大气环境容量核算有关问题探讨

第 37卷第 l0期 2012年 10月 环境科学与管理 ENVnt0NMENTAL SC砸 NCE AND ⅣIANAGEM哐NT Vo1．37 No．1O Oct．2012 文章编号：1674-6139(2012)10-0008-03 大气环境容量核算有关问题探讨 姚立英 ，-，张继东 ，王伟 ，白文娟 ，黄浩云。 (1．天津市环境保护科学研究院，天津市大气污染防治重点实验室，天津 300191；2．河北工业大学，天津 300130 3．天津市汇峰7-程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 咨询有限公司，天津 300384；4．天津市联合环保7-程设计有限公司，天津 300191) 摘 要：大气环境容量核算是实现目标总量向容量总量管理过渡的关键，综述中国环境容量核算和管理应用的 概况，得出中国大气环境容量核算没能有效地服务于环境管理的原因包括核算技术 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 不支持长期总量控制、 污染源数据及气象数据的可获得性影响核算的准确性、复合污染突出情况下容量核算难度加大；提出大气环境 容量核算是一项长期的系统性工作，要积累污染源和气象资料，加强细粒子和氮氧化物污染机理的研究。 关键词 ：大气环境容量；总量控制；环境管理 中图分类号 ：X823 文献标识码：A Study OI1 Calculation of Atmospheric Environment Capacity Yao Liying ，Zhang Jidong。，Wang Wei ，Bai Wenjuan ，Huang Haoyun (1．Tianjin Academy of Environmental Science，Tianjin Air Pollution Control Laboratory，Tianjin 300191，China； 2．Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China； 3．Tianjin Hui—feng Project Design&Consultation Co．，Ltd．，Tianjin 300384，China； 4．Tianjin United Environmental Protection Engineering Design Co．，Ltd．，Tianjin 300191，China) Abstract：The reasons that caused atmosphere environmental capacity calculation failed to serve the environmental manage— ment effectively include technical methods cannot support long—term total capacity control，the availability of pollution sources data and meteorological data affects the calculation accuracy，the difficulty of calculation increase with the complexity of pollution． The promotion of atmospheric environment capacity calculation is a long and systematic work，which need accumulation of meteor— ological data，as well as strengthening the researches on pollution mechanisms of fine particles and nitrogen oxide． Key words：atmospheric environmental capacity；total capacity control；environmental management 环境容量是指某一区域内环境对人类活动造成 影响的最大容纳量。大气、水、土地、动植物等都有 承受污染物的最高限值，就环境污染而言，污染物存 在的数量超过最大容纳量，这一环境的生态平衡和 正常功能就会遭到破坏。大气环境容量是指对一定 的区域，根据其 自然净化能力，在特定的污染源布局 和结构条件下，为达到环境目标值，所允许的大气污 染物最大排放量⋯。 大气环境容量是制约中国经济发展的重要环境 因素之一，环境容量核算是实现目标总量向容量总 量管理过渡的关键。国家环保总局 自“十五”期间 收稿日期：2012—07—27 作者简介：姚立英(1975一)，女，高级工程师 ，在读博士，研究方向为 环境管理。 · 8 · 推动 113个环境保护重点城市进行容量核算以来， 大气环境容量核算在各地区进行了大量的实证研究 和探讨。本文在详细地分析中国大气环境容量核算 工作进展及方法研究的基础上，指出大气环境容量 核算中面临的主要问题，并提出对策。 1 中国开展环境容量核算工作情况 从“九五”开始，中国开始实行《全国主要污染 物排放总量控制 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 》，为了更合理地制定总量控 制目标和控制战略，使有限的环境容量资源得到合 理的利用，促进污染物排污许可证制度的落实，为 “十一五”城市环境保护规划提供技术支持，2003年 国家环保总局要求以城市为单位开展环境容量测算 工作，发布了《城市大气环境容量核定工作 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 》， 万方数据 第 37卷第 l0期 2012年 1O月 姚立英等 ·大气环境容量核算有关问题探讨 Vo1．37 No．1O Oct．2012 提出了环境容量测算的基本要求、基本方法、技术路 线和主要内容等 。 该项工作要求对全国 1 13个环境保护重点城市 展开大气环境容量核算，于 2003年启动 2004年完 成，把 1 13个城市根据区域大小、地形复杂程度兼顾 经济发展水平和污染程度划分成四类，并推荐了不 同的核算方法。 但是在“十一五”规划和排污许可证制度的落 实中，本次环境容量核算的成果并没有得到应用， “十五”期间的环境容量核算的结果只是基准年污 染源布局、排放方式、环境控制点下的环境容量，随 着城市用地扩张，工业布局的调整，集中供热的发展 及排污方式的变化，区域的大气环境容量也动态变 化；而且容量的核算难以与单个污染源的排放总量 挂钩，尤其是与新开发区域、新增污染源挂钩，所以， 在“十一五”环保规划的编制及总量控制管理的过 程中并没有将上述结果进行应用；同时，“十一五” 期间，环保部也没有组织各地区进行环境容量的核 算工作；而“十一五”中国的环境管理以 COD和二 氧化硫的总量控制为抓手，“十二五”仍然延续“十 一 五”的管理思路，总量控制增加了氨氮和氮氧化 物两种主要污染物【3 ；至此，环境容量作为一种管 理手段只是在“十五”期间进行了探索，由于技术不 成熟而被淡化。 2 大气环境容量核算的研究 大气环境容量核算的研究工作以下面三种形式 展开，一是核算的技术方法及应用研究，二是以具体 城市为基础开展大气环境容量核算及应用研究，三 是在区域环境影响评价及规划环境影响评价中进行 环境容量核算。具体的研究内容包括容量核算的技 术方法 、总量分配的技术方法。 2．1 容量核算的技术方法 大气运动没有边界，一定空间区域内外的污染 物互相传输、互相影响，鉴于气象条件和污染物排放 的复杂性，准确计算区域的大气环境容量十分困难， 在对边界条件进行一定的简化后，可借助数学模型 估算区域大气环境容量。在中国大气环境容量核算 中，城市建成区以应用多源模式为主，对于范围较大 的区域范围，超出了多源模式的适用范围，应用 A 值法进行容量测算。 A值法是基于箱模式发展起来的一种预测模 型，在国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 《制定大气污染物排放标准的技术 方法》(GBIT3840—91)中提出，该文件基于地形、气 候因素给出中国各地区容量控制系数 A值，由背景 浓度 、目标浓度和区域面积等参数计算出理想环境 容量，理想环境容量与污染源无关，适用于大的区域 范围。 AP值法首先利用 A值法计算出控制区的理想 环境容量，再利用P值法确定各个点源的允许排放 量。该方法较 A值法的特点是将容量与总量控制 挂钩，将A值法得到的容量作为目标约束值，反推 污染源的允许排放量。但该方法确定污染源排放量 是依据点源的落地浓度与烟囱有效高度的平方呈反 比，夸大了烟囱高度的扩散作用 j。 多源模型包括 ISC3模式、CALPUFF模式、AER— MOD模型、ADMS模型，这几种模式都需要详细的 气象资料、污染源资料，并需要进行参数的验证，涉 及的参数较多，获得参数具有一定的难度。优点是 能定量描述污染源与环境质量的关系，较准确地确 定一定的环境控制目标下各个污染源的允许排放 量。ISC3模式是定常高斯烟羽模式，适用的源包括 点源、体源、面源以及开放式堆源四种污染源，不适 用于线源；CALPUFF是三维非稳态拉格朗Et烟团扩 散模型，能模拟几十米到几百公里中等尺度范围，适 用范围大于50公里，特点是模拟静小风、薰烟、环 流、地形和海岸效应等非稳态情况下的扩散，并能评 估二次颗粒物浓度，但城市环境不推荐使用此模型， CALPUFF模式本身具有较强的复杂性，对计算数据 要求较高，而一些气象数据很难获取，如 CALMET 需要的数据至少包括每日逐时地面气象数据和一日 两次探空数据，而目前国内气象站一般只提供一日 四次地面气象数据。当某些气象数据缺失时， CALMET通过插值等技术估算风场、温度场、湍流场 等，降低了模型气象场的精确度，最终降低模拟结果 的精确度 ；AERMOD和 ADMS烟羽模型适用范围 小于等于5O公里，不适用于流场变化随着空间分布 变化比较大的情况。 2．2 总量分配的技术方法 将核算的大气环境容量应用于布局或经济规模 的优化，从技术方法上来看有等比例或平方比例削 减法、线性规划法 ]、遗传算法等 ]。等比例或平 方比例削减技术是常用的总量分配技术，不具有区 · 9 · 万方数据 第37卷第 10期 2012年 l0月 姚立英等 ·大气环境容量核算有关问题探讨 V0l_37 N0．1O 0ct．20l2 域优化特征；线性规划法以不同功能区的环境质量 为约束条件，以区域污染物排放量最大化为 目标函 数 ]，可以反应“排放源 一受体”的响应关系，并可 以在区域上对环境容量进行优化配置，因此得到了 广泛的应用，但该方法由于受到线性响应关系的制 约，一般不能处理非线性过程显著的二次污染问题； 遗传算法应用较少，贵州大学的陈淼以贵州省惠水 县长田工业项 目集中建设区SO 为例进行了有益的 探索。 2．3 环境容量核算的应用 长期以来大气环境容量核算以现状的城市或工 业区现有污染源的实证研究为主，逐步发展到待开 发区域的总量估算，并在区域开发的规划环境影响 中得到了较广泛的应用，环境容量核算的进一步应 用是以容量为约束对区域布局的规划和调整，环境 容量还没能有效地纳入到总量管理工作中。 3．2 基础资料 影响环境容量核算经度的一个重要因素是基础 资料的准确性和详尽性。如 CALPUFF模式本身具 有较强的复杂性，对计算数据要求较高，而一些气象 数据很难获取，如 CALMET需要的数据至少包括每 Et逐时地面气象数据和一 El两次探空数据，而 目前 国内气象站一般只提供一日四次地面气象数据。当 某些气象数据缺失时，CALMET通过插值等技术估 算风场、温度场、湍流场等，降低了模型气象场的精 确度，最终降低模拟结果的精确度。 3．3 复合污染问题 颗粒物、氮氧化物在环境中的演化机理复杂，复 合污染 日益突出，进行单项污染要素容量的核算，并 不能直接和环境质量和总量挂钩，而且各种模式对 各种污染物的协同影响没有考虑，不适应 日益复杂 的大气环境保护工作的需要。 3 中国环境容量核算存在的困难和问题 4 环境容量核算的相关建议 3．1 技术方法 环境容量由两类因素决定：一类是 自然因素，即 污染物在大气中的输送、扩散、干湿沉积以及各种化 学清除与转化过程等；另一类是社会因素，包括污染 源的布局、污染物的种类与排放方式、控制点的选 取、环境目标值的确定等 j。因此，虽然大气环境 容量是可以衡量和评价的，而人们用来判断和量化 的标准和方法是主观的。环境容量研究都是基于统 计方法来进行的，不能全面反映实际容量变化，而且 不同的模式核算的环境容量差异较大 。 在城区环境容量核算以多源模式为主，而多源 模式对污染源调查精度要求较高，对气象资料要求 严格，核算结果只能作为核算基准年的污染源布局、 污染源排放方式及特定气象条件下的最大值，并不 是区域所能容纳的最大污染物排放量。对于发展布 局变化较大发展方式变化较大的地区，用基准年的 资料核算出来的环境容量不具有普遍的指导意义。 在城市范围内(除建成区)的广大区域内，采用 A值法进行容量核算，该方法将气象条件简化，对区 域内变化频繁多样的气象难以简单描述，并假定空 间内污染物全部达到均匀混合的状态，与大气污染 物扩散情况脱离，并且由于做了均匀性假定，核算出 来的容量与区域内污染源的位置、高度等因素的环 境影响无关。 · 10· 在环境管理工作中，以环保部的行政总量及节 能减排为重点，从长远来看容量核算作为必要的研 究，应为总量控制和节能减排提供技术支持，为此要 储备容量研究的技术及资料。 (1)由于技术方法的不完善，迄今为止对环境 容量的探索都是集中在基于基准年数据的验证上， 没有能在环境容量、总量控制和质量控制之间建立 有效的联系。对于发展变化迅速地区污染源布局及 排放方式不能完全确定，长期的容量测算更是实际 意义不大，核算的环境容量难以服务于总量控制工 作。因此，环境容量不是一个常数，是一个动态变化 的量，开展环境容量的核算应该是一项长期的系统 性的工作 。 (2)作为环境容量核算必要条件的气象资料的 获得是个难点问题，应长远计划为容量核算积累必 要的地表逐时的气象资料、高空资料。 (3)如果将容量测算由二氧化硫和可吸入颗粒 物扩展到细粒子和氮氧化物，应加强细粒子和氮氧 化物污染机理的研究，尤其是加强细粒子来源的 解析。 5 结论 改善环境质量是总量控制的目的，为了到 2020 年全面实现小康社会的环保要求， (下转第23页) 万方数据 第 37卷第 l0期 2012年 1O月 曹宇等 ·榆林市环境信息综合办公一体化的设想 Vo1．37 No．1O 0et．2012 过与地理信息系统查询集成 ，从而实现报表、统计 图和地图的综合表达。在 C／S和 B／S相结合的模 式下 ，业务人员可以在环保大楼 内通过 C／S的模 式或是在楼外通过 Internet，在 自己的权限范围内 查询动态信息与实时数据。 3 结语 EIS—OA一体化正处于设想阶段，它本身是个 复杂且耗资巨大的信息系统，其需要支撑的技术还 没有完全成熟，但随着计算机应用技术的发展，EIS — OA一体化系统必将具有更加强大的功能和推 广，为“数字环保”战略的实现发挥巨大作用，为经 济高速发展的榆林，在保持经济、资源和环境和谐可 持续发展的道路上，EIS—OA一体化系统作为环境 信息化建设重点工程，必将会在环境保护工作中有 长远的发展，为榆林市建设成为“绿色生态名市”的 目标做好基础的环保信息工作。 参考文献： [1]王亚平．环境信息化的问题和解决思路[J]．中国信 息界，2005，22：17—19． [2]高云艳，夏斌，陈红顺．韶关市环境信息系统建设研 究[J]．广东农业科学，2010，8：342—344． [3]张建平．浅谈办公自动化系统建设[J]．硫磷设计与 粉体工程，2004，5：39—41． [4]赖锦文．东莞市环境信息化建设的现状及对策[J]． 环境，2008，1：132—133． [5]王建华．标准化信息系统的两种典型模式结构[J]． 国防技术基础，2010，7：28—32． [6]金勤献，陆晨，傅宁，等．城市级环境信息系统总体 方案的研究与开发[J]．环境科学学报，2002，22：103—106． (上接第 7页) 农药对环境和后续生产的危害，生态农业的经济价值 和明朗前景，引导群众树立环保生活的意识，向群众 宣传污染的原因和影响，污染对人体健康和环境的短 期、长期效应和社会成本，了解 日常生活中常见的污 染途径，了解其 自身拥有的合法权益，了解维权的各 种方法和途径，了解违法的各种严重后果和惩罚。建 立网络环保平台，通过官方创建环保微博、环保网站 等方式提供公众和环保部门的信息交换平台，广泛听 取群众意见，鼓励群众积极参与环境保护。 (上接第 10页) 要进一步改善大气环境质量，关键是要建立污染源 一 容量 一总量动态响应关系，找出对环境质量影响 最大、最直接的污染源，改变全国性或区域性总量减 排环境管理方式的弊端，协同加强高污染行业控制。 参考文献： [1]李云生，谷清，冯银厂．城市区域大气环境容量总量 控制技术指南[s]．北京：中国环境科学出版社，2005． [2]国家环保总局．国家环保总局印发全国地表水容量 和大气环境容量核定工作方案[s]．2003． [3]国家环境保护部．环境保护“十二五”规划[R]．2012． [4]杨宁宁．城市区域大气环境容量测算研究——以长 春市为例[D]．吉林大学硕士学位论文，2007：17—25． 参考文献： [1]赵丽君，程仑．当前环境执法 中存在 的问题及对策 研究[J]．环境科学与管理，2005，6：9—10． [2]王新程．环境执法难的问题及对策[J]．环境保护， 2006，12：148—149． [3]何燕．析中国环境执法的现状与完善[J]．中国人 口 · 资源与环境，2010，5：54—57． [4]汪劲．中国环境执法的制约性因素及对策[J]．世界 环境，2010，2：37—39． [5]伯鑫，丁峰，徐鹤，等．大气扩散 CALPUFF模型技术 综述[J]．环境监测管理与技术，2009，21(3)：9—14． [6]钱跃东，王勤耕．在针对大尺度区域的大气环境容 量综合估算方法[J]．中国环境科学，2011，31(3)：504—509． [7]陈淼．大气环境容量余量分配方法研究[J]．广东化 工，2010，37(9)：95—96． [8]李莉，程水源，程东升，等．基于 CMAQ的大气环境 容量计算方法及控制策略[J]．环境 科学与技术，2010，33 (8)：162—166． [9]房春生，李娟，孟赫，等．规划环评中大气环境容量 核算及总量控制研究[J]．内蒙古师范大学学报(自然科学 汉文版)2008，37(4)：550—560． [1O]于泊蕖，吕树芳，赵丰．煤炭城市工业区大气环境 容量分析[J]．煤炭技术，2010，29(4)：207—208． · 23· 万方数据 大气环境容量核算有关问题探讨 作者： 姚立英， 张继东， 王伟， 白文娟， 黄浩云 作者单位： 姚立英(天津市环境保护科学研究院,天津市大气污染防治重点实验室,天津300191 河北工业大学,天 津300130)， 张继东(天津市汇峰工程设计咨询有限公司,天津,300384)， 王伟,白文娟(天津市联合 环保工程设计有限公司,天津,300191)， 黄浩云(天津市环境保护科学研究院,天津市大气污染防治 重点实验室,天津300191) 刊名： 环境科学与管理 英文刊名： Environmental Science and Management 年，卷(期)： 2012,37(10) 参考文献(10条) 1.李云生;谷清;冯银厂 城市区域大气环境容量总量控制技术指南 2005 2.国家环境保护总局 国家环保总局印发全国地表水容量和大气环境容量核定工作方案 2003 3.国家环境保护部 环境保护“十二五”规划 2012 4.杨宁宁 城市区域大气环境容量测算研究--以长春市为例 2007 5.伯鑫;丁峰;徐鹤 大气扩散CALPUFF模型技术综述[期刊论文]-环境监测管理与技术 2009(03) 6.钱跃东;王勤耕 在针对大尺度区域的大气环境容量综合估算方法 2011(03) 7.陈淼 大气环境容量余量分配方法研究[期刊论文]-广东化工 2010(09) 8.李莉;程水源;程东升 基于CMAQ的大气环境容量计算方法及控制策略[期刊论文]-环境科学与技术 2010(08) 9.房春生;李娟;孟赫 规划环评中大气环境容量核算及总量控制研究[期刊论文]-内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2008(04) 10.于泊蕖;吕树芳;赵丰 煤炭城市工业区大气环境容量分析[期刊论文]-煤炭技术 2010(04) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_bfhj201210003.aspx