，z f H h p σ/)(-= h f ：混合层高度，)(p Φ：烟流向下混合部分的源强占总源强的份额。

8
H
y yf +
=σσ )
2exp(2,15.22)
2exp(22,122
22yf
yf
f z f yf
yf
f f y
h u Q
C H h y h u Q C H h σσπσσ
σπ-
=
+=-=
=、当、当
例题：某电厂烟囱高度H=150m,SO2 151 g/s 。

夜间和上午有效烟囱高度处风速为,/4s m u = 夜间稳定度为一级，若清晨烟流发生熏烟现象，确定下风向 16m 处地面轴线SO2浓度。

九、非点源扩散模式 1、线源扩散模式：
)2exp(sin u 2),exp(2,02
2
22z z
Z z H Q C Z H u Q
C z σϕσπϕσσπ-=-==角，当公路与风速成 例题：在阴天（
D 级稳定度情况下），风向与公路垂直，平均风速4m/s ，最大交通量为84
辆每小时，车辆平均速度为64Km/h ，每辆汽车排放一氧化碳量2×10-2
g/s ，试求最大交通量对距离公路下风向300m 处CO 的浓度。

十、大气湍流扩散参数的计算 日高角计算
第六章
一、河流水质模型：
1、守恒污染物在均匀流场中的扩散模型
2、非守恒污染物在均匀流场中的扩散模型
二、S-P模型：（重点）
二、湖泊
题目不全我不知道有没有名词解释，最好不要改变字体大小，里面有公式调节字号大小公式会乱，有几题答案没算出来。