地表参数选取对大气环境影响预测结果的影响

谭　娟，杨永宏，丁祖高

(1.云南省环境工程评估中心，云南 昆明 650032；2.云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034)

地表参数选取对大气环境影响预测结果的影响

谭娟1，杨永宏1，丁祖高2

(1.云南省环境工程评估中心，云南 昆明 650032；2.云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034)

摘要：采用实际案例进行预测，分析不同地表参数选取情况下对大气环境影响预测结果的影响，研究结果表明：各污染物最大落地浓度占标率的变化程度在0.045%～27.04%，地表参数的选取对大气环境影响预测结果有一定影响，环评预测时应当选择合适的地表参数才能真实、客观地反映环境影响程度。

关键词：环境影响评价；大气预测；地表参数；预测影响

1研究背景

大气环境影响预测是环境影响评价的重要组成部分，根据《HJ 2.2-2008环境影响评价技术导则 大气环境》[1]的相关要求，对于大气环境影响评价工作等级为二级以上的建设项目，需采用进一步预测模式对大气污染源进行环境影响预测和评价，导则中推荐的进一步预测模式主要包括AERMOD、ADMS、CALFULL三种，而在日常环境影响评价工作中，较普遍使用的是AERMOD模式系统。

AERMOD模式系统属于稳态烟羽扩散模式，适用于大气评价范围≤50km的建设项目的一、二级评价，可用于模拟大气污染源(包含点源、面源、线源、体源)的年平均、日平均和小时平均浓度分布情况。该模式不仅适用于农村地区，也适用于城市区域，对于建设项目所处的简单地形、亦或复杂地形均能开展环境影响程度的直观演示。

通过多年的大气环境影响评价工作开展情况，笔者发现当预测参数，如污染源强、气象参数、区域地形条件、地表特征等因子选取发生变化时，大气环境影响预测的结果会出现明显偏差。本研究采用实际案例进行预测，分析不同地表参数选取情况对大气环境影响预测结果的影响，进而提出完善环境影响评价结果的建议和措施。

AERMOD模式系统中的地表参数主要为地表反照率、波文比及地表粗糙度三种，是决定机械湍流和边界层稳定性的重要因子[2]。实际预测过程中，通过地表类型及地表湿度的选择，可以得出项目区各个时段、各个扇区的地表特征参数，据此可计算项目区大气污染物的湍流扩散过程。

2案例分析

某公司拟新建一个铜渣处理与综合利用项目，选址位于该县工业园区A片区的B村西侧，生产规模为年处理含铜废渣96万t，建成年产铜精矿(含铜12%)2万t、铁精粉41.95万t、氧化铅锌4万t、建材(加气混凝土、蒸压砖)75万t的生产线。

项目主要包括浮选系统和尾渣处理系统，建设内容主要有原料运输系统、磨矿车间、浮选车间、精矿浓缩压滤车间、尾渣脱水车间、回转窑车间、磁选车间、建材车间等，同时配备相应的供排水系统、脱硫系统、除尘系统、污水处理站等。

根据工程分析，项目有组织废气排放源主要为浮选系统原料配料废气(G1)、煤粉制备工段除尘废气(G2)、回转窑各原辅料配料除尘废气(G3)、回转窑烟气(G4)、回转窑窑渣出渣以及冷却废气(G5)和建材车间上料、球磨及车间废气(G6)，分别经除尘(G1、G2、G3、G5、G6)和除尘脱硫(G4)后经烟囱排放，共设置不同高度、不同直径的烟囱6个；无组织废气主要为两部分，一部分为原料上料、配料过程中未被设置的集气罩收集的粉尘，另一部分为原料在转运工序过程中，特别是在建材车间转运过程中产生的无组织排放粉尘。

项目产生的大气污染因子主要有常规污染物烟(粉)尘、SO2、NOx以及特征污染物Pb、As、Zn、Cd，周边的环境空气保护目标中距离厂界最近的为东北10m处的B村，共计48户、165人，其余环境空气保护目标均距离厂界>1.2km。

项目位于该县工业园区的A片区，大气评价范围内的工业企业主要从事石灰石开采和饲料添加剂、钛白粉的生产，大气污染物主要为SO2、NOx，排放量相对较少。

3预测方案

项目距离该县气象站<50km，常规气象资料使用该气象站提供的2013年地面气象资料，包含2013年全年逐日的风向、风速、气温、总云量、低云量资料；高空气象资料采用AERMOD预测软件自带的临近50km范围内C市某站点的高空气象资料。

根据拟建项目废气排放特点，正常排放情况下预测因子为SO2、NO2、PM10、砷、铅、镉。预测内容主要针对2013年全年逐次小时气象条件下，环境空气保护目标、评价范围内的最大地面小时浓度、最大地面日平均浓度以及最大地面年平均浓度，并分别绘制典型小时平均浓度等值线分布图、典型日平均浓度等值线分布图和年均浓度等值线分布图。

预测模式采用石家庄环安科技公司开发的AERMOD大气预测软件，模式系统包括AERMOD(大气扩散模型)、AERMET(气象数据预处理器)和AERMAP(地形数据预处理器)。

预测模式相关参数选取：①在计算平均浓度时，不考虑SO2的化学转化；②地形参数按云贵地区地形格栅(Grid)文件生成模型所需的数字高程(Dem)文件，其中经AERMAP处理的范围为9.1km×12.5km；③背景浓度采用现状监测浓度，小时平均浓度叠加现状监测的小时浓度最大值，日平均浓度相应叠加现状监测的日均浓度最大值。

针对地表参数选择，本研究提出两个地表参数选取方案分别进行预测。

方案一：考虑到项目区为工业园区，将地面分扇区数设置为1，扇区的地表类型定义为城市，根据扇区所对应的地表类型生成地表参数，粗糙度按照AERMET通用地表类型选取。

方案二：考虑到该工业园开发强度不高，项目区周边土地利用现状主要为耕地，将地面分扇区数设置为4，分别为0～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°，并将0～90°、90°～180°扇区的地表类型定义为耕地，180°～270°扇区的地表类型定义为城市，270°～360°扇区的地表类型定义为针叶林，然后根据扇区所对应的地表类型生成地表参数，粗糙度按照AERMET通用地表类型选取。

4预测结果

根据预测方案，本研究对SO2、NO2、PM10、砷、铅、镉6种大气污染物的环境影响分别进行了预测，本文重点选取SO2的小时浓度、日均浓度、年均浓度预测结果和典型小时、日、年平均浓度等值线分布图进行直观分析。

方案一预测的结果显示：该项目SO2小时、日均最大落地浓度叠加背景值后分别为0.33687mg/m3、0.05321mg/m3，占标率分别为67.37%、35.47%，SO2年均浓度贡献值为0.01094mg/m3，占标率为18.24%。SO2小时平均、日均和年均最大浓度均符合《GB3095-2012环境空气质量标准》二级标准要求。

方案二预测的结果显示：该项目SO2小时、日均最大落地浓度叠加背景值后分别为0.39386mg/m3、0.09376mg/m3，占标率分别为78.77%、62.51%，SO2年均浓度贡献值为0.01045mg/m3，占标率为17.42%。SO2小时平均、日均和年均最大浓度均符合《GB3095-2012环境空气质量标准》二级标准要求。

从预测结果看，两个方案预测的污染物浓度均未超出环境质量标准限值，预测污染因子占标率的差值范围在0.045%～27.04%。单个大气污染因子占标率的变化情况虽无规律可循，但当地表参数选取发生变化时，会对大气环境影响预测结果造成明显改变。

由于项目厂界距离最近的敏感点B村仅有10m，因此本研究考虑了各大气污染物对该环境空气保护目标的影响程度，本文重点从SO2的预测结果来进行分析。

表1　大气环境影响预测结果

注：位置以项目G4排气筒为原点参照。

为更好地反应其他大气污染物的预测结果，本文采用数据对比的方式进行分析，具体预测结果如表1所示。

方案一中该保护目标的1h平均浓度预测值为0.02249mg/Nm3，占标率为4.4981%；日平均浓度预测值为0.01112mg/Nm3，占标率为7.41273%；年均浓度贡献值为0.00088mg/Nm3，占标率为1.4627%。该保护目标处的SO2浓度满足《GB3095-2012环境空气质量标准》二级标准要求。

方案二中该保护目标的1h平均浓度预测值为0.02264mg/Nm3，占标率为4.527%；日平均浓度预测值为0.01094mg/Nm3，占标率为7.29002%；年均浓度贡献值为0.00087mg/Nm3，占标率为1.447%。该保护目标处的SO2浓度满足《GB3095-2012环境空气质量标准》二级标准要求。

为更好地反应该敏感点处其他大气污染物的预测结果，本文采用数据对比的方式进行分析，具体预测结果如表2所示。

表2　保护目标处的大气环境影响预测结果

注：位置以项目G4排气筒为原点参照。

从建设项目对临近的环境保护目标的影响程度来看，两种方案预测的结果偏差不大，占标率均在同一个整数左右摆动，占标率差值范围在0～0.39897%。单个大气污染因子占标率的变化情况虽无规律可循，但当地表参数选取发生变化时，会对大气环境影响预测结果造成一定影响。

通过将近距离保护目标处的预测结果偏差范围和评价范围内最大落地浓度预测结果偏差范围进行比对可知，该典型案例中，地表参数选取对近距离保护目标处的环境影响预测结果的改变不明显。

本研究所列典型案例分析结果虽未出现超标现象，但部分预测因子的占标率明显提高，不排除其他建设项目在进行大气环境影响预测地表参数选取发生变化时，存在预测结果超标的情况。

5研究结论及建议

在大气环境影响评价过程中，地表参数的选取不同会直接导致AERMOD模式中地表反照率、波文比以及地表粗糙度的取值发生变化，进而影响大气环境影响预测的结果。

本研究通过对不同地表参数选取情况下的大气环境影响进行预测后发现，地表参数选取对近距离保护目标处的环境影响预测结果的改变不明显，但对评价范围内最大落地浓度的环境影响预测结果的改变较明显，地表参数的选取不排除会导致预测结果在超标与不超标的界线间摆动。因此建议在进行大气环境影响预测和技术复核时，应当慎重选择地表参数，结合项目区现场踏勘的实际情况，选用符合现场特征的地表类型，进而真实、客观地反映环境影响预测结果，为环保行政主管部门提供有力的决策咨询意见。

由于预测软件提供的地表类型选择范围较窄，当实际工作中对地表类型选取存在疑虑时，应积极查阅相关文献资料，采用多次模拟和试验的方式将模拟结果和实测结果进行反复比对，从而得到较为合适的地表参数，用于环境影响评价结果的准确反应。

参考文献：

[1]国家环保部．HJ2.2-2008 环境影响评价技术导则—大气环境[S].

[2]丁飒,丁亚,孔杉.地表参数对AERMOD模型预测浓度精确度的影响[J]. 安徽农业科学, 2011，39(34):21221-21223，21313.

Impacts of Land Surface Parameters on Predicting the Atmospheric Environmental Impact

TAN Juan1，YANG Yong-hong1，DING Zu-gao2

(1.Yunnan Provincial Appraisal Center of Environmental Engineering, Kunming Yunnan 650032, China)

Abstract：Atmospheric prediction is the most important part of environmental impact assessment, and the selection of predicted parameters would influence the result of the atmospheric environmental impact prediction. This study compared the effects of various land surface parameters on environmental impact predictions, and found that the maximum ground concentration of pollutants has changed 0.045%～27.04%，which indicated that land surface parameters would influence the prediction results. Therefore, the suitable selection of parameters would more objectively reflect the actual environmental impact.

Key words：environmental impact assessment; atmospheric prediction; land surface parameters; prediction and impact

收稿日期：2015-12-30

作者简介：谭娟(1985-)，女，汉族，湖北秭归人，工程师，硕士，主要从事环境影响技术评估工作。

中图分类号：X823

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2016)04-0047-05