２０１３年第１期 环保科技 Ｖ０】．１９ Ｎｏ．１ 不同气象条件下大气预测结果叠加方法探讨 李 庭 （中冶赛迪工程技术股份有限公司， 重庆４０００１３） 摘要：以某钢铁联合企业技术改造项目为例，应用ＡＤＭＳ模式预测，对比长期气象条件下和现状 监测期间气象条件下的预测结果，并作叠加分析，使预测结果更接近实际情况，提高技术改造项目 大气环境影响评价的可信度，同时避免大气污染物削减量较大的技术改造项目进行浓度叠加后出 现负值的情况。 关键词：大气环境影响评价；ＡＤＭＳ；气象条件；叠加；技术改造 中图分类号：Ｘ８２３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—０２５４（２０１３）０１—００３４—０３ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｌｉ Ｔｉｎｇ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ＣＩＳＤＩ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｏｏｋ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒ：ａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｃｔｅ ｉｎ ａ ｓｔｅｅｌ ｃｏｍｐａｎｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，Ｕ— ｓｉｎｇ ＡＤＭＳ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｉｆｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｔｗｏ ｓ￣ｅｎａｒｉｏｓ：ａ．１ｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｂ．ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗｅａｔｈｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｅｒｐｉｏｄ．Ｗｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｔｗｏ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｆｏｕｎｄ ｈａｔｔ ｈｅ ｏｕｔｔｃｏｍｅ ｉｎ Ｓｃｅｎａｒｉｏ ｂ ｗａｓ ｃｌｏｓｅＹ ｔｏ ｈｅ ｔａｃｔｕａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ｉｎ ｈａｔｔ ｃａｓｅ， ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎ￣ｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｍｐａｃｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｃａｌｌ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ａ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｕｐｅｒｐｏｓｅｄ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ａｖｏｉｄｅｄ ｗｈｅｎ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ａ ｔｃｈｎｏｌｅｏｇｙ ｒｔａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｍｐａｃｔ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ＡＤＭＳ；ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｕｐｅｒ－ ｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ 大气环境影响评价的目的是通过预测计算分 近实际，使评价结论更合理可信，一直是大气环境影 析，科学、定量地解答建设项目对周围环境空气质量 响评价的难题。 的影响程度、范围、频率以及环境可接受水平 等问 题，为项目建设和环保管理提供参考依据。大气环 １ 叠加分析方法讨论 ＨＪ ２．２—２ｏｏ８《环境影响评价技术导则大气环 境影响评价主要内容之一是通过模拟计算对各评价 项目建成后最终的环境影响＝新增污染 点进行环境空气质量预测。目前国内外开发了众多 境》规定：基于气象、地形数据的预测模拟方法和软件 Ｊ，并 源预测值＋现状监测值一削减污染源计算值一被取 项目建成后评 在国内环评中广泛应用。利用现行预测模式，模拟 代污染源计算值 Ｊ。对于新建项目，预测大气污染物在环境中的扩散，受污染源强、气象 价区内的大气质量，是由项目排放的污染物预测结 条件、地形条件等诸多不确定因素影响，预测计算结 果与现状监测值直接相加而得，虽然预测结果存在 但由于计算得到的浓度往往偏大，评价结果较 果会存在较大的不确定性，如何让预测结果更加接 误差，收稿日期：２０１２—１２—０３ 作者简介：李・庭，男，１９８３年生，硕士，工程师，研究方向：环境影响评价及环境污染防治。Ｅ—ｍａｉｌ：Ｔｉｎｇ．１｜ｉ＠ｃｉｓｄｉ．ｃｏｒｎ．ｃｎ ３４・ ２０１３年第１期 李庭：不同气象条件下大气预测结果叠加方法探讨 ２ Ｆｚ仃 ，为保守，对于保护评价区内的环境质量是有益的，也 不会出现“负浓度”这一不符合客观规律的情况。 ｅｘｐ【一 ｈ２２］Ｊ 似ｐ卜乏 ； Ｊ （３） 但在技术改造项目中，由于对评价区的大气质 ２．１．１．２小风对流尺度模式在不稳定条件下，对 量预测采用的是现状监测值减去预测结果削减量而 高浮力烟羽采用Ｂｒｉｇｇｓ（１９８５）的小风对流尺度模 得到，如出现大气污染物削减量非常大的情况时，则 式，即： 可能出现“负浓度”这种情况。其主要原因是目前 ＨＪ ２．２—２００８导则推荐的模式采用的是一年或三 年逐Ｅｔ逐时观测气象数据进行预测，预测结果为长 期气象中最不利气象条件下的预测值，而现状监测 当 ＜ｌＯＦ／ｗ。 ＹＰ） 】（４） ｃ＿０．。２ｌＱｗ３Ｘ１／３ ／３Ｚ￣ｅｘｐ［－ｌ（Ｙ －，＝ＺＺ １．６Ｆ，．１／３Ｘ２＂．为连续５—７天的监测值。由于预测与监测时的污 染气象条件不同，从而导致预测值与实际监测值出 现较大偏差，甚至导致叠加后有的评价点浓度出现 负值的情况。 ２不同气象条件下预测结果叠加分析 下面结合实际工作，采用ＨＪ ２．２—２００８导则推 荐的预测模式ＡＤＭＳ，以某钢铁联合企业技术改造 项目大气环境影响评价为例，对不同气象条件下的 预测结果作叠加分析。 ２．１ ＡＤＭＳ模型简介 ＡＤＭＳ模型耦合了大气边界层研究的最新进 展，利用常规气象要素来定艾边界层结构，在模式计 算中只需要输人常规气象参数，使得污染物浓度计 算结果更准确、更可信，因而能更好地描述大气扩散 过程。ＡＤＭＳ模型与其它大型扩散模型的一个显著 区别是：使用了Ｍｏｎｉｕ—Ｏｂｕｋｈｏｖ长度和边界结构的 最新理论，精确地定义边界层特征参数。ＡＤＭＳ模 型摒弃了Ｐａｓｑｕｉｌ温度分类法和高斯模式体系，采用 ＰＤＦ模式及小风对流模式。ＡＤＭＳ适用于农村或城 市地区、简单或复杂地形。 ２．１．１基本计算公式 ２．１．１．１ ＰＤＦ模式在不稳定条件下，对低浮力烟 羽采用Ｗｅｉｌ（１９８４）的ＰＤＦ模式计算地面浓度，即： Ｃ＝ Ｃｙ ｅｘｐ｛一丢【 『） （１） 式中： 为ｙ方向扩散参数，Ｉｌｌ。由下式确定： ，（ ｘ／ｕ￣）／［１＋０．５ （ ）］ （Ｆ ＜０．１） ｛１．６Ｆ ，／３Ｘ ｚ （Ｆ ＞０．１， ｗ≥２）（２） 【０．８Ｆ １／３ ｖ３Ｚ （Ｆ ＞０．１， ｗ＜２） 式中：ｃ 一地面横风向积分浓度，ｍｓ／ｍ。。由下 式确定： Ｃｙｉｘｈ ２Ｆｉ 『ｈ】 １ｐ卜 Ｊ＋ ． 当 ≥ｌＯＦ／ｗ ｃ＝［Ｑ／（ ）］ｅｘｐ［＿（ Ｚｗ３１ｎ ｅｘｐ【一１２［＼Ｙ －Ｙｐ］ 】 ，，盯 ＝０．６ｘｚｉ ２．１．１．３ Ｌｏｆｔ模式对中性条件下的高浮力烟羽，采 用Ｗｅｉｌ（１９９１）的Ｌｏｆｔ模式，即： Ｃ：—＝＝ ＝＝ ，／２百ｚｉ ［１ （西）］ｅｘｐ［＿ （ ｏ． ｙ （５）．１．６Ｆ １Ｉｏ．８Ｆ （Ｌ＞０，／３Ｘ２或￡＜０，／３￣， 且ｇ／ｗ≥２） （Ｌ＞０，且ｇ／ｗ＜２） ２．２应用实例 ２．２．１污染源参数 某西北地区钢铁联合企业烧结厂技术改造，新 建１套烧结烟气脱硫装置，技术改造前后ＳＯ：排放 污染源清单如表１，地形参数采用ＳＲＴＭ ９０地形数 据，精度为９０ ＩＩ１×９０ ｍ，项目区域地形模拟见图１。 图１项目区域地形模拟图 ・３５・ ２０１３年第１期 环保科技 ＶＯ１．１９ Ｎｏ．１ ２．２．２计算结果分析 加分析时，由于削减量较大，叠加现状监测值后，ｌ＃、 （１）气象参数采用Ｎ￣２０ｏ８—２０１０年三年的逐时 ２＃、３＃点的浓度均出现负值情况。 逐次气象观测资料，各评价点的计算结果如表２。 （２）气象参数采用当地现状监测期间７天的逐 由表２可见，采用长期气象条件预测结果做叠 时逐次气象观测资料，各评价点的计算结果如表３。 表１污染源计算清单 排气筒 点源躺 ｘ坐 ｍ Ｙ ｍ 内径／ｍ 烟气出口 速度／（ｍ／ｓ） 烟气出口 温度／Ｋ ＳＯ２排放 速率／（ ｓ） 技改前烧结烟囱 技改后烧结烟囱 ２６ ０１１ ５８３ ２３ １４０ ６．８ １０．４８ ３７３ ３４．９５ 表３评价点ＳＯ 日均值 评价点名称Ｘ坐标／ｍ Ｙ坐 改造前贡献值／ 改造后贡献值／ （ ｇ／ｍ ） （ ｇ／ｍ ） １．Ｏ１ 削减值／ （ ｇ／ｍ ） ９．６２ １．９６ １．１６ 现状监测值／ （ ｍ ） ２６ ２Ｏ 叠加值／ （ ｇ／ｒｎ。） １６．３８ １８．ｏ４ １彬良场 ２＃生活区 ２７ ５０１ ２３ ６１６ ５９ ４９７ ５８ ５９０ ５９ ５８５ ５６ ９５０ ５ｌ ４７５ １Ｏ．６３ ８．１６ —Ｏ．２Ｏ —３＃医院 ４＃高中 ２４ ９６０ ２３ Ｏ７８ ２６ ３０７ ９．２８ ０．１２ —２０ １８．８４ ２３．８９ ２．２７ —２１．６２ ９．１１ ３４ １２．３８ ５＃牧场 ｌ０．ｏ６ Ｏ．９５ —２５ １５．８９ 由表３可见，采用现状监测期间气象条件预测 结果做叠加分析时，其预测结果与实际情况比较接 近，不会因为削减量大而出现负值情况。 （３）采用不同气象条件的预测结果与实际监测 值的对比情况见图２。 由图２可见，采用长期气象条件的预测结果均 大于现状监测值，而采用现状监测期间气象条件的 预测结果与现状监测值比较接近，且不会出现预测 值大于监测值的情况。 一卜现状监测值 ．－Ｉ卜－监测期问气象条件下预测值 长期气象条件下预测值 ３ 结论 叠加长期气象条件下的预测结果与叠加现状监 测期间气象条件下的预测结果相比较，前者由于预 ・图２预测值与监测值对比 测结果为长期气象条件下的最大值，一般而言，会比 现状监测值要大。因此，在预测技（下转第３９页） ３６・ ２０１３年第１期 杨杰：便携式重金属测定仪ＰＤＶ ６０００＃ｍ在水质检测中的应用 ３．５ ３．４ ３．４ ３．４ ４．１ ３．４ ３．４ ４．１ ３．５ ３．８ ３．６ ３．６ ０．２８８ ０．７５ ３．６ ３．５ ４．２ ３．４ ３．５ ３．５ ４．２ ３．８ ３．４ ３．８ ３．６ ３．６ ０．３０３ 表５精密度和准确度试验 室重金属常规分析方法，火焰原子吸收或者石墨炉 法，具有仪器轻巧，便于携带至野外监测，对实验条 件要求不苛刻的优点。 （２）该仪器分析时间短，操作程序简单，在现场 分析中有足够的灵敏度、精密度和准确度，足以满足 水质应急监测和预警性检测的要求。 参考文献 ［１］朱日龙，胡军，易颖，等．阳极溶出伏安法快速测定地表 水中镉［Ｊ］．环境监测管理与技术，２０１０，２２（４）：５０—５３． ［２］范慧群．便携式气质联用仪在应急监测中的应用［Ｊ］．环 境监测管理与技术．２０１１，２３（增刊）：６６—６９． ［３］李国刚．环境化学污染事故应急监测技术与装备［Ｍ］． 北京：化学工业出版社．２００５． ４．３加标回收率试验 采集某电镀厂总排口出水瞬时水样２５０ ｍｌ于 （上接第３６页）术改造项目对评价点的环境质量 聚乙烯瓶中，水样较清，并加入２．５ ｒｎ１分析纯ＨＮＯ， 时，常出现由于削减量大于现状监测值而导致改造 保存。以分析水样中Ｃｕ为例，实际水样经国标方 后评价点出现负值的情况。后者由于预测采用的气 法测得ｃｕ的浓度为５４７ ｇ／Ｌ，分别取１０ ｍｌ水样 象条件与监测时的气象条件一致，因此预测情况与 和１Ｏ ｍｌ配置好的ＣＬＡＣ电解液混合，向其中加入 实际情况较接近，从而避免了出现负值的情况，提高 １００ Ｌ的标准物质（浓度２０ ｍｇ／Ｌ）测其回收率，５ 了技术改造项目环境影响评价的可信度。 次回收试验的结果见表６。 表６加标回收率试验 参考文献 ［１］王栋成．大气环境影响评价实用技术［Ｍ］．北京：中国标 准出版社，２０１０． ［２］杨多兴，杨木水，赵晓宏，等．ＡＥＲＭＯＤ模式系统理论 ［Ｊ］．化学工业与工程，２００５，２２（２）：１３０—１３５． ［３］邹旭东，杨洪斌，刘玉彻．ＣＡＬＰＵＦＦ在沈阳地区大气污 染模拟研究中的应用［Ｊ］．气象与环境学报，２００８，２４ （６）：２４—２８． ［４］孙大伟．新一代大气扩散模型（ＡＤＭＳ）的应用研究［Ｊ］． 环境保护科学，２００４，３０：６７—６９． ５ 结论 ［５］环境保护部．环境影响评价技术导则一大气环境 ＨＪ ２。２ ｏ０８［ｓ］．北京：中国环境科学出版社，２００９． （１）便携式重金属分析仪ＰＤＶ ６０００相对实验 ・３９・
