1、第 10 章 大气环境防护距离与卫生防护距离10.1 防护距离确定总体原则与评价标准体系构成 10.1.1 防护距离确定应遵循的总体原则 建设项目大气环境防护距离和卫生防护距离的确定是一项涉及建设规划、项目选址、工程建设 总平面布置、环境保护、环境卫生等方面的综合性工作。工业企业无组织排放污染源排放形式较为 分散、排放高度较低低,污染物未经充分扩散稀释就进入地面呼吸带,即使排放量不大,在近距离 内也可能会形成严重的局地污染,因此无组织排放对源附近区域的环境影响往往比有组织排放点源 更强。 从环境空气质量的角度来说,防护距离的主要作用就是为无组织排放的大气污染物提供一段 扩散稀释距离,使之到达居
2、住区最近边界时,有害污染物浓度符合环境空气质量标准的有关规定限 值,不致于影响长期居住区人群的身体健康。大气环境防护距离和卫生防护距离的结果是否客观科学,取决于大气污染物无组织排放源强参 数的确定是否客观真实。综合前面论述的无组织排放源强确定技术方法和无组织排放环境影响评价 的原则,对防护距离的评价时必须遵循的原则汇总如下。 (1)杜绝和减少无组织排放的根本原则 在项目设计、建设及环境评价过程中,必须根据项目特点和GB16297 的规定,结合行业清洁生 产标准和有关环境保护设计规范等,提出杜绝和减少无组织排放的控制措施,尽量通过集气系统收集、处理后改为有组织排放。即防护距离的设置只是一种管理与
3、评价手段,加强无组织排放污染控 制措施、减少排放才是根本和最终目标。 (2)科学、客观确定无组织排放源参数的原则 无组织排放源强的确定要科学、客观,参数要收集全,不能随意类比、计算。应详细列表、绘 图给出无组织排放各污染源调查资料,主要包括占地面积、长度、宽度、排放高度、源距厂界距离、排放量与排放浓度、在总平面图中的布局、与近距离敏感目标的精确距离等。 (3)无组织排放污染影响保守评价原则 确定大气环境防护距离或卫生防护距离的“无组织源”,应当是正常工况下包括了体源、线源、 低矮点源均简化为带有一定高度的面源的所有无组织排放源。 (4)必须落实可行解决方案的原则 应根据大气环境影响浓度预测结果
4、、大气环境防护距离或行业卫生防护距离确定结果,评价项 目选址及总图布置的合理性和可行性,并给出优化调整的建议及方案。在防护距离内不应有长期居 住的人群。(5)计算确定、标准确定与文件规范规定区别执行的原则 大气环境防护距离和卫生防护距离是两个概念,前者属于环境保护部门的环境管理规定并应按 导则 HJ2.2 规定执行,后者属于卫生部门的管理规定并应按国家颁布的各行业卫生防护距离标准执 行。对已发布的环境防护距离规定的建设项目,应严格执行:如环发200882 号文中对生活垃圾 焚烧发电类项目明确规定“新改扩建项目环境防护距离不得小于 300m (该文件规定的环境防护距离,应自项目场界处开始计算,与
5、卫生防护距离类似)”。 对未发布环境防护距离规定的建设项目,应按照 HJ2.2 和环函2009224 号“关于建设项目 环境影响评价工作中确定防护距离标准问题的复函”的要求执行:“一、根据国家环境保护法律法 规的有关规定和建设项目环境管理工作的特点和要求,建设项目的环境防护距离应综合考虑经济、 技术、社会、环境等相关因素,根据建设项目排放污染物的规律和特点,结合当地的自然、气象等 条件,通过环境影响评价确定。二、在建设项目环境影响评价过程中,应按照有关法律法规和国 家环境标准管理办法的规定,严格执行国家和地方的环境质量标准、污染物排放标准及相关的环 境影响评价导则等环保标准。其他标准或规范性文
6、件中依法提出的防护距离要求若与上述环保标准 要求不一致,应从严掌握”。 10.1.2 评价标准空间体系构成与防护距离 对于大气污染物无组织排放环境影响评价标准体系,与有组织排放的思路是基本一致的,主要 包括排放标准和环境质量标准。从需要进行影响评价的空间区域上来看,自建设项目大气污染物无 组织污染源的产生排放、到厂界、厂界外的区域以及环境空气敏感区等的评价区范围内,四部分区 域需要在环境影响评价中分别执行的标准主要是: (1)A 区域,即厂区内无组织排放源产生的区域,执行控制无组织排放源强的标准。需要注意 的是,不同的标准规定的无组织排放源的 A 区域范围是不一样的。例如: 工业炉窑大气污染物
7、排放标准(GB9078)中规定:对无组织排放烟尘及生产性粉尘监测点,设置在工业炉窑所在厂房门窗排 放口处,并选最大浓度值;若工业炉窑露天设置(或有顶无围墙),监测点应选在距烟(粉)尘排放源 5m,最低高度 1.5m 处任意点,并选浓度最大值。 炼焦炉大气污染物排放标准(GB16171)规定: 机械化炼焦炉无组织排放的采样点位于焦炉炉顶煤塔侧第 1 至第 4 孔炭化室上升管旁。 (2)B 区域,即建设项目厂址区域的各厂界,执行控制无组织排放厂界浓度的标准。比如大 气污染物综合排放标准(GB16297 )附录 C 规定:无组织排放监控点一般应设于周界外10m 范围内, 但若现场条件不允许(例如周界
8、沿河岸分布),可将监控点移至周界内侧。同样需要注意的是,不同的标准规定的无组织排放的 B 区域范围也是不一样的, 如 水泥工业大气污染物排放标准(GB4915) 规定:厂界外颗粒物无组织排放的监测在厂界外 20m 处(无明显厂界,以车间外 20m 处)上风方与下 风方同时布点采样,将上风方的监测数据作为参考值。恶臭污染物排放标准(GB14554)规定, 厂界的监测采样点,设置在工厂厂界的下风向侧,或有臭气方位的边界线上。 (3) C 区域, 即自建设项目厂界到评价范围边界之间的区域,执行环境空气质量标准 (如 GB3095、 TJ36 等) 。若项目存在无组织排放污染源且必须设置大气环境防护区
9、域时,C 区域应指自项目大气环 境防护区域(或卫生防护距离)的外边界,到评价范围边界之间的区域。 (4)D 区域,即大气环境防护区域,计算的各无组织源的大气环境防护距离是以污染源中心点 为起点的控制距离,应结合厂区平面布置图,确定控制距离范围,超出厂界以外的范围即为项目大 气环境防护区域。D 区域是由于项目存在无组织排放污染源且必须设置大气环境防护区域情况下, 从厂界到项目大气环境防护区域外边界之间的区域。对大气环评来说,这一区域是自执行排放标准 到执行环境空气质量标准的过渡区域,无组织排放厂界浓度必须首先满足场界排放标准,其次是在 大气环境防护距离内不应有长期居住的人群。 10.2 卫生防护
10、距离确定的技术方法 10.2.1 卫生防护距离的相关规定 制定地方大气污染物排放标准的技术方法(GB/T13201 或GB/T3840,为一个标准两个标准 号,下同)规定:“无组织排放的有害气体进入呼吸带大气层时,其浓度如超过 GB3095 与 TJ36 规定的居住区容许浓度限值,则无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)与居住区之间 应设置卫生防护距离。 ”可见,卫生防护距离是指:在正常生产条件下,无组织排放的有害气体(大气污染物)自生产单元(生产区、车间或工段)边界,到居住区满足 GB3095 与 TJ36 规定的居住区 容许浓度限值所需的最小距离。 在卫生防护距离内不得设置经常居
11、住的房屋,并应绿化。 确定卫生防护距离的方法主要有两种:一是根据 GB/T13201 中的计算公式进行计算,简称“计 算公式法”。二是根据各行业单独制定的行业卫生防护距离标准确定,简称“行业标准法”。 10.2.2 计算公式法及其技术要点 10.2.2.1 GB/T13201 中规定的卫生防护距离计算方法 GB/T13201 中的卫生防护距离计算公式如下:工业企业大气污染源构成主要分为以下三类: (1)类:与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量,大于标准规定的允许 排放量的三分之一者。 (2)类:与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量,小于标准规定的允许 排放量的三
12、分之一,或虽无排放同种大气污染物之排气筒共存,但无组织排放的有害物质的容许浓 度指标是按急性反应指标确定者。 (3)类:无排放同种有害物质的排气筒与无组织排放源共存,且无组织排放的有害物质的容 许浓度是按慢性反应指标确定者。 由于影响卫生防护距离的主要因素是无组织排放源,特征大气污染物一般是无组织排放的排毒系数(大气污染物排放量与容许浓度之比值)最大的污染物,当几种污染物的排毒系数相差不大时, 应考虑高架源的排放状况,进行分析比较,以确定特征大气污染物的构成种类。其中,急性反应指标,是指短时间内一次染毒(吸入、口入、皮入),迅速引起机体某种有害反应的该有毒物质的最 小剂量和浓度;易引起急性反应
13、的有害物质包括有机溶剂、氯、二硫化碳、硫化氢、光气、铅、汞、 毒鼠强等。慢性反应指标,是指慢性染毒(长期反复染毒),累积引起机体某种有害反应的该有毒 物质的最小剂量和浓度;易引起慢性反应的有害物质有SO2、NO2 、生产性粉尘等。 10.2.2.2 计算确定卫生防护距离的技术要点 (1) 在确定卫生防护距离时应当注意的是: 有行业标准的,必须首先从严执行相应的行业标准, 将计算结果与之进行比较,若计算结果小于行业标准,则执行行业标准;若计算结果大于行业标准 的,必须进一步加强无组织排放治理措施、削减源强、实施相关搬迁方案等,以达到行业标准要求。 无行业标准的,通过计算,并依项目周围实际情况确定
14、是否可达标及应该采取的环境保护治理措施。 对扩建工程确定的基础上,还应给出全厂的卫生防护距离。 (2)卫生防护距离实际是无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)的边界与居住 区边界之间的最小直线距离,而非厂界至居住区之间的距离。 呼吸带所涵盖区域范围,与生产单元到居住区之间区域范围应等同,即在污染源所有影响区域 范围内,排放到环境中的污染物浓度如超过环境空气质量标准,包括厂区内、厂界、厂界外,则需 设置卫生防护距离。如在厂区内就满足 GB3095 及 TJ36 要求,可不必设置卫生防护距离。 (3)建设项目环境保护设计规定第十四条: “产生有毒有害气体、粉尘、烟雾、恶臭、噪声 等物质或
15、因素的建设项目与生活居民之间,应保持必要的卫生防护距离并采取绿化措施。 ” (4)卫生防护距离在 100m 以内时,级差为 50m ;超过100m,但小于或等于 1000m 时,级差为 100m ;超过 1000m 以上,级差为 200m。当计算的 L 值在两级之间时,取距离大的一级。 (5)计算风速必须按规定取近 5 年平均风速值。 (6)卫生防护距离是环境保护中执行的标准控制措施之一,鉴于 GB/T13201 中的卫生防护距离 估算方法有一定的局限性,因此最好用模式计算轴线浓度校核,最终与厂界浓度达标分析结论、大 气环境质量标准应保持一致,即浓度轴线分布规律在厂界、卫生防护距离处应结论一致
16、。若无组织 排放源的最大落地浓度已超过了厂界浓度限值,则必须先削减源强,使其厂界浓度首先达标,然后 再判断是否超过环境空气质量标准,再考虑卫生防护距离的设置问题。 (7)无组织排放多种有害气体的工业企业在确定卫生防护距离时,计算应按各种有害气体单独 作用的影响考虑,卫生防护距离最终结果取其中最大者。但是,当按两种或两种以上的有害气体的QC/Cm 值计算的卫生防护距离在同一级别时,该类工业企业的卫生防护距离级别应提高一级。 (8)为了控制工业企业大气污染物的排放,国家和地方都制订了污染物排放标准,限定了某些 高架源的排放水平。另外通过企业提高管理水平,保证设备完好率,也在一定程度上控制了污染物的
17、无组织排放。无组织排放可以达到的控制水平应根据国内生产管理与污染物控制处于先进水平的 同类企业的现有水平及改进的可能性确定。QC 取同类企业中生产工艺流程合理,生产管理与设备维 护处于先进水平的工业企业,在正常运行时的无组织排放量。 (9)在确定污染物排放标准浓度时,首先要执行环境空气质量标准(GB3095 )规定的二级标准 任何一次浓度限值;其次是执行工业企业设计卫生标准(TJ36)规定的居住区一次最高容许浓度限 值,该标准只规定日平均容许浓度限值的大气污染物,一般可取其日均浓度限值的 3 倍,但对于致 癌物质、毒性可积累的物质,如苯、汞、铅等,则直接取其日平均容许浓度限值。 (10)卫生防
18、护距离确定后,应根据项目评价区地理位置图或厂区平面布置图,画出以卫生防 护距离为半径的圆圈线,并根据实际情况判定是否可以达标,且作为以后规划及建设的科学依据, 卫生防护距离范围内不得规划建设居住区、学校、医院等敏感保护目标。 (11)地处复杂地形条件下的工业企业应在风洞模拟或现场扩散试验的基础上确定卫生防护距 离,并报主管部门,由建设主管部门和所在省、市、自治区的卫生和环境主管部分确定。 10.2.3 行业标准法及其技术要点 10.2.3.1 行业标准法规定的主要卫生防护距离标准 针对 GB/T13201 计算公式法确定卫生防护距离经常出现计算值偏大的问题, 基于 1962 年颁布的 GBJ1
19、-1962工业企业设计卫生标准(已废止,是沿用前苏联同类标准制定的)、1979 年颁布的 修订后的 TJ36-79工业企业设计卫生标准 ,从 1980 年起至 2000 年,由中国预防医学中心卫生 研究所负责拟定适合我国国情的工业企业卫生防护距离标准,根据现场调研、实测数据和流行病学 资料,先后研究制定了 30 几个行业的工业企业卫生防护距离标准,涵盖了造纸、水泥、炼油、炼铁、 焦化、氯碱、火葬、铅蓄电池等污染严重的工业企业,其各自详细内容可在中华人民共和国卫生部 网站及卫生部旧网站中的“卫生标准”栏目中调阅(http:/61.49.18.91/publicfiles/business/htm
20、lfiles/wsb/index.htm) 。表 10-2 简要列出了 各行业的工业企业卫生防护距离标准主要内容,详细内容及技术规定见附录 A。注:卫生防护距离按所在地区近五年平均风速规定。 10.2.3.2 行业标准法确定卫生防护距离的技术要点 在执行各行业的工业企业卫生防护距离标准时,应注意以下几个方面的问题: (1)鉴于各行业标准制订时,所选择的无组织排放源的源强,是以最佳实用技术原则为基础, 即是在技术先进、经济合理、符合清洁生产要求的工艺、设备,在正常运转条件下可能散逸出的无 组织排放量作为源强计算值。而对于工艺、设备技术落后、管理不善的企业,其散逸无组织排放量 可能会较大,因此不适
21、宜直接执行行业标准,评价时也必须提出改进工艺流程、提高生产设备技术 水平、减少无组织排放措施、加强日常运行管理水平等要求。 (2)确定执行行业卫生距离标准的同时,应与厂界浓度预测、环境空气敏感区浓度预测、卫生 防护距离计算等评价结果综合验证并保持一致性,避免出现差异较大的情形,即项目的厂界浓度、 环境空气敏感区浓度必须首先达标。 (3)注意建设项目的生产规模的确定,比如 GB18078-2000 规定的班屠宰量(头),可参考 畜禽 养殖业污染物排放标准 (GB18596)中的规定,对不同蓄禽种类的屠宰量规模换算成猪的屠宰量, 换算比例为:30 只蛋鸡换成 1 头猪,60 只肉鸡折算成 1 头猪
22、,1 头奶牛折算成 10 头猪,1 头牛折算成 5 头猪。(4)应采用近 5 年平均风速确定各行业的卫生防护距离,注意行业标准一般只适用于平原、微 丘地区,且应考虑风向频率及地形等因素的影响。地处复杂地形条件下的行业卫生防护距离,应根 据大气环评报告,由建设单位主管部门与项目所在省、自治区的卫生、环境保护主管部门共同确定。 (5)各行业卫生防护距离标准,一般只适用于标准实施后的新建项目。例如 SH3093-1999 规 定:石油化工企业的新建工程和需扩大装置(设施)界区的改扩建工程必须遵守本标准。对于在原装 置(设施)界区内改扩建工程和技术改造工程,由于是原地改造,且改造后工艺、设备技术必须有
23、所 提高,使无组织排放源的源强减少,对居住区不会造成新的影响,因此一般不考虑修改已存在的卫生 防护距离。 ”另外对全封闭式污水处理场的卫生防护距离可减少60%,部分封闭式的可减少 30%。 (6)考虑恶臭污染物及有毒有害污染物的影响,对有些项目必须设置最小的卫生防护距离,尤 其是石油化工项目或生产装置。例如:SH3093-1999 规定:未列出的装置(设施)与居住区之间的 卫生防护距离一般不应小于 150m ,当小于 150m 时应根据环境影响报告书的结论确定。 (7)注意以噪声污染为主的工业企业、电视塔电磁辐射的卫生防护距离,与以大气污染影响为 判别依据的各行业卫生防护距离的不同。例如以噪声
24、污染为主的工业企业卫生防护距离标准 (GB18083-2000 ) ,不适用于以气型污染为主的化工、农药、橡胶、制药、造纸、金属冶炼、火电站、 采矿、玻璃、石棉、水泥、耐火材料等工业企业。(8)需要注意有关地方标准中卫生防护距离的执行,比如:吉林省地方标准糠醛工业污染物 控制要求(DB22/426-2005)规定:卫生防护距离:自本标准实施之日起,新建项目的卫生防护距 离至少为 1000m 。卫生防护距离范围内不应设置居住性建筑物,但宜绿化。 (9) 村镇规划卫生标准(GB180552000) 中规定的:养猪场(头)50010000 为 200800m; 1000025000 头为 800 1
25、000m 。环发200418 号关于加强畜禽养殖业环境监管、严防高致病性 禽流感疫情扩散的紧急通知中规定: “新建畜禽舍应在居民区下风向,并远离居民区至少 500m” 。 另外,对项目选址或选线、危险化学品储存等涉及到的建设项目与居住区等敏感保护目标之间 的缓冲距离、卫生、环境、安全防护等最小距离有关规定,必须同时执行(如行业准入条件规定的 最小距离等)。详细内容将在 10.4 节进行论述。 10.2.3.3 行业标准法卫生防护距离标准仍执行的可行性分析 虽然行业标准法存在一些局限性和不足,但是行业标准法确定的卫生防护距离,是基于考虑建 设项目的气态化学污染物、尘粒污染物、恶臭污染、物理因素污
26、染(噪声、微波电磁辐射)和环境 风险等有害因素的特点(发生、扩散、稀释、衰减、降解特征),并进行现场实测与模式推算、环境 影响评价资料调查、环境流行病学调查、类比国外卫生标准、模式验证等综合得出的,其科学、客 观与实际的合理性是任何纯粹的模式理论计算方法不可比的。其中,各行业标准法工业企业卫生防 护距离计算模式的函数关系见表 10-3。 表 10-3 各行业标准法工业企业卫生防护距离计算模式的函数关系 注:恶臭污染物类,与一般气态污染物的卫生防护距离标准确定原则与方法的不同,恶臭排放源强是以单位时间 排入大气的恶臭强度计,其排放浓度是将单位体积清洁空气污染到嗅阈浓度的恶臭物质的量(OLF/m
27、3 )。采用恶臭物质的感官鉴定正解概率方法确定恶臭强度(OLF)。根据国外研究和现场实测研究表明,恶臭物质的扩散符合气态化 学污染物扩散规律,近似于正态分布。因此,固定高架源可采用高斯扩散模式确定空间任一点恶臭浓度,恶臭的无 组织排放可用等效点源的面源扩散模式估算地面恶臭浓度。 环境风险因素类,制定风险因素所需卫生防护距离标准(亦可称安全防护距离标准)的原则是首先判断风险 表征,根据风险来源出现的频率级别,确定风险事件发生的可能性和后果并估算出稀少事件的风险度。根据事件回 顾性调查确定模式和计算参数选择。例如煤制气厂贮罐爆燃威力估算通常选用霍普金森标尺化定律,其中作为基准 值的关键参数“压强”
28、即由事件回顾性调查取得的破环程度而确定。 上表引自,邵强、洪燕峰、窦燕生等“工业企业卫生防护距离标准体系研究方法学” ,卫生研究,第 23 卷第 5 期,1994 年 9 月,P317。有关注释内容引自,邵强、洪燕峰、窦燕生等“工业企业卫生防护距离标准体系研究研究结果及结论“,卫生研究,第 23 卷第 6 期,1994 年 11 月,P377380。 另外,各行业的卫生防护距离标准一般均为国家标准或行业标准,而大气环境防护距离只是环 境保护部门制定的环境影响评价技术导则要求,无法完全取代前者。因此,在环境影响评价实践中, 一定条件下、一定时期内原国家及各行业单独制定的行业卫生防护距离标准仍可参
29、照执行。 一定条件下:在各行业标准法确定卫生防护距离中均明确规定,此法只适用于“地处平原微丘 地区的新建、改、扩建工程”,“地处复杂地形条件下的工业企业所需卫生防护距离,应由建设单 位主管部门与建设项目所在省、市、自治区的卫生与环境保护主管部门,根据环境影响评价报告书 共同确定。”此外,还应“考虑风向频率及地形因素的影响”,这也为环境保护主管部门制定大气 环境防护距离标准提供了参考。 一定时期内:鉴于 SCREEN3 模型法确定大气环境防护距离偏重于理论计算,将来应参照行业标 准法确定卫生防护距离的实践,在制定无组织排放源强确定技术方法规范、建立相应数据库的基础 上,制定出科学的、系统的、可操
30、作性更强的各行业大气环境防护距离标准。在此标准体系建立之 前,行业卫生防护距离标准仍可在环境影响评价中参照执行。 10.3 大气环境防护距离确定的技术方法 在环境影响评价技术导则 大气环境(HJ2.2-2008)中,对“大气环境防护距离”进行了规 定。2008 年 9 月 4 日国家环境部也在环发200882 号“关于进一步加强生物质发电项目环境影响 评价管理工作的通知”中正式提出了“环境防护距离”的评价要求。例如:在“生物质发电项目环 境影响评价文件审查的技术要点”“一、生活垃圾焚烧发电类项目”中规定“6、环境防护距离:根 据正常工况下产生恶臭污染物(氨、硫化氢、甲硫醇、臭气等)无组织排放源
31、强计算的结果并适当考虑环境风险评价结论,提出合理的环境防护距离,作为项目与周围居民区以及学校、医院等公共 设施的控制间距,作为规划控制的依据。新改扩建项目环境防护距离不得小于 300m 。”在“二、农 林生物质直接燃烧和气化发电类项目”中规定“6、恶臭防护距离:按照其恶臭污染物(氨、硫化氢、 甲硫醇、臭气等)无组织排放源强确定合理的防护距离。”在“三、垃圾填埋气发电及沼气发电类 项目”中规定“5、恶臭防护距离:按照其恶臭污染物(氨、硫化氢、甲硫醇、臭气等)无组织排放 源强确定合理的防护距离。” 可见,在环境影响评价与环境保护工作中,必须进行环境防护距离的计算、确定。而根据制 定地方大气污染物排
32、放标准的技术方法(GB/T13201 )计算公式确定卫生防护距离的方法应同时作 为参考依据,原国家及各行业单独制定的行业卫生防护距离标准仍需执行。 10.3.1 大气环境防护距离与大气环境防护区域 对大气环境防护距离和大气环境防护区域的规定主要为: (1)大气环境防护距离:为保护人群健康,减少正常排放条件下大气污染物对居住区的环境影 响,在项目厂界以外设置的环境防护距离。在大气环境防护距离内不应有长期居住的人群。 (2)采用推荐模式中的大气环境防护距离模式计算各无组织源的大气环境防护距离。计算出的 距离是以污染源中心点为起点的控制距离,并结合厂区平面布置图,确定控制距离范围,超出厂界 以外的范
33、围,即为项目大气环境防护区域。 (3)大气环境防护距离设置:根据大气环境防护距离计算结果,结合厂区平面布置图,确定项 目大气环境防护区域,若大气环境防护区域内存在长期居住的人群,应给出相应的搬迁建议或优化 调整项目布局的建议。 大气环境防护距离和大气环境防护区域示意见图 10-1。图中圆形区域的半径 R,即为计算的无 组织源的大气环境防护距离;图中阴影区域,即为建设项目的大气环境防护区域。 图 10-1 大气环境防护距离和大气环境防护区域示意图 10.3.2 大气环境防护距离确定方法及其技术要点 10.3.2.1 SCREEN3 模式系统理论大气环境防护距离计算模式是基于估算模式(SCREEN
34、3)开发的计算模式,此模式主要用于确定 无组织排放源的大气环境防护距离。 SCREEN3 是基于 ISC3 模型的估算模式,鉴于其最新的版本 AERSCREEN估算模式(基于 AERMOD 模型)美国环保局法规模式中心尚未公布,目前的研究、计算和 HJ2.2 也都以 SCREEN3 来进行和规 定。对于面源,AERMOD 在ISC3 的基础上增加了一些实用的内容。面源形状的输入参数除正方形和 矩形外,还可以输入圆形和多边形。多边形可允许多至接近于圆的 20 个边。圆形应输入圆心位置和 半径。可见 AERMOD 模型中面源处理功能被增强,AERMOD模型中对于面源模式与 ISC3 模型是基本一
35、致的。SCREEN3 采用了单源高斯烟羽扩散模式,适合模拟小尺度范围内流场一致的气态污染物的传输 与扩散,可用于模拟点源、面源、线源、体源、逆温、海岸线等的下风向轴线上的最大浓度。由于 默认选项为城市复杂地形、 所有气象组合 (ABC D EF 各稳定度和风速自 1.0m/s20.0m/s ), SCREEN3模式(或未来的 AERSCREEN)估算的地面浓度大于等于采用 ISC3 模型(或未来的 AERMOD 模 式)用全部气象数据和地形数据计算的浓度,因此基于估算模式开发的大气环境防护距离计算结果 也是保守的。 10.3.2.2 大气环境防护距离确定技术要点 (1)设置大气环境防护距离的前
36、提 首先,无组织排放源场界监控点处排放浓度必须达标;其次,无组织排放源场界外存在小时(或 一次)浓度超过环境质量标准的情况。 (2)大气环境防护距离确定方法 采用推荐模式(SCREEN3 或 AERSCREEN )计算各无组织源的环境空气质量最远达标距离,计算出 的环境防护距离是以污染源中心点为起点的控制距离,并结合厂区平面布置图,确定控制距离范围, 超出厂界以外的范围,即为建设项目大气环境防护区域。结合总平面布置和环境敏感区分布图,绘 制大气环境防护距离范围图,如有多个无组织源应绘制各自的包罗线图。 大气环境防护距离计算时,不需要考虑原来卫生防护距离计算时所涉及的提级、叠加周围点源 的综合影
37、响,也不考虑污染物的毒性。 (3)大气环境防护距离计算参数确定 1)模型为 SCREEN3 模型(VERSION DATED 96043)或未来的AERSCREEN,计算参数默认值采用 了城市地面、测风高度 10m 、考虑所有风向与所有气象组合的方式。 2)计算点相对源基底高均为 0。计算点默认值为离源中心 10m 到 5000m ,在 100m 内间隔采用 10m,100m 以上采用 50m,不需对模型最终的输出结果进行提级或取整。如超标距离大于 2000m,应先削减排放源强,再计算环境防护距离。 3)当无组织源排放多种污染物时,应分别计算各自的防护距离,并按计算结果的最大值确定其 大气环境
38、防护距离。 4)对属于同一生产单元(生产区、车间或工段)或虽属不同生产单元但距离近、范围小的无组 织排放源,应合并作为单一面源计算并确定其大气环境防护距离。 5)如果有多个不属于同一生产单元的无组织排放面源,应对每一个面源分别计算各自的防护距 离,画出各自的控制区,这些控制区合并组成项目的防护控制区域。 6)对于非矩形面源,要折算成面积相等、形状相近的矩形面源(但不应将全部非矩形面源都折 算成正方形面源,除非形状上接近正方形),且要求面源的长、短边长比值不能超过 10:1,超出这 个限制的宜分成多个面源。 (4)计算环境防护距离时应采用的评价标准 应遵循 GB3095 中的 1 小时浓度标准或
39、 TJ36 中居住区最高容许浓度一次浓度标准的规定。 如无小时 标准执行日均标准。有厂界排放浓度标准的,大气环境影响预测结果应首先满足 GB16297、GB14554 等规定的厂界浓度排放标准。如预测结果在厂界监控点处(以标准规定为准)出现超标,必须要求 工程采取可靠的环境保护治理措施以削减排放源强。 (5)环境防护距离和卫生防护距离的同时执行 现行国家标准中尚有效的各行业卫生防护距离标准,首先应执行该卫生防护距离标准。在环评 中应根据工程分析确定的无组织排放源参数计算大气环境防护距离,如环境防护距离大于行业卫生 防护距离,则必须采取措施削减源强,这样还应该与厂界浓度预测结果和评价区域最大浓度
40、预测结 果来相互比较,确定合理客观的评价结论和保守预测结果。 对于没有相关的行业卫生防护距离标准的,应同时计算卫生防护距离和大气环境防护距离,防 护距离可分别评价。 (6)新建工程、现有工程和全厂防护距离的共同确定 在具体环境影响评价时,既要注意新建项目的环境防护距离的确定,也应注意现有工程防护距 离的确定,及全厂防护距离的确定,并应分别图示防护区域范围。对建设项目建成后本身为环境空 气敏感保护目标的,如学校、医院、居住区等,还应注意其周围项目的防护距离规定,比如某旧村 改造项目,其拟选厂址毗邻两个养殖场,据调查养殖场均设置了 500m 的防护距离,则该旧村改造项 目选址是不合理的。 (7)大
41、气环境防护距离计算结果与估算模式和进一步预测模式浓度结果不具有可比性 应当注意,大气环境防护距离计算结果与进一步预测模式的浓度计算结果并不具有完全的一致性。采用进一步预测模式得到的污染物浓度预测结果,是考虑了建设项目所有的有组织和无组织排 放源的共同浓度贡献,以及评价区域实际地形地貌、气象等综合因素的影响,因此场界外的浓度预 测结果可能超过大气环境防护距离的估算结果。对于在大气环境防护距离之外出现预测浓度超过环 境质量标准的情形,应采取有效的污染源控制与削减措施,确保环境空气质量达标。而作为环境管 理规定的大气环境防护距离,仅是按无组织排放源、设定默认条件下的计算结果。但大气环境防护 距离计算
42、结果(默认选项城市),与估算模式浓度计算结果(选项为城市时),在同一无组织排放参 数条件下,应当是一致的。 (8)不必设置大气环境防护距离的情形 计算大气环境防护距离时,如果给定的计算点(10m 和 50m 间距离散点)都未超过环境空气质 量标准,但最大落地浓度点超标,则防护距离取超标点外延的邻近计算点。对于计算结果为没有超 过环境空气质量标准限值的无组织排放源,不必再设置大气环境防护距离。 (9)大气环境防护距离范围内有敏感目标时的解决方案 当计算确定的大气环境防护距离范围内有环境空气敏感保护目标时,可考虑采取的措施包括: 1)削减源强。必须采取更加严格可行和有效的无组织排放污染控制措施,以
43、削减排放源强;最 终计算大气环境防护距离的污染物排放源强,应采用削减后的源强。 2)优化总平面布置。调整无组织排放源与敏感目标的相对位置,避免不利影响。 3)另选厂址。贯彻以人为本的理念,另选大气环境防护距离范围内无敏感目标的厂址。 4)落实敏感目标搬迁方案。结合被影响敏感目标公众参与意见,制定完善的搬迁方案(搬迁计 划、搬迁去向、搬迁时限、资金保障等),确保建设项目试运行前搬迁完毕。 10.3.3 大气环境防护距离和卫生防护距离确定方法对比 10.3.3.1 大气环境防护距离 SCREEN3 模型法和卫生防护距离确定两种方法对比 对于没有行业卫生防护距离标准的项目,分别采用 SCREEN3
44、模型法计算大气环境防护距离和计 算公式法计算卫生防护距离,对比结果详见表 10-4。对于有行业卫生防护距离标准的项目,采用 SCREEN3 模型法计算大气环境防护距离和行业标准法确定的卫生防护距离,对比结果详见表 10-5。 卫生防护距离计算结果分别给出了初始计算值(即最远超标点离面源中心距离)、最终执行评价 值(即按规定级差取整后的防护距离),大气环境防护距离则直接给出取整结果。例如:表 10-4 中 2 某 60 万 t/a 纯碱工程的大气环境防护距离计算值为 1150m,卫生防护距离初始计算结果为 1471m 但 取整结果为1500m。 表 10-4 大气环境防护距离 SCREEN3 模
45、型法和卫生防护距离计算公式法对比注:对卫生防护距离计算公式法,按是否同时有排放相同污染物的排气筒及排放量是否大于最高允许排放速率的 1/3 考虑了工业企业大气污染源构成分为三类: 类、类、类。其具体类别规定见 GB/T13201-91 之 7.4 节。 无组织排放源的源高,是指考虑了烟气抬升的有效源高。 由表 10-4 可见: (1)对于卫生防护距离计算公式法和环境防护距离 SCREEN3 模型法,两者共同的难点均是无组 织源强的确定是否科学、客观、准确。 (2)在差异方面,前者的计算输入参数要多当地近 5 年平均风速、工业企业大气污染源构成类 别等 2 项,而不必输入无组织排放有效源高参数;
46、而后者的计算输入参数则要特别注意无组织排放 面源的长度、宽度、有效源高等。卫生防护距离计算公式法中,无组织排放等效半径是假设生产单 元占地为圆形面积计算的,而实际上大多数的工业无组织排放面源为矩形甚至长条形,导致其计算 结果并不合理。例如:表 10-4 之 6 某垃圾填埋工程面源面积 75000m 2 ,无组织排放圆形等效半径 r =(75000/3.14159) 0.5 =154.5m,卫生防护距离计算公式法得到的结果是 130m 、取整数级后为 200m; 如按等面积正方形(边长 273.9m )计算环境防护距离结果则为 250m ;但按面源实际长 500m、宽 150m 采用 SCREE
47、N3 模型法计算的环境防护距离结果则为 350m。这也从另一方面可以看出 SCREEN3 模型法 计算环境防护距离要求明确面源的长度、宽度是符合实际的,更加科学合理。 由表 10-5 可见: 行业标准法中,当近 5 年平均风速小于 2.0m/s 时,卫生防护距离明显分类结果偏大。而采用 SCREEN3 模型法计算的环境防护距离最大仅相当于近 5 年平均风速 2.04.0m/s 时的卫生防护距离。 说明行业标准法的结果还是偏保守的,SCREEN3 模型法的结果是较为客观科学的。注:因石油化工企业卫生防护距离(SH3093-1999)中无组织排放面源仅有面积,无长度、宽度数据,上表中在用 SCRE
48、EN3 模型法对比计算环境防护距离时,对无组织排放面源按等面积的正方形或近圆形进行处理,虽不合理但与卫 生防护距离计算时的等效半径圆形有较好的可比性,且源高是指考虑了烟气抬升的有效源高,仅为研究。 鉴于行业标准法对无组织排放源的确定并不十分关注(但更关注工艺水平、污染控制措施等) ,要想得到较为 客观的无组织排放源强也有困难,我们特别对比典型企业无组织排放量统计值,这些值是通过实地污染源调查、环 评资料以及环境监测所得地面浓度反推获得,详见 SH3093-1999。 10.3.3.2 大气环境防护距离与卫生防护距离的综合异同分析 10.3.3.2.1 确定方法可操作性 环境防护距离 SCREE
49、N3 模型法计算简单易行,卫生防护距离计算公式法操作较复杂,卫生防护 距离行业标准法查表简单易操作。 10.3.3.2.2 计算判别依据 (1)大气环境防护距离 SCREEN3 模型法 1)无组织排放源强; 2)无组织排放面源的长度、宽度和有效源高; 3)环境质量标准浓度限值(GB3095 与 TJ36 小时、一次浓度值或日均浓度值); 4)计算结果取整规定,直接按模型计算结果确定,不再提级或取整。 (2)卫生防护距离计算公式法 1)无组织排放源强;2)无组织排放源的面积或等效半径; 3)环境质量标准浓度限值(GB3095 与 TJ36 小时或一次浓度值); 4)工程所在地近 5 年平均风速和大气污染源的构成类别(是否同时有排放相同污染物的排气筒 及排放量是否大于最高允许排放速率的 1/3)共同确定的卫生防护距离计算系数(A、B 、C 、D ); 5)计算结果取整规定(卫生防护距离在 100m 以内,级差为 50m ;超过 100m 但小于1000m 时, 级差为 100m;超过 1000m 以上时,级差为 200m)。 (3)卫生防护距离行业标准法 1)工程的类别与规模; 2)不同的装置、分类及污染因子; 3)工程所在地近 5