蔣本超,戚秀云
(哈爾濱市環境保護科學研究院,哈爾濱 150076)
2008年12月31日,環境保護部批準對《環境影響評價技術導則 大氣環境》(HJ/T2.2-93)進行修訂。主要修訂內容有:評價工作分級和評價范圍確定方法、環境空氣質量現狀調查內容與要求、氣象觀測資料調查內容與要求、大氣環境影響預測與評價方法及要求、環境影響預測推薦模式等。新導則于2009年4月1日實施,自實施之日起,《環境影響評價技術導則 大氣環境》(HJ/T2.2-93)廢止。本文就新、舊導則的不同及優缺點進行了探討,并探索了大氣環境影響評價技術導則的發展趨勢。
《環境影響評價技術導則 大氣環境》(HJ2.2-2008)與《環境影響評價技術導則 大氣環境》(HJ/T2.2-93)經過比較后,可得到如下幾點不同:
(1)在適用范圍上新導則規定的更為細化。新導則明確規定了大氣環境影響評價的內容與工作程序,并強調規劃的大氣環境影響評價亦可參照使用。
(2)新導則明確加入了導則中常用到的術語與定義。大氣污染源分類中引入了“火炬”這一概念;明確定義了簡單、復雜地形;提出了推薦模式及大氣環境防護距離的概念;對長期氣象條件規定了更為細化的要求,一級評價項目的長期氣象條件為近5年內至少連續3年的逐日、逐次氣象條件,二級評價項目則為近3年內至少連續1年的逐日、逐次氣象條件。
(3)評價工作分級方法區別:新導則采用了污染物的最大地面濃度占標率來對評價工作進行分級;舊導則根據污染物的等標排放量與評價項目周圍地形特征共同確定評價工作的級別。另外,新導則還規定了一些評價工作級別確定的方法,諸如,對于高耗能行業的多源項目,評價等級應不低于二級;對于以城市快速路、主干路等城市道路為主的新建、擴建項目,應考慮交通線源對道路兩側的環境保護目標的影響,評價等級應不低于二級等規定。
(4)由于評價工作分級方法進行了重新修訂,相應的評價范圍也進行了重新確定。新導則根據項目排放污染物的最遠影響范圍確定項目的大氣環境影響評價范圍,以排放源為中心點,以D10%為半徑的圓或2×D10%為邊長的矩形作為大氣環境影響評價范圍;當最遠距離超過25km時,確定評價范圍為半徑25km的圓形區域,或邊長50km的矩形區域。而舊導則規定以主要污染源為中心,主導風向為主軸的方形或矩形,此外,評價范圍的邊長根據項目的評價等級、周圍的地形特征分別規定,沒有對評價范圍做最大限制規定。
(5)在污染源調查與分析中,一級評價項目污染源調查內容中補充了對周期性排放的污染源調查。此外,按點源、面源、線源、體源的分類分別列出了調查內容。在其它需調查的內容中,突出了對建筑物下洗參數以及顆粒物粒徑分布的調查要求。重新修訂了三級評價項目污染源的調查內容即可只調查污染源的排污狀況,不再像舊導則規定的那樣按點源、面源的分類進行調查統計,新導則對三級評價項目的污染源調查要求進行了簡化。
(6)新導則對環境空氣質量現狀調查與評價也進行了重新調整。首先,分門別類地把現狀調查資料的來源分為三種途徑,在監測方法中明確規定了對尚未制定環境標準的非常規大氣污染物的監測方法;其次,擴展了對現有監測資料的分析內容;最后,對監測因子、監測制度、監測布點以及監測結果統計分析的內容進行了更為嚴格的規定和補充。其中,在新導則的監測制度中,二級、三級評價項目每期監測時間由原來的5天擴展到至少應取得有季節代表性的7天有效數據。一級、二級及三級評價項目的每天監測時段有所調整。新導則對監測布點的規定做到了盡量全面、客觀、真實反映評價范圍內的環境空氣質量。新導則對三級評價項目規定了設置2~4個監測點,這對應舊導則有所變化。另外,新導則對公路、鐵路以及城市道路項目補充規定了監測點位的布設。新導則相較舊導則更為突出的變化為按角度布設監測點位。
(7)新導則細化了氣象觀測資料調查內容。對于各級評價項目,新導則規定均應調查評價范圍20年以上的主要氣候統計資料,對于一級、二級評價項目,應調查逐日、逐次的常規氣象資料。一級評價項目的地面氣象觀測資料調查要求近5年內的至少連續3年的常規地面氣象觀測資料,而二級評價項目對地面氣象觀測資料調查要求為近3年內的至少連續1年的常規地面氣象觀測資料。新導則對常規高空氣象探測資料調查要求也做了明確規定,就項目與高空氣象探測站的距離分別提出要求。新導則還對地面氣象觀測資料以及常規高空氣象探測資料規定了常規調查項目。另外,新導則還提出了若地面氣象觀測站與評價范圍的地理特征不一致,需要進行補充地面氣象觀測的要求,并對其進行了詳細規定。在常規資料分析內容中,新導則明確了主導風向的概念,并進行了相關規定。
(8)在大氣環境影響預測與評價中,新導則明確規定了大氣環境影響預測的步驟,其中引入了預測因子、預測范圍、計算點、預測情景的設定以及預測模式的選擇。新導則規定對建設項目評價等級及評價范圍的確定工作采用估算模式,對于一級、二級評價工作,基于評價范圍的氣象特征及地形特征,模擬單個或多個污染源排放的污染物在不同平均時限內的濃度分布,可采用AERMOD、ADMS、CALPUFF模式系統,不同的預測模式有其不同的數據要求及適用范圍。此外,在一級評價項目預測內容中,明確說明對于施工期超過1年的項目,并且施工期排放的污染物影響較大,應預測施工期間的大氣環境質量,而三級評價項目可不必進行進一步預測,這一點較舊導則而言,有了進一步的簡化。
(9)新導則中提出了大氣環境防護距離的定義,這表明從此環境領域有了自己專業的防護距離。舊導則中的衛生防護距離是借用衛生行業的定義。大氣環境防護距離較衛生防護距離有著更加廣泛的定義和范圍。大氣環境防護距離是計算出的控制距離超出廠界以外的范圍,而衛生防護距離是無組織排放源所在生產單元(生產區、車間或工段)的邊界與居住區邊界間的最短距離,而非廠界至居住區的距離[1]。
舊導則給出的有風條件下、靜小風條件下、長期平均濃度、熏煙條件下、塵粒子模式等9種不同的預測模式,這9種預測模式都是基于著名的連續點源高斯擴散模式[2]推演而來,由于導則中沒有就模型的來源、數學推導、應用條件和使用情況做十分詳細的說明,因此,在模型的應用和計算過程中,常常存在對模型的誤解,并導致計算結果出現偏差。
導則中給出的最大落地濃度及其距離模式是在計算機編程技術未得到普及,在一定假設條件下根據高斯擴散模式導出的解析表達式,該表達式沒有推導過程,事實上缺乏嚴謹[3]。此外,最大落地濃度及其距離模式計算方法煩雜,交叉利用參數次數過多,導則中對參數給出為分段函數形式,且均為經驗值,選取也存在較多的人為因素,與計算點距排氣筒的距離和氣象條件均有很大關系,導致公式的計算結果容易出現較大偏差[4]。根據實際計算結果及相關文獻[5],導則中的最大落地濃度公式及出現距離只與三級評價計算結果接近,而與二級、三級評價計算結果相差甚遠。該模式只能計算單點源的最大落地濃度及其出現距離,而在實際運用中通常有幾個點源共同影響,此公式就不能計算。因此,鑒于該計算模式在實際運用中存在較多問題,許多環評工作者未考慮其實際應用條件,就直接引用進行計算,往往造成了評價者不能解釋其計算結果的尷尬局面。
舊導則中給出的9種不同的預測模式都是基于高斯擴散模式推演而來的,而高斯模式在進行計算時,假設當時條件滿足其所有的前提假設,這會使實際預測計算出現偏差。
基于舊導則給出的預測模式在實際運用過程中存在的問題,新導則采用了英國劍橋環境研究公司及美國環保局提出的ADMS、AERMOD預測軟件,該軟件具有如下特點:以行星邊界層湍流結構及理論為基礎,按空氣湍流結構和尺度概念,湍流擴散由參數化方程給出,穩定度用連續參數表示,對簡單地形和復雜地形進行了一體化處理等。經研究表明,新的軟件提高了預測精度。此外,新導則中由于引用了ADMS、AERMOD等預測軟件,可將紛繁的參數選擇和計算交由計算機處理,使得計算過程得到極大的簡化[6]。只要將氣象數據及必要的污染源數據輸入,就能快速地輸出預測結果[7]。
但因利用ADMS、AERMOD等預測軟件在計算過程中除需常規地面氣象數據外,還需要探空數據,且對計算機資源要求較高、計算十分復雜,這對于小型項目來說,監測資料不全,很難滿足計算要求,因此對小型項目的實際操作性較差。
通過對新、舊大氣環境影響評價技術導則的探討,可得到如下結論:
(1)新導則較舊導則在大氣環境影響預測與評價內容中有了極大的改變。新導則摒棄了紛繁的參數選擇和計算,采用ADMS、AERMOD等預測軟件,使得計算過程得到極大的簡化。
(2)新導則突破性地提出了大氣環境防護距離的概念,改變了原來采用針對有害氣體的無組織排放而提出的衛生防護距離的設定,而衛生防護距離是在衛生行業中提出的。大氣環境防護距離的提出使得環保行業有了自己的防護距離。
(3)新導則在監測布點方面,按角度進行布點,這也是與舊導則最大的不同。
(4)在最終的結果上,新導則規范的更為明確,其規定了對環境空氣敏感區的環境影響分析以及對最大地面濃度點的環境影響分析。
[1]張新莉,吳新敏,雷玉國.環境影響評價中大氣環境防護距離和衛生防護距離的探討[J].環境科學,2009(23):108.
[2]蔣維楣.空氣污染氣象學教程[M].北京:氣象出版社,1993:77-86.
[3]鄧新民.點源大氣擴散模式計算的參數選取[J].成都氣象學院學報,1999,14(2):56.
[4]王峰,程小泉,陳飛.大氣污染最大落地濃度及其距離計算方法的探討[J].環境工程,2008,2(26):42-43.
[5]王菊,房春生,董德明,等.關于導則中最大落地濃度及其距離計算模式的探討[J].重慶環境科學,2003,25(1).
[6]陸志波,陸雍森.MATLAB在環境評價和規劃中的應用[J].四川環境,2003, 22(3):61-65.
[7]劉春莉,李尚科.大氣污染物最大落地濃度計算方法的比較[J].四川環境,2006,6(25):57-59.