颗粒物固定源在静风条件下对周边环境的影响

张海波

摘 要：关于固定污染源对周边环境的影响，国内已经拥有比较完善的评价技术。但在相关标准中，没有对极端条件下的环境质量作出评价要求。为解决这一问题，需要对固定污染源进行二次评估，分析静风等极端条件下污染源对周边环境的影响。

关键词：固定污染源；颗粒物；静风；环境

中图分类号：X820.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0157-02

近几年，我国中东部地区出现了长时间和大范围的雾霾天气，严重影响了人民群众身体健康。空气中存在的大量霾粒子会使大气混浊，造成视野模糊并导致能见度降低，当水平能见度小于10 km时，就会出现霾或雾霾天气，因此控制颗粒物排放是治理雾霾的根本方法和首要任务。为实现这一目标，需要详细评估污染源对周边环境的影响。

1 研究现状

对于固定污染源对周边环境的影响，国家已出台《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天气条件下的污染物扩散模式，详细规定了评价过程和评价方法。

标准规定，环境影响评价内容为典型气象条件和长期气象条件下，项目排污对周边环境的影响和环境质量达标情况分析，因此在实际工作中，很少分析极端气象条件下目标区域环境质量状况。由于固定污染源排放标准是在综合考虑经济效益和环境需求的基础上，充分利用环境容量的妥协结果，其排放浓度限值远大于环境空气质量标准要求，因此一旦出现不利于污染物扩散的极端情况，就会加大环境质量超标风险，给后期管理工作带来隐患。

2 研究内容

影响污染物迁移、扩散的因素很多，包括地形、地貌、气象参数、大气稳定度和天气现象等。例如风速直接决定了污染物的迁移速度，风力越大越有利于污染物稀释扩散；山谷、盆地等地形由于不利于空气流通，污染物难以扩散，易发生污染事故；降水会以溶解、吸附、碰撞等方式将部污染物从气相中分离出来，直接减轻甚至消除污染；逆温层发生后，会形成一种极其稳定的空气层，就像锅盖一样笼罩在近地层的上空，严重地阻碍空气的对流运动，导致近地层空气中的污染物无法扩散，从而加重大气污染。

在各类影响因素中，风速直接决定了污染物迁移速度，并且具备波动大、不稳定等特点，对污染物浓度影响很大。各类颗粒物执行标准中，《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，如果以该标准为基础进行评价仍然存在风险，说明该风险存在普遍性，需要引起高度重视。

因此，本次实验选定研究内容为：对于一个排放颗粒物的固定污染源，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果出现小风、静风极端天气条件，该污染源周边环境空气质量的达标状况。

3 实验数据

除锅炉等设施外，排放颗粒物的固定污染源大多处于常温常压状态。因此本次实验假设废气常温排放、废气流速有限、忽略热抬升高度，用平原地区最常用的高架点源扩散模型进行计算，确定固定污染源排污满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）新污染源二级标准限值时，不同大气稳定度、不同排污高度下最大落地点位置和浓度。根据工作需要，分为风模式、小风模式和静风模式3种类型进行研究，具体实验数据分别为：①有风模式。有风模式适用于风速不小于1.5 m/s的气象条件。由于风速越大越有利于污染物扩散，因此选用最不利的1.5 m/s风速，计算不同情况下最大落地点浓度。②小风模式。有风模式适用于风速在0.5～1.5 m/s之间的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平1.5 m/s风速作为控制条件，计算不同情况下最大落地点浓度。③静风模式。静风模式适用于风速不大于0.5 m/s的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平0.3 m/s风速作为控制条件。由于此模式下最大落地点会出现在污染源附近，并且多数情况下排气筒距厂界不超过50 m，因此除计算碳黑尘排放速率刚好达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）新污染源二级标准限值时，不同情况下最大落地点浓度外，还要计算污染源下风向50 m处污染物的浓度。

各种模式计算结果如表1所示。

4 数据分析

计算结果显示，在有风模式下，最大落地点浓度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之间。用PM2.5的环境空气质量24 h均值二级标准（0.075 mg/m3）进行评价，15 m、20 m高的排气筒由于排放总量小，不会导致环境质量超标，30 m、40 m高的排气筒由于排放总量大，可能会引起超标现象。用PM10的24 h均值二级标准（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）评价，任何情况均不会超标。在实际情况中，由于污染源排放的颗粒物不可能全是PM2.5，因此引起超标的可能性很低。

在小风模式和静风模式下，污染物浓度严重超标，最大落地点浓度甚至能达到12.560 3 mg/m3，超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）几十倍。

5 结束语

试验结果显示，对孤立的、排放颗粒物的固定污染源来说，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果处于风速不小于1.5 m/s的有风模式下，基本不会导致周边环境空气超标。在风速不足1.5 m/s的小风模式和静风模式下，其最大落地点的颗粒物浓度能超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准几十倍，会严重影响环境空气质量。

由于《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，因此这类固定污染源会对环境空气产生很大的影响，需要引起高度重视。

参考文献

[1]白洋，刘晓源.“雾霾”成因的深层法律思考及防治对策[J].中国地质大学学报（社会科学版），2013（6）.

[2]吴庆梅，张胜军.一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J].气象与环境科学，2010.（1）.

[3]钱峻屏，黄菲，黄子眉，等.汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征分析[J].热带地理，2006（4）.

〔编辑：王霞〕

摘 要：关于固定污染源对周边环境的影响，国内已经拥有比较完善的评价技术。但在相关标准中，没有对极端条件下的环境质量作出评价要求。为解决这一问题，需要对固定污染源进行二次评估，分析静风等极端条件下污染源对周边环境的影响。

关键词：固定污染源；颗粒物；静风；环境

中图分类号：X820.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0157-02

近几年，我国中东部地区出现了长时间和大范围的雾霾天气，严重影响了人民群众身体健康。空气中存在的大量霾粒子会使大气混浊，造成视野模糊并导致能见度降低，当水平能见度小于10 km时，就会出现霾或雾霾天气，因此控制颗粒物排放是治理雾霾的根本方法和首要任务。为实现这一目标，需要详细评估污染源对周边环境的影响。

1 研究现状

对于固定污染源对周边环境的影响，国家已出台《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天气条件下的污染物扩散模式，详细规定了评价过程和评价方法。

标准规定，环境影响评价内容为典型气象条件和长期气象条件下，项目排污对周边环境的影响和环境质量达标情况分析，因此在实际工作中，很少分析极端气象条件下目标区域环境质量状况。由于固定污染源排放标准是在综合考虑经济效益和环境需求的基础上，充分利用环境容量的妥协结果，其排放浓度限值远大于环境空气质量标准要求，因此一旦出现不利于污染物扩散的极端情况，就会加大环境质量超标风险，给后期管理工作带来隐患。

2 研究内容

影响污染物迁移、扩散的因素很多，包括地形、地貌、气象参数、大气稳定度和天气现象等。例如风速直接决定了污染物的迁移速度，风力越大越有利于污染物稀释扩散；山谷、盆地等地形由于不利于空气流通，污染物难以扩散，易发生污染事故；降水会以溶解、吸附、碰撞等方式将部污染物从气相中分离出来，直接减轻甚至消除污染；逆温层发生后，会形成一种极其稳定的空气层，就像锅盖一样笼罩在近地层的上空，严重地阻碍空气的对流运动，导致近地层空气中的污染物无法扩散，从而加重大气污染。

在各类影响因素中，风速直接决定了污染物迁移速度，并且具备波动大、不稳定等特点，对污染物浓度影响很大。各类颗粒物执行标准中，《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，如果以该标准为基础进行评价仍然存在风险，说明该风险存在普遍性，需要引起高度重视。

因此，本次实验选定研究内容为：对于一个排放颗粒物的固定污染源，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果出现小风、静风极端天气条件，该污染源周边环境空气质量的达标状况。

3 实验数据

除锅炉等设施外，排放颗粒物的固定污染源大多处于常温常压状态。因此本次实验假设废气常温排放、废气流速有限、忽略热抬升高度，用平原地区最常用的高架点源扩散模型进行计算，确定固定污染源排污满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）新污染源二级标准限值时，不同大气稳定度、不同排污高度下最大落地点位置和浓度。根据工作需要，分为风模式、小风模式和静风模式3种类型进行研究，具体实验数据分别为：①有风模式。有风模式适用于风速不小于1.5 m/s的气象条件。由于风速越大越有利于污染物扩散，因此选用最不利的1.5 m/s风速，计算不同情况下最大落地点浓度。②小风模式。有风模式适用于风速在0.5～1.5 m/s之间的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平1.5 m/s风速作为控制条件，计算不同情况下最大落地点浓度。③静风模式。静风模式适用于风速不大于0.5 m/s的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平0.3 m/s风速作为控制条件。由于此模式下最大落地点会出现在污染源附近，并且多数情况下排气筒距厂界不超过50 m，因此除计算碳黑尘排放速率刚好达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）新污染源二级标准限值时，不同情况下最大落地点浓度外，还要计算污染源下风向50 m处污染物的浓度。

各种模式计算结果如表1所示。

4 数据分析

计算结果显示，在有风模式下，最大落地点浓度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之间。用PM2.5的环境空气质量24 h均值二级标准（0.075 mg/m3）进行评价，15 m、20 m高的排气筒由于排放总量小，不会导致环境质量超标，30 m、40 m高的排气筒由于排放总量大，可能会引起超标现象。用PM10的24 h均值二级标准（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）评价，任何情况均不会超标。在实际情况中，由于污染源排放的颗粒物不可能全是PM2.5，因此引起超标的可能性很低。

在小风模式和静风模式下，污染物浓度严重超标，最大落地点浓度甚至能达到12.560 3 mg/m3，超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）几十倍。

5 结束语

试验结果显示，对孤立的、排放颗粒物的固定污染源来说，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果处于风速不小于1.5 m/s的有风模式下，基本不会导致周边环境空气超标。在风速不足1.5 m/s的小风模式和静风模式下，其最大落地点的颗粒物浓度能超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准几十倍，会严重影响环境空气质量。

由于《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，因此这类固定污染源会对环境空气产生很大的影响，需要引起高度重视。

参考文献

[1]白洋，刘晓源.“雾霾”成因的深层法律思考及防治对策[J].中国地质大学学报（社会科学版），2013（6）.

[2]吴庆梅，张胜军.一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J].气象与环境科学，2010.（1）.

[3]钱峻屏，黄菲，黄子眉，等.汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征分析[J].热带地理，2006（4）.

〔编辑：王霞〕

摘 要：关于固定污染源对周边环境的影响，国内已经拥有比较完善的评价技术。但在相关标准中，没有对极端条件下的环境质量作出评价要求。为解决这一问题，需要对固定污染源进行二次评估，分析静风等极端条件下污染源对周边环境的影响。

关键词：固定污染源；颗粒物；静风；环境

中图分类号：X820.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0157-02

近几年，我国中东部地区出现了长时间和大范围的雾霾天气，严重影响了人民群众身体健康。空气中存在的大量霾粒子会使大气混浊，造成视野模糊并导致能见度降低，当水平能见度小于10 km时，就会出现霾或雾霾天气，因此控制颗粒物排放是治理雾霾的根本方法和首要任务。为实现这一目标，需要详细评估污染源对周边环境的影响。

1 研究现状

对于固定污染源对周边环境的影响，国家已出台《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2—2008），指出了不同地形和天气条件下的污染物扩散模式，详细规定了评价过程和评价方法。

标准规定，环境影响评价内容为典型气象条件和长期气象条件下，项目排污对周边环境的影响和环境质量达标情况分析，因此在实际工作中，很少分析极端气象条件下目标区域环境质量状况。由于固定污染源排放标准是在综合考虑经济效益和环境需求的基础上，充分利用环境容量的妥协结果，其排放浓度限值远大于环境空气质量标准要求，因此一旦出现不利于污染物扩散的极端情况，就会加大环境质量超标风险，给后期管理工作带来隐患。

2 研究内容

影响污染物迁移、扩散的因素很多，包括地形、地貌、气象参数、大气稳定度和天气现象等。例如风速直接决定了污染物的迁移速度，风力越大越有利于污染物稀释扩散；山谷、盆地等地形由于不利于空气流通，污染物难以扩散，易发生污染事故；降水会以溶解、吸附、碰撞等方式将部污染物从气相中分离出来，直接减轻甚至消除污染；逆温层发生后，会形成一种极其稳定的空气层，就像锅盖一样笼罩在近地层的上空，严重地阻碍空气的对流运动，导致近地层空气中的污染物无法扩散，从而加重大气污染。

在各类影响因素中，风速直接决定了污染物迁移速度，并且具备波动大、不稳定等特点，对污染物浓度影响很大。各类颗粒物执行标准中，《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，如果以该标准为基础进行评价仍然存在风险，说明该风险存在普遍性，需要引起高度重视。

因此，本次实验选定研究内容为：对于一个排放颗粒物的固定污染源，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果出现小风、静风极端天气条件，该污染源周边环境空气质量的达标状况。

3 实验数据

除锅炉等设施外，排放颗粒物的固定污染源大多处于常温常压状态。因此本次实验假设废气常温排放、废气流速有限、忽略热抬升高度，用平原地区最常用的高架点源扩散模型进行计算，确定固定污染源排污满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996 ）新污染源二级标准限值时，不同大气稳定度、不同排污高度下最大落地点位置和浓度。根据工作需要，分为风模式、小风模式和静风模式3种类型进行研究，具体实验数据分别为：①有风模式。有风模式适用于风速不小于1.5 m/s的气象条件。由于风速越大越有利于污染物扩散，因此选用最不利的1.5 m/s风速，计算不同情况下最大落地点浓度。②小风模式。有风模式适用于风速在0.5～1.5 m/s之间的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平1.5 m/s风速作为控制条件，计算不同情况下最大落地点浓度。③静风模式。静风模式适用于风速不大于0.5 m/s的气象条件。为保证计算结果代表性，本次实验取平均水平0.3 m/s风速作为控制条件。由于此模式下最大落地点会出现在污染源附近，并且多数情况下排气筒距厂界不超过50 m，因此除计算碳黑尘排放速率刚好达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）新污染源二级标准限值时，不同情况下最大落地点浓度外，还要计算污染源下风向50 m处污染物的浓度。

各种模式计算结果如表1所示。

4 数据分析

计算结果显示，在有风模式下，最大落地点浓度在0.013 7～0.149 5 mg/m3之间。用PM2.5的环境空气质量24 h均值二级标准（0.075 mg/m3）进行评价，15 m、20 m高的排气筒由于排放总量小，不会导致环境质量超标，30 m、40 m高的排气筒由于排放总量大，可能会引起超标现象。用PM10的24 h均值二级标准（0.15 mg/m3）和TSP的24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）评价，任何情况均不会超标。在实际情况中，由于污染源排放的颗粒物不可能全是PM2.5，因此引起超标的可能性很低。

在小风模式和静风模式下，污染物浓度严重超标，最大落地点浓度甚至能达到12.560 3 mg/m3，超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准（0.3 mg/m3）几十倍。

5 结束语

试验结果显示，对孤立的、排放颗粒物的固定污染源来说，当其排放浓度和排放速率刚好满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）中炭黑尘、染料尘的新污染源二级标准时，如果处于风速不小于1.5 m/s的有风模式下，基本不会导致周边环境空气超标。在风速不足1.5 m/s的小风模式和静风模式下，其最大落地点的颗粒物浓度能超过TSP的环境空气质量24 h均值二级标准几十倍，会严重影响环境空气质量。

由于《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）适用范围最广，该标准中又以炭黑尘、染料尘的标准限值最低，因此这类固定污染源会对环境空气产生很大的影响，需要引起高度重视。

参考文献

[1]白洋，刘晓源.“雾霾”成因的深层法律思考及防治对策[J].中国地质大学学报（社会科学版），2013（6）.

[2]吴庆梅，张胜军.一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J].气象与环境科学，2010.（1）.

[3]钱峻屏，黄菲，黄子眉，等.汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征分析[J].热带地理，2006（4）.

〔编辑：王霞〕