《环境影响评价技术导则大气环境》应用分析与修订建议

2016-12-08赵仁兴尹建坤赵文英曹根华

环境影响评价 2016年6期

赵仁兴，尹建坤，赵文英，曹根华

(1.河北科技大学，河北石家庄 050018；2.河北省环境科学研究院，河北石家庄 050037；3.河北省环境监测中心，河北石家庄 050037；4.河北省气象科学研究所，河北石家庄 050017)

赵仁兴1，尹建坤2，赵文英3，曹根华4

从大气环境影响评价的实际需要出发，结合《环境影响评价技术导则大气环境》 (HJ 2.2—2008)实际使用过程中的体会，从大气环评的任务、污染源调查分类、环境质量现状监测和评价、环境影响预测模型精度等方面提出了建议。建议大气导则的工作任务除影响预测外，尚需对污染防治措施、污染物排放总量、规划评价中的大气预测评价、大气环境可行性分析等作出相应要求和规定；同时提出了污染源类别划分的初步方法、现状监测结果和附近常规监测点常年监测结果应进行联合分析的理由；为提高模型预测精度，提出了完善不同类型项目NO2/NOx比例取值、地面粗糙度取值、气体前体物转化为PM2.5的转化率等的说明。

技术导则；污染源；现状监测；NO2/NOx比值；转化率；地面粗糙度

《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2—2008)(以下简称现导则)自颁布以来，对我国大气环境影响评价预测的规范化起到了重要作用。但随着我国环境管理的不断深入，现导则在工作任务、污染源调查分类、环境质量现状监测和评价、环境影响预测模型精度等方面，与环评实际要求存在一定差距，因此有必要进行修改和完善。

1 工作任务

现导则规定的工作任务是“……对项目在建设施工期及建成后运营期所排放的大气污染物对环境空气质量影响的程度、范围和频率进行分析、预测和评估，为项目的厂址选择……等提供科学依据或指导性意见”。该规定将导则主要局限在大气预测，忽视了从大气环境影响角度说明工程建设可行性所必需的相关内容，如建设项目的源强测算、防治措施、总量控制、选址可行性分析等方面的指导意见。建议将导则的工作任务修订为：对项目在建设施工期及运营期所排放的大气污染物对环境空气质量影响的程度、范围和频率进行分析、预测和评估；给出大气污染防治措施和污染物排放总量及其变化；从大气环境影响角度说明项目选址、平面布局的合理性和项目建设的可行性。调整工作任务后，导则应设专门章节对以下几项内容给出相应的方法和要求。

1.1 污染防治措施

为避免环境影响报告书篇幅过长，修订的导则可给出我国主要行业可行的环保措施。凡采用导则中列出的环保措施的报告书可不再进行污染防治措施论证，采用其他措施的报告书则需进行论证。

1.2 污染物排放总量

在和相关部门协调后，修订的导则应能给出符合环境保护主管部门要求的污染物排放总量的核算方法，避免重复计算。

1.3 规划评价中的大气预测评价

规划评价中的大气预测和评价应为园区建立可用于该规划区的统一的大气预测平台，以便在项目进入后能在该平台上进行预测，获得园区对大气环境的总体影响。同时，细化园区大气环境容量的计算方法。

1.4 项目建设的大气环境可行性分析

在我国目前大气环境质量严重超标的前提下，修订的导则应在区分达标和超标区域后，给出项目建设可行的原则和评判方法。

2 污染源调查与分析

2.1 污染源的分类

现导则从预测的角度将污染源分为点、线、面、体四类。该方法难以对不同污染源的调查、污染物排放量计算、评价和污染防治措施的制定等提出有效指导意见。导则修订中，建议结合工程实际，将污染源划分为图1所示的类别。该划分方法将污染源具体化，可以针对不同污染源的管理、预测控制要求、正常和非正常排放等给出相应的指导意见，用于指导不同行业的评价。

图1 污染源类别划分Fig.1 Classification of pollution sources

在上述分类的基础上，为满足预测要求，可以在附录中进一步明确体源、面源、线源和点源的分类标准，以及替代源和削减源的定义。

2.2 排放清单的建立

现导则给出了多种源清单表，但缺少结合工程实际的源清单的建立方法和要求。例如，对于热电联产，应给出采暖期、非采暖期的清单建立方法；对于机场，应结合机场运行方式，飞行架次的年、月、日变化，给出飞机排放污染物的年、月、日变化清单；对于间断运行的污染源，如化工行业的反应釜生产，应给出不同时刻的污染物排放清单建立方法；对于有毒有害化合物泄漏排放，应结合所采用的连接元件、连接方法，给出污染物排放清单的建立方法。

3 环境空气质量现状监测和评价

3.1 评价因子与评价标准

现导则规定，“预测因子应根据评价因子而定，选取有环境空气质量标准的评价因子作为预测因子”。由于环境质量标准中的评价因子太少，修订后的导则应依据工程排放污染物的总量、对环境和人体健康的危害性选择评价因子，应补充参照室内标准、车间标准、毒理标准或国外标准作为环评参考标准的方法。

3.2 环境空气质量现状监测

环境空气质量随时间而变化。经统计，石家庄市区8个测点2015年11月1日至12月31日不同污染物小时浓度的变化倍率如下：以一级天的浓度为1计，污染浓度最高天，PM2.5、SO2、NO2、CO浓度分别为同一时段内一级天浓度的25.78、4.62、5.15和10.22倍，O3浓度随PM2.5浓度的升高有所降低，如表1所示。因此，即使按现导则规定监测时间选择在冬天，一段时间内实际监测到的污染物浓度，也难以代表该测点的总体污染情况。为改变大气评价中环境现状监测不能全面反映当地空气质量的实际情况，或评价中经常拘泥于监测的时间代表性等问题，导则修订应给出现状监测结果和附近常规监测点常年监测结果联合分析方法，以完整说明当地空气质量现状。

表1 石家庄市2015年11月1日至12月31日不同污染物小时浓度平均值的变化倍数

4 大气环境影响预测与评价

4.1 预测模型精度

由于导则推荐的模型是用于工程环境影响评价，预测结果将作为判别工程建设是否可行的依据，因此导则应充分估计在不同情况下预测结果的可靠性。美国联邦航空局在2012年发布的相关报告中认为，EDMS+EARMOD的预测精度与预测点的位置有关，离跑道1 500 ft和2 600 ft处的误差相对较小，如果接收点距跑道较近，如数百英尺，则误差相对较大[1]。

4.2 预测NO2浓度时NO2/NOx的取值

关于NO2/NOx的取值，现导则提出，“对于一般的燃烧设备，在计算小时或日平均质量浓度时，可以假定Q(NO2)/Q(NOx)=0.9；在计算年平均质量浓度时，可以假定Q(NO2)/Q(NOx)=0.75。在计算机动车排放NO2和NOx比例时，应根据不同车型的实际情况而定。”

飞机尾气方面，EZRA C.WOOD等[2]给出了CFM563B1飞机发动机在ICAO标准起飞、降落过程中的NO2和NOx排放情况，在LTO循环中，不同阶段的NO2/NOx不同，整个过程NO2/NOx=24%。SCOTT C. HERNDON等[3]利用标准烟流模式模拟了B757尾气排放后的缓慢稀释和快速稀释，NO2/NOx比值随时间而变化，从第50秒到第100秒时间内，比值为32%～36%。

汽车尾气方面，WERNER SCHOLZ等[4]在2006年给出了卡尔斯鲁厄国道B10对应点NO2/NOx的比值，道路两侧小时浓度NO2/NOx随时间而变化，但总体在10%～35%。

斯坦斯特德机场发布的相关报告提供了该机场2012年自动监测站一年内连续的大气环境质量监测结果[5]。3#位于跑道西北端(约50 m)的草坪区域，4#位于跑道东北端外侧的大房子附近(距跑道西北端垂直方向约1 500 m)。两个点NO2和NOx的比值相当接近，最大小时平均为26.44%～27.57%，小于最大日平均的31.28%～47.12%，小于年平均的68.42%～73.8%。由于测点距跑道较近，受飞机尾气影响较大，最大小时浓度的比值和EZRA C. WOOD[2]、SCOTT C. HERNDON[3]等给出的飞机尾气NO2/NOx比值是基本一致的。

因此，在导则修订时需给出合理的NO2/NOx比值，以便预测机场、道路交通NO2最大小时浓度、最大日均浓度和年平均浓度。

4.3 气体前体物转化为PM2.5的转化率

在环境影响预测中，往往需要预测PM2.5，而PM2.5的预测就需要得到气态前体物转化为二次颗粒物的转化率。CALPUFF模型包含了简单的化学机制，例如考虑了硫酸盐和硝酸盐生成的化学机制MESOPUFFII和RIVAD/ARM3。

在假设石家庄市2015年11月1日至12月31日污染物排放量保持稳定，CO在大气中基本稳定，无大量转化的条件下，由不同PM2.5浓度下不同化合物平均浓度的增长倍数，可计算出空气中SO2、NO2的浓度衰减速率，衰减速率随PM2.5浓度的增加而增大。SO2、NO2衰减速率和PM2.5浓度的相关关系如图2、图3所示，相关系数R2分别为0.973和0.938。为满足PM2.5的预测要求，大气导则修订时有必要给出气体前体物转化为PM2.5转化率的指导意见。

图2 SO2衰减速率和PM2.5浓度的相关关系Fig.2 The relationship between attenuation rate of SO2 and PM2.5

4.4 地面粗糙度的选择

多篇文章[6]给出了地表参数对预测结果的影响。为说明北京新机场预测结果的可靠性，对首都机场的大气污染情况进行了连续24 h的监测。计算中曾反复尝试当天监测时手持式仪器、噪声自动监测站和首都机场气象站观测到的气象参数，并在0到10 m之间选择地面粗糙度。最好的相关结果是采用首都机场气象站的气象参数、地面粗糙度为4 m时，NO2的相关系数较好，1#机场公园的相关系数达0.717 3，其余小于或大于4 m的地面粗糙度均无相关性。由于当天主要是北风，将位于上风向的3#、4#点的日均浓度作为背景浓度，绘制了1#机场公园一天内的浓度变化曲线，结果如图4所示。图4表明，实测和计算的NO2浓度变化趋势一致，数值基本一致。

图4 1#机场公园NO2 EDMS计算浓度和实测结果的比对Fig.4 Comparison of calculated NO2 EDMS concentration and measured results in 1# Airport Park

根据以上结果，对于类似机场等大型项目，应以建成后的情况进行地面粗糙度的选择，同时对于低、矮源应适当提高地面粗糙度的数值。

5 结语

本文对《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2—2008)提出的修订意见主要包括：将导则工作任务的重点从预测调整为说明工程建设的可行性；结合工程实际进行污染源分类，并按污染源类别给出污染

源清单建立的方法；环境现状监测应结合常规监测分析环境质量现状，给出模型预测精度及预测模型中有关地面粗糙度、NO2/NOx比值和SO2、NO2转化率等参数的选择。在各方共同努力下，修订后的导则必将进一步推进我国大气环境影响评价技术的发展，为改善环境空气质量作出有益的贡献。

[1] Kim B, Rachami J, Robinson D,etal. Guidance for Quantifying the Contribution of Airport Emissions to Local Air Quality[R]. WASHINGTON: TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, 2012.

[2] Wood E C, Herndon S C, Timko M T,etal. Speciation and chemical evolution of nitrogen oxides in aircraft exhaust near airports[J]. Environmental Science & Technology, 2008, 42(6):1884- 1891.

[3] Herndon S C, Shorter J H, Zahniser M S,etal. NO and NO2emission ratios measured from in-use commercial aircraft during taxi and takeoff[J]. Environmental Science & Technology, 2004, 38(22): 6078- 6084.

[4] SCHOLZ W, Rabl P. Unexpectedly low decrease of NO2air pollution-Correlation with ozone concentration and altered exhaust emissions[C]. The 2ndConference of Environment and Transport, 2006.

[5] Caroline Coleman. Air Quality Monitoring at Stansted Airport: Annual Report for 2012[R]. London: Stansted Airport Ltd., 2013.

[6] 候文佳, 徐进, 洪燕. AERMOD模式参数选取对大气预测结果影响的事例验证[C]//第一届全国大气环境影响评价研讨会论文集, 2010.

Application Analysis and Revision Suggestions for Guidelines for Environmental Impact Assessment Atmospheric Environment

ZHAO Ren-xing1, YIN Jian-kun2, ZHAO Wen-ying3, CAO Gen-hua4

(1.Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China; 2.Hebei Provincial Academy of Environmental Scientific, Shijiazhuang 050037, China; 3.Hebei Provincial Environmental Monitoring Center, Shijiazhuang 050037, China; 4.Hebei Provincial Institute of Meteorological Science, Shijiazhuang 050017, China)

This paper started with the actual needs of atmospheric environmental impact assessment, combined with theGuidelinesforEnvironmentalImpactAssessmentAtmosphericEnvironment(HJ 2.2-2008) in the process of using the actual application, and put forward suggestions in terms of the tasks of atmospheric environmental impact assessment, pollution source investigation and classification, monitoring and evaluation for the present status of environmental quality, the precision of environmental impact prediction model, etc. This paper suggested that the working tasks for atmospheric guidelines should not only include impact prediction, but also make corresponding requirements and regulations for the pollution prevention measures, total amount of atmospheric pollutants, atmospheric predicting evaluation of planning EIA, and atmospheric environmental feasibility analysis. At the same time it put forward the preliminary method of pollution source classification, monitoring results of the present status, and reasons for joint analysis on perennial monitoring results from routine monitoring stations nearby. In order to improve the model prediction precision, it put forward descriptions to perfect the NO2/NOxratio, surface roughness, and conversion rate of converting gaseous precursor into PM2.5in different types of projects.

technical guidelines; pollution sources; present status monitoring; NO2/NOxratio; conversion rate; surface roughness

2016-07-08

赵仁兴(1945—)，男，江苏江阴人，教授，学士，研究方向为环境科学，E-mail：zhaorx111@126.com

10.14068/j.ceia.2016.06.003

X823

2095-6444(2016)06-0009-04