平顶山矿区大气环境容量研究.pdf

平顶山矿区大气环境容量研究赵晓亮齐庆杰翟晓丽(辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000) 摘要:为确定平顶山矿区的大气环境容量,、污染气象特征、大气环境过程等现有信息,以箱式模型为基本模型,建立了平顶山地区环境容量的数值计算模型,利用总量控制A值法,对研究区中 SOz,PMmNOz的环境容量进行了计算,计算结果表明,S0:和NO:环境容量都有剩余,可以满足当前工业生产的需要,而PM。。的排放量已超过了平顶山矿区环境的承载力。关键词:大气环境容量;箱式模型;A值法;平项山矿区平顶山矿区是我国著名的重工业城矿区,长期以来,其大气环境污染问题一直较为严重。尤其是近年来,随着城矿区经济建设的快速发展和煤炭、化工及火电等重污染企业的不断增多,环境问题日益突出。因此要确定平顶山矿区的大气环境容量,为今后制定达标规划方案提供科学的依据。大气环境容量是指大气自然净化能力之内允许的某种大气污染物的排放总量。实际研究时更关注的是“区域大气环境容量”,即在一定的气象条件及一定的排污源条件下,某一特定区域在满足该区域大气环境目标的前提下,单位时间所能允许的各类污染源向大气中排放的某种污染物的总量。研究和计算大气环境体系中环境容量的大小,可以指导环境污染治理中实现大气污染物总量控制的目标。因此,大气环境容量的研究越来越受到国内外环境专家的高度重视,并相继开展了一些研究,取得了一些进展。但由于大气环境具有复杂性和多变性,在污染源调查、监测、数据采集、环境测试、边界条件确定以及模型匹配等方面仍需进一步深入研究。本文应用总量控制A值法,在充分考虑平顶山矿区自然环境、污染气象特征、大气混合层高度及复杂的大气环境过程等现有信息基础上,确定平顶山矿区大气环境容量。 1 大气环境容量计算方法采用国家环境保护部颁布的《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》中规定的大气污染物排放总量测算方法,是以箱模型为基本模型推导出的宏观总量控制值法。“箱式”大气环境容量模型是把环境空间看作由无数小的箱体所组成的总体,根据污染物“守恒”的原理来研究箱体中污染物质的平均浓度随时间和空间的变化规律。把城矿区上空的大气层当一个箱体看待,假设污染物浓度在此箱体混合层内处处相等, 整个城矿区具有相同的面源强度q8,城矿区上空的混合层高度为HF,则距城矿区上风向边缘△x处箱中污染物平均浓度可以表示为: c-亟垒。uHr 式中,C为箱内大气污染物平均浓度,mg/m3;qa为箱内单位面积平均源强,mg/(m2·s);u为平均风速,m/s; Ax为沿风向的边界长度,m;HF为混合层高度,m。混合层高度HF采用《环境影响评价技术导则一大气环境》(HJ,—93)07规定的方法计算,如式(2): 当大气稳定度为A,B,C和D时, Hr=鱼粤(2) 当大气稳定度为E和F时, 厂■一毕乜V挚(3) 式中,U。。为10m高度处平均风速,m/s,当其大于6m/s 时取6m/s;a。,眈为混合层系数,见表l;f为地转参数, 计算方法如下: f=-2asintb (4) 式中,n为地转角速度,rad/s;qb为地理纬度。表1 我国各地区瓦和bs取值地区1_寺—丁—点新疆、西藏、 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、北京、天津