AERMOD模型在广东某工业园区大气规划环评中的应用分析

徐涛英

（肇庆高新区生态环境监测站，广东 肇庆 526238）

我国的城镇化和工业进场不断深入，同时也产生了一系列的生态环境问题。如部分区域大气中有机物含量持续上升，引起了较为明显的大气环境问题，严重影响了当地居民的生活质量[1-3]。除了对生态环境有影响，工业排放的可挥发性有机物也会对长期接触的人体造成一定的危害作用[4]。因此，为了保障人们的生活质量，减少大气中污染物含量，改善大气环境质量，建立完善的防治措施，对于维护人们健康和生活质量是十分有必要的。园区往往存在一些类似的现象，如污染源多、受地形和气候影响较大。所以在对园区大气环境进行监测和评价时，需要充分考虑相关因素的影响。但由于园区内产业的性质不同会造成一定的差异性，如污染物类型多样、园区条件不一等等都会对实际大气环境监测造成较大难度。

随着国家大力治理大气环境，根据不同的工业园区性质，采取了相对应的防治措施，进而逐渐形成了一系列的防治方法。因此，通常情况下，大气环境容量会通过选择一个与实际情况较为吻合的模型进行测算，然后统计污染物类型和总量，从工业园区的现状和未来估算这两个方面，综合分析出治理措施和建议。在工业园区运用大气环境影响评价，为了确保影响评价效果的严谨性和准确性，在确认预测模型时，应做好充分的资料收集和分析工作，选取出符合实际情况的预测模式。空气质量模型测算出的结果较为准确且直观，因此广泛应用于各种类型的产业园区的规划环评中。园区大气环境影响预测与评价流程见图1。

本研究以广东某工业园区为例，在评估园区对周边区域大气环境影响的过程中，采用了空气模型进行预测。通过模型主要研究了VOCs的影响，根据区域环境容量，评价了工业园区的大气环境评价，分析了大气污染物排放影响并为园区后期防治措施提供了一定的参考。

1 工业区大气环境容量核算方法概述

目前，A-P值法、模型模拟法和B-模型模拟法等是工业园区核算大气环境容量的主要方法[5]。

A-P值法是基于箱式模型原理建立起来的，具有简单、方便的优点。根据建立环境质量和排放源的响应关系，求出大气环境容量。但是该方法仅适用于处理大气环境处于环境容量线性的情况，是一种理想的工业园区环境。因此可能会受到线性假设的制约，实际情况往往较为复杂，存在较大的局限性，无法处理非线性特征的大气污染问题。

当污染源排放的空间和行业分布特征不明显时，模拟法更为准确有效，一般采用ADMS，AERMOD模型进行核算，ADMS和AERMOD在范围小于50 km的时精度更高。

目前，工业园区入驻的企业排放的大气污染物较多，可能会对周边的小区和学校造成一定的危害和影响。因此，对工业园区进行大气环境评估和影响预测是十分有必要的。同时为工业园区后期建设和规模调整方向提供参考依据，为工业园区大气环境改善措施提供指导左右作用。

工业园区内目前已建成的企业有6家，且都有扩建计划。根据工业园区现状，拟建的DMF排放源的排放空间和分布处于理想状态。本文通过AERMOD模型法分析污染源类型，核算出大气环境容量值，并工业污染源、交通污染源等影响进行预测，确保对周边一定范围内的影响降到最低，维护工业园区附近居民良好的大气环境。

2 AERMOD模型简介

环境影响评价AERMOD模型为大气扩散预测模型，是大气预测中使用最广泛的模型。当污染物的浓度服从高斯分布时，可假定模型为一种稳态烟羽模型。为了分析污染源在不同时期的分布状态，可以把扩散理论作为出发点进行研究[7]。

进行大气环境影响预测时，该模型的预测结果的影响因素较多。如污染源参数、地表参数等等会对大气环境影响预测结果造成一定的影响，引起结果的精确性问题。选取AERMOD模型预测大气环境影响的重要原因，是该模型可以针对不同的污染源进行预测，同时支持多种污染源同时分析的功能。因此，AERMOD 模型支持多种污染源共同分析的功能是非常重要的。实际情况中污染源的类型多种多样，不同类型污染源的扩散方式、速度等均有一定的差异。扩散模型、气象数据预处理器和地形数据预处理器是AERMOD模型系统的结构中非常重要的3个独立的部分，AERMET气象预处理和AERMAP地形预处理模式，是最重要的两个预处理模式。

由于不同类型的工业园区的规模、性质存在一定的差异性，对资源的消耗和污染物排放的量差异很大，在规划环评的大气环境影响趋势预测时，往往会出现一些不确定因素，这些因素可能会造成预测结果的不准确甚至不合理。因此，一般在建立模型时，需要根据工业厂区实际情况，收集必需的参数，才能满足模型运行要求。该模型需要输入气象、大气污染物排放源、地形等等运行参数[8]。其中，污染源参数、气象和地形参数是最重要的点源参数。地理坐标及DEM 文件可以通过评价区域网格点或任意点的，利用园区实际地质条件划分土层类型确认地形参数。

3 AERMOD模型参数的选取和设定

模型参数选取是保证工业园区现状分析和预测结果科学性、合理性的基础，因此在对大气环境影响评价前应提供充分且有效的数据。

3.1 气象参数

研究表明，气象参数的数量繁多，其中影响污染物扩散的主要因素有大气稳定性、风速等等。高空气象数据应为距离项目最近的区域常规高空气象探测站数据。通过AERMOD模型中的AERMET气象处理模块计算所需边界参数，将测量数据传递给AERMOD进行预测，如估算风速、温度的廓线等等。地面风向和风频等参数采用当地气象站近20年的数据。

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3.2 基础数据

3.2.1 地形参数

对AERMOD模型的预测结果影响较大的因素是地形参数，土地类型的差异对预测结果影响程度不同，会造成预测结果的差异性。由于工业园区的地形条件的多样性，所以在地形参数的选取过程中。由于AERMOD模型仅考虑2种极限状态，即水平烟羽和在垂直方向上的烟羽。地形参数选取15 kmx15 km，90 m分辨率地形高程数据通过评价地形数据srtm文件由系统生成。

3.2.2 网格设置及环境空气保护目标

本研究以工业区红线外延5 km，园区内一公司工业废气排气筒为中心点，边长12 km×12 km的矩形范围内的3个小区和1个学校，作为此次大气环境预测的环境空气保护目标。

3.3 污染源类型

选取AERMOD模型预测大气环境影响的重要原因，因为该模型可以针对不同的污染源进行预测，具有支持多种污染同时分析的功能。园区内产业的性质不同会造成一定的污染差异性，如污染物类型多样、园区条件不一等都会对实际大气环境监测造成较大难度。单一考虑排放方式会对结果造成一定的误差。因此，AERMOD模型支持多种污染源共同分析的功能是非常重要的。实际情况中污染源的类型多种多样，不同类型污染源的扩散方式、速度等等均有一定的差异。园区中污染物往往是点源、面源、体源交错排放。

通过监测和收集工业园区的排放污染物数据资料，分析出该园区排放的污染物主要为VOCs。本文以VOCs作为评价因子方便预测分析，研究参数变化对预测结果产生的影响。

3.4 DMF排放源

按现有园区内未利用地的80%、90%、100%负荷扩建时核算排放量进行分析预测，具体情况如表1所示。

3.5 预测方案

污染物排放的影响在不同规划期程度有所不同，因此本方案分别对处于不同规划期的大气环境进行影响预测。然后根据当地的环境质量标准，确定大气环境容量值。依据核算值作为基础，提出科学合理的建议，用于工业园区后期规划工作和防治措施。将收集到的该园区VOCs污染源强数据、气象地形数据等输入到Aermod模型分别建立相应的预测方案。根据现有园区企业已建成的DMF排污情况对DMF排放源影响、工业污染源影响和交通污染源对园区所在区域大气环境预测结果影响，进行预测。

4 预测结果与分析

4.1 DMF排放源影响预测

采用AERMOD模型进行预测后，各环境空气保护目标叠加背景浓度后的预测结果如表2所示。

表2 DMF排放源对典型环境空气保护目标预测结果

由表2可知，预测值随着DMF排放量的增减而成比例增减。各环境空气保护目标的预测值与DMF排放量在排放源位置分布固定在现有厂区内拟扩建源位置时，存在明显的线性关系。

4.2 工业污染源影响预测

预测表明，规划近期和规划远期该工业园区中主要污染物VOCs 的日均最大浓度贡献值占评价标准的8.62%。

规划近期和规划远期该工业园区中主要污染物VOCs的年均浓度最大贡献值占标率分别为3.49%。

通过分析可以发现，园区工业污染源的污染贡献值未超过标准。工业排放的可挥发性有机物也会对长期接触的人体造成一定的危害作用。在分析过程中不仅需要确定污染物的排放量，还应该根据实际情况，提出相对应的防治措施。当对园区内产业结构的类型进行调整，筛除能耗高、高污染的企业，园区的大气环境质量得到明显好转。由此可见工业污染对大气环境的影响很大，提高低能耗、低排放量的企业数量可有效减少大气中污染物的含量浓度。

4.3 交通污染源影响预测

预测结果表明，规划远期机动车对大气环境的影响明显降低，交通源的贡献仍然不能忽视，DMF排放量降低。因此，为了保持人们的生活质量，减少大气中污染物含量，改善大气环境质量，建立完善的防治措施，维护人们健康和生活质量是十分有必要的。该园区需要持续不断地推动绿色环保的出行方式，优化居民出行结构，节能减排。

4.4 规划期大气环境影响分析

评估规划近期（2022年）和规划远期（2030年）园区产业调整对该工业园区乃至整个区域空气质量的影响可以利用CMAQ模式将现状作为基准情景。预测表明，规划近期随着减排力度的加大，大气中VOCs 浓度的降低使得通过化学反应生成的衍生物浓度明显下降。

5 结语

我国的城镇化和工业进场不断深入，极大地促进了经济增长和产业园区的建设，但是同时也产生了一系列的生态环境问题。开展工业园区规划环评工作，应以改善环境质量为目标，有利于促进生态效益提升，提高工业园区的环保性。本研究以广东某工业园区为例，在评估园区对周边区域大气环境影响的过程中，采用了空气模型进行预测。通过模型主要研究了VOCs的影响，发现当工业区污染源的空间分布固定时，区域的环境容量与排放企业的排放量存在明显线性关系；工业污染源和交通源仍然不能忽视，它为园区后期防治措施提供了一定的参考，但气象数据采集难度较大。因此，要发挥该模型的应有价值，还需要进一步加大研究力度。