煤炭礦區(qū)大氣環(huán)境容量與承載能力分析研究——以哈密市大南湖礦區(qū)西區(qū)為例

石緞花

(中煤國際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司 北京 100120）

1 大南湖礦區(qū)西區(qū)概況

大南湖礦區(qū)西區(qū)是國家第十四個大型煤炭基地-新疆大型煤炭基地吐哈煤田的主力礦區(qū)之一，位于哈密市南-西南方向，直線距離50-70km，行政區(qū)劃屬哈密市大南湖鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 92°53′30″～93°29′00″、北緯 42°16′00″～42°25′15″。

大南湖礦區(qū)西區(qū)規(guī)劃面積為479.40km2，全區(qū)資源儲量14683.77Mt，規(guī)劃煤炭生產(chǎn)能力47.00Mt/a，同時規(guī)劃4座坑口電廠，總裝機(jī)6600MW。礦區(qū)分近期、遠(yuǎn)期兩期建設(shè)，規(guī)劃項目組成見表1。

表1 :礦區(qū)規(guī)劃建設(shè)項目一覽表

2 礦區(qū)大氣環(huán)境容量核算

大南湖礦區(qū)西區(qū)規(guī)劃總面積479.40km2，其形狀為不規(guī)則多邊形。故本次大氣環(huán)境容量核算將以規(guī)劃區(qū)范圍作為大氣環(huán)境容量計算空間范圍。

2.1 容量計算模型

根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》（GB/T13201-91），應(yīng)用A值法計算評價區(qū)的大氣環(huán)境容量。

評價區(qū)大氣污染物年允許排放總量為：

式中：Qai——第i功能區(qū)大氣污染物年允許排放總量；

n——功能區(qū)總數(shù)；

Qai——某區(qū)污染物年允許排放總量，104t/a；

A——地理區(qū)域性總量控制系數(shù)，104km2/a；

S——城區(qū)控制區(qū)域總面積，km2；

Si——城區(qū)第i個分區(qū)面積，km2；

Csi——第i個區(qū)域某種污染物的年平均濃度限值，mg/m3；

Cb——城區(qū)控制區(qū)的本底濃度，mg/m3。

2.2 控制因子

根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》關(guān)于加強(qiáng)二氧化硫減排和總量控制的要求，考慮到本礦區(qū)處于戈壁荒漠區(qū)的特點(diǎn)，本次大氣環(huán)境容量核算取SO2和NOX作為容量計算因子。

2.3 參數(shù)確定

根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》（GB/T13201-91），新疆地區(qū)A值的取值范圍為7.0～8.4；低矮面源排放分擔(dān)率a取0.15。按照《城市區(qū)域大氣環(huán)境容量總量控制技術(shù)指南》（中國環(huán)境科學(xué)出版社）推薦的A值確定原則，以達(dá)標(biāo)率90%為控制目標(biāo)，按公式：

計算出大南湖礦區(qū)所在區(qū)域的總量控制系數(shù)A值為7.14。

依據(jù)《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中功能區(qū)的劃分，整個礦區(qū)按工業(yè)相對集中區(qū)執(zhí)行二類區(qū)二級標(biāo)準(zhǔn)，取年均二級標(biāo)準(zhǔn)為控制目標(biāo)，即：SO2：0.06mg/m3，NOX：0.08 mg/m3。

礦區(qū)本底濃度取現(xiàn)狀監(jiān)測濃度的最大值，SO2：0.035mg/m3，NOX：0.046mg/m3。

2.4計算結(jié)果

由此計算可知，大南湖礦區(qū)西區(qū)SO2和NOX現(xiàn)狀剩余容量分別為 3.91萬 t/a、5.31萬 t/a。

3 礦區(qū)大氣環(huán)境容量承載分析

3.1 大氣環(huán)境容量承載力分析

由于大南湖礦區(qū)西區(qū)緯度高，氣候寒冷，采暖期長，故應(yīng)從資源能源綜合利用的角度，統(tǒng)一規(guī)劃礦區(qū)供熱，節(jié)省能源，減少能源的浪費(fèi)和環(huán)境污染，禁止隨意建設(shè)小型供熱鍋爐。礦區(qū)規(guī)劃新建4個電廠均為坑口電廠,相應(yīng)的煤礦在配套電廠建成投產(chǎn)后，煤礦采暖應(yīng)由電廠供給，煤礦工業(yè)場地臨時采暖鍋爐應(yīng)立即關(guān)停。

3.2 按照礦區(qū)規(guī)劃項目設(shè)置方案和建設(shè)時序，礦區(qū)近期和遠(yuǎn)期SO2和NOX排放量估算結(jié)果見下表2。

表2 :礦區(qū)SO2和NOX排放量估算統(tǒng)計表

結(jié)合前面礦區(qū)大氣環(huán)境容量計算結(jié)果，礦區(qū)主要污染物SO2排放量與礦區(qū)SO2現(xiàn)狀剩余容量對比情況見下表3。

表3 ：礦區(qū)SO2排放量與礦區(qū)SO2現(xiàn)狀剩余容量對比情況一覽表

由上表可知，大南湖礦區(qū)西區(qū)規(guī)劃近、遠(yuǎn)期分別新增SO2排放量為0.816×104t/a和1.034×104t/a，占SO2環(huán)境容量的10.45%和13.24%；新增NOx排放量為0.793×104 t/a和0.992×104t/a，占NOx環(huán)境容量的18.11%和22.56%，均在大氣環(huán)境承載力范圍內(nèi)。

礦區(qū)煤礦項目SO2和NOx排放量均較小，近期均為0；遠(yuǎn)期分別為136.46t/a和81.33t/a，占礦區(qū)現(xiàn)狀剩余容量的0.17%和0.18%。礦區(qū)規(guī)劃新建火電廠SO2和NOx排放量較大。

4 總量承載及控制分析

4.1 哈密市“十二五”期間污染物總量控制

根據(jù)哈密地區(qū)“十二五”環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)規(guī)劃征求意見稿，“十二五”末，哈密地區(qū)二氧化硫排放總量控制在12.8萬t以內(nèi)，氮氧化物排放總量控制在7.9萬t以內(nèi)。

4.2 總量控制分析

根據(jù)本環(huán)評提出的礦區(qū)規(guī)劃項目設(shè)置方案，本次規(guī)劃新增的SO2和NOx排放量主要來自于礦區(qū)坑口電廠和礦區(qū)煤礦工業(yè)場地供熱鍋爐。本次規(guī)劃范圍內(nèi)的電廠均按照《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2011進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，務(wù)必做到達(dá)標(biāo)排放。

礦區(qū)煤礦項目SO2和NOx排放量均較小，近期均為0；遠(yuǎn)期分別為136.46t/a和81.33t/a，占礦區(qū)現(xiàn)狀剩余容量的0.17%和0.18%。

礦區(qū)規(guī)劃煤礦項目遠(yuǎn)期至少需向新疆及哈密地區(qū)環(huán)保部門申請SO2總量136.46t/a，方可滿足礦區(qū)項目排放SO2需要；礦區(qū)規(guī)劃煤礦項目遠(yuǎn)期至少需向新疆及哈密地區(qū)環(huán)保部門申請NOx總量81.33t/a，方可滿足礦區(qū)項目排放NOx需要。因此本礦區(qū)規(guī)劃各煤礦項目開工之前，必須去新疆維吾爾自治區(qū)和哈密市環(huán)保局申請總量，以滿足總量控制要求。

本次規(guī)劃SO2排放量、NOx排放量的主力單位為礦區(qū)坑口電廠，近期和遠(yuǎn)期SO2排放量分別為8160t/a和10200t/a、NOx排放量分別為7930 t/a和9840 t/a。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局公告2006年第39號文要求，屬于六大電力集團(tuán)的新建、擴(kuò)建、改造項目，SO2排放總量指標(biāo)必須從六大集團(tuán)的總量控制指標(biāo)中獲得；不屬于六大電力集團(tuán)的新建、擴(kuò)建、改造項目，SO2排放總量必須從各省非六大電力集團(tuán)電力行業(yè)總量獲得。因此電力企業(yè)SO2總量應(yīng)該依據(jù)國家相關(guān)管理政策申請總量指標(biāo)。

[1]國家環(huán)境保護(hù)總局，GB/T13201-91制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法[S]，北京，1991.9。

[2]李云生等.城市區(qū)域大氣環(huán)境容量總量控制技術(shù)指南 [M]，北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005.9，1-60。