大气污染量分配研讨

大气污染量分配研讨
引言
实施总量分配的最终目的是为了更科学、更合理的进行污染物总量控制以确保环境质量的持续改善,大气污染物总量分配是指在某一定划定的控制区域内,为了达到一定的环境质量目标,采用一定的方法对该区域内大气污染物的排放实行总量控制限制,并将其分配到污染源的一种控制区域大气环境质量的方法。

本文采用了质量目标总量控制进行SO2和烟(粉)尘的总量分配,克服了以往管理目标总量控制存在的无法使总量分配与环境质量结合、分配上存在很大的随意性和主观性等问题。

质量目标总量分配的优点在于充分考虑了区域内各功能区的大气环境质量限值、气象条件、大气环境容量和自然界的扩散净化能力,同时考虑了每一个污染源对空气质量的影响等因素,在对污染源进行优化控制的基础上确定出每个污染源应分配的污染物量,从而使未超标地区能够有计划的充分利用环境容量,对于已超标地区的污染源提出了合理的削减方法,使区域环境质量满足人类的生存发展的要求,以达到区域可持续发展的目的。

1分配方法及原理
采用的模型本文采用的多源模式法主要是将ADMS-城市大气扩散模型和TCA大气总量控制计算软件联合使用来进行总量分配的方法。

城市大气扩散模型ADMS-城市模型是大气扩散模型系统(ADMS)系列中的最复杂的一个系统。

它运行于PC之上,模拟城市区域来自工业,民用和道路交通的污染源产生的污染物在大气中的扩散。

在研究中使用了经过验证的ADMS-城市模型、按照不同的污染源分类方式模拟现状和各组污染源产生的污染物浓度。

大气总量控制软件TCA大气总量控制计算软件是由宁波环科院开发并经国家环保总局鉴定通过的总量控制分配软件。

在研究中,为了体现“浓度贡献大,削减量大”的原则,我们采用浓度贡献加权法用于总量最优化削减分配的计算。

基础资料确定总量控制区域研究区域分为鞍山建成区和鞍山市区2个层次:鞍山市建成区即鞍山市的铁东区、铁西区、立山区,总面积为,这是我们研究的主要区域;鞍山市区即在建成区的基础上并涵盖了周边部分千山区的面积,这部分区的污染源相对集中。

研究区域共378km2。

选择浓度控制点浓度控制点的选择直接决定总量分配的结果,从而影响削减计算的结果。

因而选择合适的控点是很重要的。

一般来说,控点的选择原则
是:a)最大浓度点;b)保护目标或关心点;c)监测点和常规监测点;d)便于模型验证和建立扩散模型。

根据上述原则,本次研究采用的是鞍山市区的5个空气自动监测点,分别是:深沟寺子站、中心站子站、太平子站、铁西子站、开发区子站。

控制区格化为满足编制排放清单和ADMS-城市大气扩散模型计算的需要,将鞍山市区格化,建立了格坐标系,并且转化为经纬度。

根据模型计算需要,以东经122°21′53″,北纬41°4′0″处为原点坐标,将鞍山城市控制区划分为1000m×1000m的格,用于污染物的统计和污染源坐标的定位。

空气污染源排放清单编制污染源排放清单是进行环境空气相关研究的基础,它提供了本地总量控制区域内污染源的排放状况。

另外,还需要研究区域内的气象参数和控制点位的监测资料等内容。

2多源模式法分配结果
多源模式法进行总量分配的主要过程是:选取5个例行监测点作为控制点,用ADMS-城市大气扩模型对我市市区各个污染源逐一进行模拟,计算其对市区的浓度贡献,并计算出各个污染源浓度的浓度传递系数,然后将上述参数代入TCA大气总量控制软件,计算出分配后的各个污染源的允许排放量,汇总后即可得到市区污染源的允许排放量。

和烟(粉)尘允许排放总量利用多源模式方法,对鞍山市区污染源的SO2和烟(粉)尘的允许排放量进行了计算和汇总,见表1。

由表看出,在实现污染物年均值达标的情况下,市区SO2允许排放总量为57925t/年,与现状排放量相比需要削减21168t/年,总体削减比例为%;烟(粉)尘允许排放总量为77434t/年,与现状排放量相比需要削减36674t/年,总体削减比例为%。

从各功能区来看,SO2和烟(粉)尘均需削减。

对SO2而言,三类区的削减比例略高于二类区;对烟(粉)尘而言,三类区的削减比例高于二类区近31个百分点。

不同类型污染源分配结果不同类型源的分配主要按照锅炉、炉窑、工艺和无组织四大类进行分配。

茶炉大灶和平房面源由于规模较小且变化较大未进行分配,但其浓度贡献在进行分配时已考虑。

总量分配结果根据多源模式法计算的不同类型污染源SO2总量分配结果见表2。

其中无组织排放源不包括茶炉大灶和平房面源。

上表列出了二类区、三类区中锅炉、炉窑、工艺和无组织四大类污染源的总量分配和削减情况。

二类区中,削减量最大的是锅炉,削减量为4425t/年,削减比例为%。

锅炉主要集中在热电新材、二热电以及热力总公司和鞍钢房产物业公司等。

三类区中,削减量最大的是窑炉,削减量为9933t/年,削减比例为%;其次是锅炉,削减量为4040t/年。

锅炉主要集中在鞍钢发电厂,炉窑主要集中在鞍钢烧结厂等。

综合二类区和三类区来看,窑炉是首要削减的污染源,共需削减SO212377t/年,削减比例为%;其次是
锅炉共需削减SO28465t/年,削减比例为%。

烟(粉)尘总量分配结果根据多源模式法计算的不同类型污染源烟(粉)尘总量分配结果见表3。

其中无组织排放源不包括茶炉大灶和平房面源。

二类区中,削减量最大的是锅炉,削减量为1172t/年,削减比例为%。

锅炉主要集中在热电新材、二热电以及热力总公司和鞍钢房产物业公司等。

三类区中,削减量最大的是无组织排放源,削减量33148t/年,削减比例为80%;其次是炉窑,削减量为520t/年。

无组织主要集中在炼铁厂,炉窑主要集中在鞍钢炼铁和化工总厂等。

综合二类区和三类区来看,无组织排放是首要削减的污染源,共需削减烟(粉)尘33148t/年,削减比例为80%;其次是锅炉共需削减烟(粉)尘1548t/年,削减比例为%;窑炉和工艺排放源分别需削减757t/年、1222t/年。

3削减前后市区及各子站达标情况
在多源模式法分配SO2和烟(粉)尘允许总量过程中,用ADMS-城市模型模拟了市区及各子站污染情况,见表4。

总量分配削减后市区SO2和PM10浓度分别为μg/m3和μg/m3,均达到国家环境空气质量二级标准,浓度削减率分别为%和%。

各子站中,铁西子站污染最重,仍然超过二级标准。

4结语
多源模式法是在满足环境质量目标值的约束条件下,根据污染源对地面环境质量浓度的贡献率进行分配,它在计算过程中充分考虑了气象、地形地理、环境质量影响和污染排放现状等因素,给出了各污染源之间相对公平的允许排放量和削减量,表明各污染源对于城市空气污染达到环境目标值应该负担的削减责任,削减的往往是对大气环境污染严重的低架源和面源,甚至不允许它们存在(即削减率100%),而对排放量大高架源的削减率较小。

由于该方法的削减量相对较小而又能实现环境质量达标,是目前鞍山市进行污染物总量控制和发放污染源排污许可证等环境管理的主要依据,这个结果由环保主管部门掌握和实施。

但在实际工作中,有时候需要结合A-P值法的结果使用,如对于采用多源模式法中由于远离市区而削减量为0的污染源可参考A-P值法进行总量控制和分配。