ADMS-EIA模型在規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場惡臭影響預測中的應用

顧耘東，陸祥煒，駱蓓菁

(上海勘測設計研究院有限公司，上海 200434)

1 引言

目前，隨著規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場生產(chǎn)需求的不斷擴大，由規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場引發(fā)的環(huán)境污染問題也已日益嚴重[1～3]。近些年來，人們對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場造成的環(huán)境問題，尤其是養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的惡臭，愈發(fā)關注[4，5]。

規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場中的主要惡臭來源，一般由養(yǎng)殖舍、糞污池、干糞暫存場等場所內(nèi)貯存堆放的畜禽糞尿的腐敗分解產(chǎn)生。畜禽糞尿在被微生物降解時，產(chǎn)生各種氣體，混合在一起形成了惡臭[6]。根據(jù)研究表明，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的惡臭不僅會影響周邊居民的健康，更會影響規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場內(nèi)工作人員的感官系統(tǒng)。其中，氨和硫化氫(NH3、H2S)作為規(guī)模化養(yǎng)殖場的惡臭特征污染物還會損害養(yǎng)殖畜禽的健康，從而影響規(guī)模化養(yǎng)殖場的生產(chǎn)效率[7]。

惡臭是規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場營運過程中無法避免的一個大氣污染問題[8]。因此，在環(huán)境影響評價階段對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場進行大氣環(huán)境影響預測評價，通過預測結論評判規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場擬采取的環(huán)保措施、平面布置以及選址等是否滿足相關規(guī)定，對于在決策源頭預防惡臭污染有著重要意義[9～11]。

本次以上海某規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場案例為典型，結合ADMS-EIA模型對該規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的惡臭對大氣環(huán)境影響進行預測分析，探討了ADMS-EIA模型在大氣影響預測方面的應用。

2 ADMS模型簡介

ADMS(Atmospheric Dispersion Management System)由英國劍橋環(huán)境研究中心(CERC)開發(fā)研制，屬于新一代大氣擴散預測模型[12～14]。ADMS模型主要有以下幾個優(yōu)點:①對于氣象數(shù)據(jù)要求較低，在對模型進行預測時，無需要求采集高空氣象數(shù)據(jù)，模擬過程簡單。②ADMS模型采用了最新的大氣結構物理參數(shù)知識，應用了最新的Monin-Obukhov長度和邊界層高度，能更精確地定義邊界層特征參數(shù)，使得隨高度變化而變化的擴散過程可以更真實地表現(xiàn)出來，所獲取的污染物濃度的預測結果更精確可信[15,16]。

與此同時，ADMS模型使用范圍廣泛，適用的污染源有點源、面源、線源以及體源，適用的排放形式可分為連續(xù)源和間斷源。此外，該模型可用于局地尺度，即小于50 km預測范圍內(nèi)的污染源排放的濃度預測。ADMS模型也可以針對不同的地形參數(shù)進行模擬設定，對復雜地形進行污染源擴散預測分析[17]。

3 基于ADMS模型的大氣污染案例分析

3.1 規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場簡介

該規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場營運期主要大氣污染物為養(yǎng)殖舍惡臭廢氣，糞污處理系統(tǒng)有機肥倉庫、有機肥加工車間、固液分離和污泥脫水間及A池、O池、污泥回流池、二沉池、脫氮池、終沉池等區(qū)域產(chǎn)生的惡臭廢氣。養(yǎng)殖舍惡臭廢氣主要是無組織排放，糞污處理系統(tǒng)惡臭廢氣主要是有組織排放。

擬進行惡臭處理措施如圖1所示。

3.2 模型參數(shù)

(1)預測因子與范圍。惡臭廢氣預測因子主要為NH3、H2S。預測范圍為以項目廠址為中心，邊長為5 km的矩形區(qū)域。

(2)計算點。環(huán)境空氣保護目標、網(wǎng)格點、預測范圍內(nèi)的網(wǎng)格最大地面濃度點。

圖1 廢氣處理系統(tǒng)

(3)氣象數(shù)據(jù)。地面氣象資料選用上海某區(qū)2018年氣象數(shù)據(jù)。

(4)污染源數(shù)據(jù)。項目污染源數(shù)據(jù)詳見表1和表2。

(5)預測情景。預測情景見表3。

3.3 預測結果

(1)最大落地濃度。各項污染物最大落地濃度預測結果見表4。

(2)對環(huán)境空氣敏感目標的影響。各項污染物對環(huán)境敏感目標影響預測結果見表5。

(3)正常工況疊加背景預測分析。疊加后NH3、H2S小時濃度預測結果見表6。

表1 無組織面源排放參數(shù)

表2 有組織源排放參數(shù)

表3 大氣環(huán)境影響預測情景

表4 各項污染物最大落地濃度貢獻值預測結果 mg/m3

表5 各項污染物對環(huán)境敏感目標影響預測結果見表 mg/m3

各項污染物對環(huán)境敏感目標影響預測結果見圖2。

(4)周界廢氣排放達標分析。周界處污染物短期濃度貢獻值預測結果見表7。

3.4 結果分析

(1)上海某規(guī)模化養(yǎng)殖場建成運行后，新增污染源正常排放下，NH3和H2S在最大地面濃度點及各敏感目標處的小時濃度貢獻值可達到《環(huán)境影響評價技術導則 大氣環(huán)境》中附錄D.1其它污染物空氣質(zhì)量濃度標準限值要求，短期濃度貢獻值的最大濃度占標率小于100%，可滿足環(huán)境空氣質(zhì)量標準的要求。

表6 NH3、H2S疊加后小時濃度預測結果 mg/m3

表7 廠界(周界)短期濃度貢獻值預測結果 mg/m3

(2)上海某規(guī)模化養(yǎng)殖場疊加區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀濃度后，各敏感目標和網(wǎng)格點處NH3、H2S小時均濃度可滿足《環(huán)境影響評價技術導則 大氣環(huán)境》(HJ2.2-2018)附錄D.1其它污染物空氣質(zhì)量濃度標準限值要求。

(3)上海某規(guī)模化養(yǎng)殖場廠界(周界)處NH3、H2S濃度廠界(周界)短期貢獻值可滿足《惡臭(異味)污染物排放標準》(DB31/1025-2016)中非工業(yè)區(qū)周界監(jiān)控點特征污染物濃度限值要求，廠界(周界)處NH3、H2S短期濃度貢獻值滿足《環(huán)境影響評價技術導則-大氣環(huán)境》(HJ2.2-2018)附錄D.1其它污染物空氣質(zhì)量濃度標準限值要求。

4 結論

通過ADMS模型對上海某規(guī)模化養(yǎng)殖場惡臭影響進行預測分析，結論表明，規(guī)模化養(yǎng)殖場在營運期間采取合理的惡臭污染控制措施后，對規(guī)模化養(yǎng)殖場廠界四周及周邊居民無明顯影響。

ADMS模型可以對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的惡臭污染物影響進行較為準確的預測，對規(guī)模化養(yǎng)殖場進行更加專業(yè)的環(huán)保技術支撐。