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1、第一节第一节 大气环境概述大气环境概述一、基础知识一、基础知识 1 1、大气的组成、大气的组成 干洁空气干洁空气 气溶胶气溶胶 污染物质污染物质干洁空气干洁空气水水汽汽固体固体N2O2其它其它低层大气的组成低层大气的组成干洁空气的组成干洁空气的组成2 2、大气的垂直分布、大气的垂直分布 根据大气圈垂根据大气圈垂直方向上直方向上温度、化温度、化学成分、荷电等物学成分、荷电等物理性质差异和大气理性质差异和大气运动状态运动状态，可将大，可将大气圈分为气圈分为对流层、对流层、平流层、中间层、平流层、中间层、热成层、逸散层热成层、逸散层等等五个圈层。五个圈层。3 3 主要气象要素主要气象要素 与大气扩散
2、密切相关的气象要素称为与大气扩散密切相关的气象要素称为污染气象要素或污染气象要素或扩散气象要素。扩散气象要素。 气温气温 气压气压 湿度湿度 风风 云云 能见度能见度4 4、大气边界层的温度场、大气边界层的温度场 1 1）干绝热温度递减率（）干绝热温度递减率（rdrd） 干空气或未干空气或未饱和的湿空气块温度变化的数值叫干绝热递饱和的湿空气块温度变化的数值叫干绝热递减率。减率。 干绝热递减率干绝热递减率是指气团绝热上升时，会因是指气团绝热上升时，会因周围气压的减少而体积膨胀，用内能反抗外周围气压的减少而体积膨胀，用内能反抗外力，因此，它的温度就下降力，因此，它的温度就下降。2 2）温度层结与烟
3、羽形状）温度层结与烟羽形状正常正常 烟羽形状为波浪型烟羽形状为波浪型（翻卷型）（翻卷型） 中性中性 烟羽形状为圆锥型（翻烟羽形状为圆锥型（翻卷型）卷型）等温等温逆温逆温 烟羽形状为长带型烟羽形状为长带型 上扬型烟羽上扬型烟羽 出现在日落前后。出现在日落前后。 熏烟型烟羽熏烟型烟羽 出现在日出后。出现在日出后。3 3）逆温）逆温 辐射逆温辐射逆温 下沉逆温（压缩逆温）下沉逆温（压缩逆温） 湍流逆温湍流逆温 锋面逆温锋面逆温 平流逆温平流逆温5 5、大气边界层的风场、大气边界层的风场 1 1）风的形成）风的形成 2 2）风速廓线）风速廓线 风速随高度变化的曲线称为风速廓线。风速随高度变化的曲线称为
4、风速廓线。 我国常用幂函数风速廓线模式：我国常用幂函数风速廓线模式： u2=u1(z2/z1)p 式中式中u2表示烟囱出口处环境空气平均风速（米表示烟囱出口处环境空气平均风速（米/秒），秒）， z1代表邻近气象站测风仪所在的高度（米，通常为代表邻近气象站测风仪所在的高度（米，通常为10米），米）， u1表示相应的气象站表示相应的气象站z1高度高度5年平均风速，年平均风速， z2代表烟囱出口处高度。代表烟囱出口处高度。3 3）地方性风场）地方性风场 在局部地区由于在局部地区由于地形的影响会形成地形的影响会形成空间和时间尺度上空间和时间尺度上都比较小的地方性都比较小的地方性风。风。 山谷风山谷风
5、发生在山区发生在山区的山风和谷风的总的山风和谷风的总称。是以称。是以2424小时为小时为周期的局部环流周期的局部环流。 海陆风海陆风 海风和海风和陆风的总称，发陆风的总称，发生在海陆交界地生在海陆交界地带，以带，以2424小时为小时为周期，也会发生周期，也会发生在内陆湖泊、江在内陆湖泊、江河的水陆交界处，河的水陆交界处，但其活动范围较但其活动范围较小。小。 城市热岛环流城市热岛环流 由城乡温度差由城乡温度差引起的局地风。引起的局地风。 城乡温度差异城乡温度差异的主要原因是的主要原因是：城市城市人口密集、工业集中，人口密集、工业集中，使得能耗水平高；城使得能耗水平高；城市建筑水泥路面等市建筑水泥
6、路面等的热容量大；城市上的热容量大；城市上空笼罩着烟雾和空笼罩着烟雾和COCO2 2，使地面有效辐射减弱。使地面有效辐射减弱。二、污染气象参数调查二、污染气象参数调查1 1、一般污染气象参数、一般污染气象参数 调查内容由各种不同类型的环境影响调查内容由各种不同类型的环境影响评价的性质和要求以及评价等级决定，一评价的性质和要求以及评价等级决定，一般包括：般包括：地面气象资料、高空气象资料、地面气象资料、高空气象资料、调查的时间跨度、气象资料的统计分析。调查的时间跨度、气象资料的统计分析。2 2、大气平均场参数和湍流扩散参数的调查、大气平均场参数和湍流扩散参数的调查地面观测参数地面观测参数 地面大
7、气温度、湿度、气压、地面大气温度、湿度、气压、总云和低云量、距地面总云和低云量、距地面1010米高的风速、风米高的风速、风向、山谷风、海陆风、城市环流等的频率向、山谷风、海陆风、城市环流等的频率和空间范围。和空间范围。低空观测参数：低空观测参数：距离地面距离地面1515米以下风向、风米以下风向、风速随高度的变化关系，并按大气稳定度分速随高度的变化关系，并按大气稳定度分类。类。三、大气污染概述三、大气污染概述1 1、大气污染类型、大气污染类型 1 1）还原型（煤炭型）还原型（煤炭型）：常发生在以使用常发生在以使用煤炭和煤炭和石油石油为燃料的地区。主要污染物是为燃料的地区。主要污染物是SO2、CO
8、2和和颗粒物颗粒物 2 2）氧化型（汽车尾气型）氧化型（汽车尾气型）：大多发生在以使用大多发生在以使用石石油油为燃料的地区，污染物的主要来源是汽车排气、为燃料的地区，污染物的主要来源是汽车排气、燃油锅炉以及石油化工生产。燃油锅炉以及石油化工生产。2 2、大气污染源和污染物、大气污染源和污染物1 1）污染源）污染源 工业企业工业企业 生活炉灶与采暖锅炉生活炉灶与采暖锅炉 交通运输交通运输2 2）污染物）污染物 颗粒物颗粒物 硫氧化物硫氧化物 碳氧化物碳氧化物 氮氧化物氮氧化物 碳氢化合物碳氢化合物第二节第二节 大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价一、大气污染指数评价法（主要方法）一、大气污染
9、指数评价法（主要方法） 用大气污染监测结果和大气环境质量标用大气污染监测结果和大气环境质量标准定义的一种数量尺度，并以些作依据来评准定义的一种数量尺度，并以些作依据来评定现实的大气环境质量对人类社会发展需要定现实的大气环境质量对人类社会发展需要的满足程度。的满足程度。 常用的大气环境质量指数包括：常用的大气环境质量指数包括： 、均值型指数、均值型指数 式中式中例如：例如：南京南京 ）（也用公式（也用公式 计算各环境要素的质量。）计算各环境要素的质量。）北京北京 ， niiPn11iiiscP2222(31NONOSCSsoCso降尘降尘kiiiiPWQ1）飘尘飘尘CSsoCso22(21P00
10、.010.010.10.1-114.54.5-10大于大于10级别级别清洁清洁微污染微污染轻污染轻污染中度污染中度污染重污染重污染严重污染严重污染分级标准分级标准2 2、上海型大气质量指数、上海型大气质量指数 上海第一医学院，姚志麒教授提出，认为用上海第一医学院，姚志麒教授提出，认为用Pi作指数，作指数，若两地选择参数不同，无法进行比较，若采用均值型指数，若两地选择参数不同，无法进行比较，若采用均值型指数，可能掩盖了高浓度的污染物的危害情况可能掩盖了高浓度的污染物的危害情况。所以提出，形式为：。所以提出，形式为：niiiiiscnsc1)1()max(上海分级标准分级标准指数指数小于小于0.6
11、0.6111.91.92.8大于大于2.8分级分级清洁清洁轻污染轻污染中污染中污染重污染重污染极重污染极重污染例，例，欲进行某区环境影响评价，监测数据如下：欲进行某区环境影响评价，监测数据如下：C CTSPTSP=0.38mg/m=0.38mg/m3 3，C CSO2SO2=0.20 mg/m=0.20 mg/m3 3，C CNOxNOx=0.08 mg/m=0.08 mg/m3 3，大气质量，大气质量执行国家二级标准，即执行国家二级标准，即S STSPTSP=0.3 mg/m=0.3 mg/m3 3,S,S SO2 SO2=0.15 =0.15 mg/mmg/m3 3,S,SNoxNox=0
12、.10 mg/m=0.10 mg/m3 3。试分析评价区大气质量状况。试分析评价区大气质量状况。解：解：I ITSPTSP=0.38/0.3=1.267, I=0.38/0.3=1.267, I SO2 SO2=0.2/0.15=1.333, =0.2/0.15=1.333, I INOxNOx=0.08/0.10=0.8,=0.08/0.10=0.8,所以所以Imax=1.333,Iaver=(1.267+1.333+0.8)/3=1.133Imax=1.333,Iaver=(1.267+1.333+0.8)/3=1.133niiiiiscnsc1)1()max(上海= =（1.3331.3
13、33* *1.1331.133）1/21/2=1.229=1.229所以大气质量为中等污染水平。所以大气质量为中等污染水平。3 3、分级评价法、分级评价法 环境质量评价专业委员会环境质量评价专业委员会曾建议用此方法。据曾建议用此方法。据中华人民共和国大气质量标准中华人民共和国大气质量标准将大气质量分为将大气质量分为5 5级，级，1 1、2 2、3 3级相当于保护多数人健康和城市一般植级相当于保护多数人健康和城市一般植物，物，4 4、5 5级相当于污染和重污染水平。级相当于污染和重污染水平。 4 4个参数：个参数：降尘，颗粒物，降尘，颗粒物，（，（x xy y、总氧化剂）总氧化剂） 用百分制分级
14、评分，分越高，大气质量越好。用百分制分级评分，分越高，大气质量越好。首先求各参数的评分值，再求和，在首先求各参数的评分值，再求和，在2010020100之间。之间。单因子评分及分级标准单因子评分及分级标准 注意：注意：分级表与大气质量标准不完全相同，应据大气质量标准进行修正；分级表与大气质量标准不完全相同，应据大气质量标准进行修正；因子有变化时，分值也应进行调整。因子有变化时，分值也应进行调整。项目项目1级级2级级3级级4级级5级级浓度浓度分分浓度浓度分分浓度浓度分分浓度浓度分分浓度浓度分分降尘降尘825122020154010405飘尘飘尘0.01250.15200.25150.50100.
15、5050.05250.15200.25150.50100.505xy0.02250.05200.20150.50100.505分级标准分级标准100959475745554-3534以下以下质量等级质量等级一级一级二级二级三级三级四级四级五级五级4 4、沈阳大气质量指数、沈阳大气质量指数 参数：参数：,xy，飘尘，铅，飘尘，铅I沈沈=1.12*10-5-0.4-0.4浓度浓度= =背景，背景，I I沈沈=100=100，浓度浓度= =标准，标准，I I沈沈=60=60，浓度浓度= =明显危害，明显危害，I I沈沈=20=20分级标准分级标准I I沈沈小于小于313131-4031-4040-5
16、540-5555-6155-61大于大于6161质量质量极重污染极重污染重污染重污染中度污染中度污染轻污染轻污染清洁清洁niiP1 5 5、美国污染物标准指数评价法、美国污染物标准指数评价法( () )参数参数: :，颗粒物，颗粒物, , , ,x xy,(y,(颗粒物颗粒物) )。 与个参数是分段线性函数关系。与个参数是分段线性函数关系。 以分指数最大者报告为。以分指数最大者报告为。PSIPSI将大气质量分为将大气质量分为五级：五级： 0 05050为良好；为良好； 51 51100100为中等；为中等； 101101200200为不健康；为不健康； 201201300300为很不健康；为很
17、不健康； 301301500500为危险。为危险。污染物标准指数（）与各污染物的浓度关系及的分级污染物标准指数（）与各污染物的浓度关系及的分级注：注：浓度低于警戒水平，不报告此分指数；浓度低于警戒水平，不报告此分指数；一级标准年平均浓度一级标准年平均浓度PSIPSI大气污染浓大气污染浓度水平度水平 污染物浓度污染物浓度大气质量大气质量分级分级颗粒物颗粒物24h 24h g/mg/m3 3SOSO2 224h24hg/mg/m3 3COCO8h8hmg/mmg/m3 3 O O3 3 1h 1h g/m g/m3 3 NONO2 2 1h 1h g/m g/m3 3 SOSO2 2 颗粒颗粒物物
18、 (g/m(g/m3 3) )2 2500500400400显著危显著危险水平险水平紧急水紧急水平平1000010000875875262026202100210057.557.546.046.012001200100010003750375030003000490000490000393000393000危险性危险性300300警报水平警报水平6256251600160034.034.080080022602260261000261000很不健康很不健康200200警戒水平警戒水平37537580080017.017.0400400113011306500065000不健康不健康100100
19、大气质量标大气质量标准准26026036536510.010.0160160中等中等50500 0大气质量标大气质量标准准50%50%75750 080800 05.05.00 080800 0良好良好6 6、美国格林大气污染综合指数（、美国格林大气污染综合指数（19661966） 参数参数: :, ,烟尘浓度烟尘浓度（间接测定空气中颗粒物质含（间接测定空气中颗粒物质含量的量的烟雾系数烟雾系数表示）表示） 分为分为期望、警戒和极限期望、警戒和极限三级水平，污染指数分别为三级水平，污染指数分别为2525、5050和和100100。期望期望警戒警戒极限极限0.060.31.50.93.010.0污
20、染指数污染指数2550100污染指数污染指数 =a1sb1=84.0s0.431，污染指数污染指数 =a2cb2=26.6c0.576综合指数综合指数 I=1/2(I1+I2)=0.5(84.0S0.431+26.6C0.576)7 7、美国橡树岭大气质量指数、美国橡树岭大气质量指数( () ) （19711971） 参数：参数：,xy, ,氧化剂氧化剂,颗粒物。颗粒物。= 式中式中i为污染物小时平均浓度。为污染物小时平均浓度。 尺度：尺度：浓度相当于本底时浓度相当于本底时=10，浓度达标准时，浓度达标准时=100。5137.1)7.5(iSiCi橡树岭大气质量分级橡树岭大气质量分级分级分级优
21、良优良好好尚可尚可差差坏坏危险危险ORAQIORAQI202020203939404059596060797980801001001001008 、加拿大大气质量指数（三个指数组成）、加拿大大气质量指数（三个指数组成）1 1）特定污染物指数）特定污染物指数： 参数：参数：，x, ，氧化剂，颗粒物质，烟雾系数，氧化剂，颗粒物质，烟雾系数（）（）6个分指数。个分指数。 计算程序：计算程序：月平均指数月平均指数年平均指数年平均指数 各站指数各站指数全市年平均指数。全市年平均指数。2 2）城际大气质量指数）城际大气质量指数（区域性大气质量指数区域性大气质量指数reg），评价市），评价市区周围的大气质量
22、。区周围的大气质量。 式中式中va：某地机场的平均能见度，：某地机场的平均能见度， vn：基准的平均能见度（远离城市，受污染少）：基准的平均能见度（远离城市，受污染少）anregvvI23 3）工业排放量指数：）工业排放量指数：评价大工厂附近地区的大评价大工厂附近地区的大气质量。（气质量。（，）（，）（ie） 工业排放量（考虑工业排放量（考虑和颗粒物质）：指全和颗粒物质）：指全国的排放是减去各城市地区的排放量。各省相加国的排放是减去各城市地区的排放量。各省相加求平均，再计算全国的求平均，再计算全国的ie。4 4）大气质量综合指数：）大气质量综合指数：10)( 2)( 3)( 5222iereg
23、spaIIII9 9、厌恶指数（、厌恶指数（MURCMURC） 参数参数：烟雾系数。：烟雾系数。 MURC=70（COH）0.7分级标准分级标准质量质量极轻污极轻污染染轻污染轻污染中度污染中度污染重污染重污染极重污染极重污染COH00.30.30.790.791.31.32.152.15粉尘粉尘0-35357979130130215215MURC0-3132-6061-9091-12012010、白勃考大气污染综合指数（、白勃考大气污染综合指数（Pindex）（1970）参数：参数：粉尘，粉尘，,xy，CO，CxHy，氧化剂，氧化剂Pindex=PM+S+N+CO+HC+O+SYN， 式中式中
24、PM为粉尘的指数，为粉尘的指数， S为为的指数，的指数， N为为xy的指数，的指数， CO为为CO的指数，的指数， HC为为CxHy的指数，的指数， 为氧化剂的指数，为氧化剂的指数， SYN为粉尘与为粉尘与的协同作用，在的协同作用，在S和和PM中选小的。中选小的。 例，例，设某市的粉尘设某市的粉尘=143.0=143.0微克微克/ /立方米，立方米，=123.0=123.0微克微克/ /立方米，立方米，=156.0=156.0微克微克/ /立方米，立方米，CO=7250CO=7250微克微克/ /立方米，立方米，HC =2157.0HC =2157.0微克微克/ /立方米，立方米，3 3=43
25、.2=43.2微克微克/ /立方米。立方米。 耐受浓度耐受浓度（1 1小时平均）为粉尘小时平均）为粉尘=375=375微克微克/ /立方米，立方米，=1430=1430微克微克/ /立方米，立方米，=514=514微克微克/ /立方米，立方米，CO=4000CO=4000微克微克/ /立方米，立方米，HC =19300HC =19300微克微克/ /立方米，立方米，3 3=214=214微克微克/ /立方立方米。米。 解：解：PM=0.381PM=0.381，S=0.086S=0.086，N=0.204N=0.204，CO=0.181CO=0.181，HC=0.111HC=0.111，O=0.
26、363O=0.363，SYN=0.086SYN=0.086， 所以所以P Pindexindex=1.41=1.411111、密特大气质量指数（、密特大气质量指数（MAQIMAQI） 这是美国密特公司在美国环境质量委员会委托下研究的一种这是美国密特公司在美国环境质量委员会委托下研究的一种指数，它以指数，它以五项污染物五项污染物为参数，采用为参数，采用美国大气质量二级标准美国大气质量二级标准作作为计算依据。为计算依据。MAQI是五项分指数的综合计算结果，计算式为：是五项分指数的综合计算结果，计算式为： MAQI= 式中：式中：MAQI是密特大气质量指数是密特大气质量指数 Ic、Is、Ip、In、
27、Io分别代表分别代表CO、SO2、颗粒物、颗粒物、NO2、氧、氧化剂化剂这五种污染物的分指数。这五种污染物的分指数。IIIIIonpsc222222111288scsccccc23332242422scccscsssssasa2242442scscpppapascnanasc0101 I IC C= = I Is s= = I Ip p= = I In n= = I Io o= =各分指数按下式计算：各分指数按下式计算：式中：式中：Cc、Cs、Cp、Cn、Co分别为各污染物的实测浓度分别为各污染物的实测浓度 Sc、Ss、Sp、Sn、So为与各污染物相对应的标准为与各污染物相对应的标准 下角下角
28、a代表年平均代表年平均，24、8、3、1分别代表所指浓度的平分别代表所指浓度的平均时间（小时）均时间（小时） 1、2、3、4为系数，当与此系数相乘的项（为系数，当与此系数相乘的项（Ci/Si）21时，时， i =1。 Csa、Cna分别表示分别表示SO2和和NO2年平均浓度，年平均浓度， Cpa代表实测颗粒物几何年平均浓度，代表实测颗粒物几何年平均浓度， 其他实测浓度其他实测浓度Ci均为某平均时间的实测最大浓度。均为某平均时间的实测最大浓度。 该指数该指数用于评价大气质量的长期变化用于评价大气质量的长期变化，但需要具备较完，但需要具备较完善的监测手段，并掌握全年完整的监测数据。善的监测手段，并
29、掌握全年完整的监测数据。二、大气污染生物评价法二、大气污染生物评价法 从生物学的角度来评价受污染的大气环境从生物学的角度来评价受污染的大气环境给植物生长带来的影响，且据这种影响反映给植物生长带来的影响，且据这种影响反映大气环境污染程度。大气环境污染程度。 具有长期和综合的特点具有长期和综合的特点：污染引起的症：污染引起的症状缺乏唯一性，不同植物对同一污染物的状缺乏唯一性，不同植物对同一污染物的反应不一样。反应不一样。 这种方法也有其固有的局限性这种方法也有其固有的局限性（专一性差，（专一性差，定量测定困难，费时等）。定量测定困难，费时等）。 1 1、各种有害气体对植物伤害症状的鉴别、各种有害气
30、体对植物伤害症状的鉴别据污染源的排放特征及其位置进行判断据污染源的排放特征及其位置进行判断 据植物叶片上出现的症状进行判断据植物叶片上出现的症状进行判断 据叶片内部形态变化及含污量鉴定。据叶片内部形态变化及含污量鉴定。据受害植物种类的不同来判断污染物种类（敏感植据受害植物种类的不同来判断污染物种类（敏感植物）。物）。植物在污染环境中的受害症状植物在污染环境中的受害症状 SO2污染的危害症状污染的危害症状 叶脉间产生不整齐的叶脉间产生不整齐的变色斑块（俗变色斑块（俗称烟斑）称烟斑）。硫酸雾危害症状则为。硫酸雾危害症状则为叶片边缘光滑叶片边缘光滑，受害较轻，受害较轻时，叶面上呈现分散的浅黄色透光斑
31、点；受害严重时则成时，叶面上呈现分散的浅黄色透光斑点；受害严重时则成孔洞孔洞。 NOx污染时危害症状污染时危害症状 在叶片上出现密集的在叶片上出现密集的深绿色水浸蚀深绿色水浸蚀斑痕斑痕，随后这种斑痕逐渐变成淡黄色或青铜色。损伤部位，随后这种斑痕逐渐变成淡黄色或青铜色。损伤部位主要出现在较大的叶脉之间，但也会沿叶缘发展。主要出现在较大的叶脉之间，但也会沿叶缘发展。 氟化物污染的危害症状氟化物污染的危害症状 先在植物的特定部位呈现伤斑先在植物的特定部位呈现伤斑，开始这些部位发生萎黄，然后颜色转深形成开始这些部位发生萎黄，然后颜色转深形成棕色斑块棕色斑块。 大气污染指示植物的选择大气污染指示植物的选
32、择 指示植物在受到污染物的侵袭后，应有明显地显示，指示植物在受到污染物的侵袭后，应有明显地显示，包括包括明显的伤害症状、生长和形态的变化、果实或种子的变明显的伤害症状、生长和形态的变化、果实或种子的变化及生产力或产量的变化等化及生产力或产量的变化等。 SO2污染指示植物污染指示植物 紫花苜蓿、棉株、元麦、大麦、小麦、紫花苜蓿、棉株、元麦、大麦、小麦、大豆、芝麻、荞麦、辣椒、菠菜、胡萝卜、烟草、百日菊、大豆、芝麻、荞麦、辣椒、菠菜、胡萝卜、烟草、百日菊、麦杆菊、红花鼠尾草、玫瑰、中国石竹、苹果树、雪松、马麦杆菊、红花鼠尾草、玫瑰、中国石竹、苹果树、雪松、马尾松、白杨、白桦、合欢、杜仲、腊梅尾松、
33、白杨、白桦、合欢、杜仲、腊梅 氟化物污染指示植物氟化物污染指示植物 唐菖蒲、金荞麦、葡萄、玉簪、杏梅、唐菖蒲、金荞麦、葡萄、玉簪、杏梅、榆树叶、郁金香、山桃树、金丝桃树、慈竹、池柏、南洋楹榆树叶、郁金香、山桃树、金丝桃树、慈竹、池柏、南洋楹NO2污染指示植物污染指示植物 烟草、番茄、秋海棠、向日葵、菠菜烟草、番茄、秋海棠、向日葵、菠菜 O3的指示植物的指示植物 烟草、矮牵牛花、马唐、花生、马铃薯、烟草、矮牵牛花、马唐、花生、马铃薯、洋葱、萝卜、丁香、牡丹洋葱、萝卜、丁香、牡丹Cl2的指示植物的指示植物 白菜、菠菜、韭菜、葱、番茄、菜豆、繁白菜、菠菜、韭菜、葱、番茄、菜豆、繁缕、向日葵、木棉、落
34、叶松缕、向日葵、木棉、落叶松氨的指示植物氨的指示植物 紫藤、小叶女贞、杨树、悬铃木、杜仲、紫藤、小叶女贞、杨树、悬铃木、杜仲、枫树、刺槐、棉株、芥菜枫树、刺槐、棉株、芥菜 过氧乙酰硝酸酯（过氧乙酰硝酸酯（PAN）的指示植物）的指示植物 繁缕、早熟禾、矮繁缕、早熟禾、矮牵牛花等。牵牛花等。垂柳垂柳 吸收二氧化硫的植物吸收二氧化硫的植物雪松雪松 对二氧化硫和氟化氢敏感的植物对二氧化硫和氟化氢敏感的植物紫紫花花苜苜蓿蓿苹果监测氯污染苹果监测氯污染 监测方法监测方法 盆栽植物监测法盆栽植物监测法 先将指示植物在没有污染的环先将指示植物在没有污染的环境中盆栽培植，待生长到适宜大小时，移至监测点，境中盆栽
35、培植，待生长到适宜大小时，移至监测点，观测它们受害症状和程度。观测它们受害症状和程度。 现场调查法现场调查法 选择监测区域现有植物作为大气选择监测区域现有植物作为大气污染的指示植物。该方法需先通过调查和试验，确定污染的指示植物。该方法需先通过调查和试验，确定现场生长的植物对有害气体的抗性等级，将其分为现场生长的植物对有害气体的抗性等级，将其分为敏敏感植物、抗性中等植物和抗性较强植物感植物、抗性中等植物和抗性较强植物三类。包括：三类。包括： 植物群落调查法植物群落调查法 调查地衣和苔藓法调查地衣和苔藓法 调查树木的年轮调查树木的年轮2 2、综合生态指标、综合生态指标据植物种类和生长情况选择一些综
36、合性的指标作为评价因子。据植物种类和生长情况选择一些综合性的指标作为评价因子。污染水平污染水平主要表现主要表现清洁清洁树木生长正常，叶片面积含铅量接近清洁对照区指标树木生长正常，叶片面积含铅量接近清洁对照区指标轻污染轻污染树木生长正常，但所选指标明显高于清洁对照区树木生长正常，但所选指标明显高于清洁对照区中污染中污染树木生长正常，但可见典型受害症状树木生长正常，但可见典型受害症状重污染重污染树木受到明显伤害、秃顶、受害面积达树木受到明显伤害、秃顶、受害面积达50%50%。3 3、评价中值得注意的问题、评价中值得注意的问题 区分大气污染对植物的伤害与其他因素对植物的伤害。区分大气污染对植物的伤害
37、与其他因素对植物的伤害。 判别途径：判别途径：调查污染源；观察叶子受害症状；观察植物受调查污染源；观察叶子受害症状；观察植物受害方式与风向、污染源的距离的关系；叶片污染物含量分析。害方式与风向、污染源的距离的关系；叶片污染物含量分析。三、大气污染经济学评价方法三、大气污染经济学评价方法 1 1、大气污染经济损失估算的程序、大气污染经济损失估算的程序 弄清费用效益的对象弄清费用效益的对象 大气环境功能分析大气环境功能分析 制定大气质量目标制定大气质量目标 估算规划方案的费用估算规划方案的费用 费用与效益的比较费用与效益的比较2 2、大气污染经济损失参数的确定、大气污染经济损失参数的确定 1 1）
38、大气污染对人体健康造成损失的估算参数）大气污染对人体健康造成损失的估算参数 用用人力资本法人力资本法计算损失费用计算损失费用：患病者的预防费患病者的预防费用、死亡者的丧葬费用、患病者的住院和休养误工用、死亡者的丧葬费用、患病者的住院和休养误工费用、死亡者对社会贡献的损失。费用、死亡者对社会贡献的损失。 2 2）大气污染造成农业损失的估算参数）大气污染造成农业损失的估算参数 用用 “市场价值法市场价值法”估算损失费用估算损失费用 3 3）大气环境污染对居民舒适性的经济损失估算参）大气环境污染对居民舒适性的经济损失估算参数数 用用“投标搏弈法投标搏弈法”估算估算第三节第三节 大气质量预测模型大气质
39、量预测模型一、大气环境影响预测的目的、方法、内容一、大气环境影响预测的目的、方法、内容 1 1、预测的目的、预测的目的 了解建设项目建成以后对大气环境质量了解建设项目建成以后对大气环境质量影响的程度和范围影响的程度和范围。 比较各种建设方案比较各种建设方案对大气环境质量的影响；对大气环境质量的影响； 给出各类或各个污染源对给出各类或各个污染源对任一点污染物浓度的贡献（污染分担任一点污染物浓度的贡献（污染分担率）。率）。 优化城市或区域的污染源布局优化城市或区域的污染源布局以及对其实行总量控制。以及对其实行总量控制。 从景观生态与人文生态的敏感对象上，从景观生态与人文生态的敏感对象上，预测和评估
40、其可能发生预测和评估其可能发生的风险影响及出现的频率与风险程度，的风险影响及出现的频率与风险程度，寻求最佳预防对策方案。寻求最佳预防对策方案。2 2、预测的方法、预测的方法 经验方法经验方法 在统计、分析历史资料的基础上，结在统计、分析历史资料的基础上，结合未来的发展规划进行预测。合未来的发展规划进行预测。 数学方法数学方法 利用数学模式进行计算或模拟。利用数学模式进行计算或模拟。 大气环境影响预测的数学方法主要是利用大大气环境影响预测的数学方法主要是利用大气扩散模型。气扩散模型。目前在我国大气环评中的主要大气目前在我国大气环评中的主要大气扩散模型都以扩散模型都以正态扩散模式（即正态扩散模式（
41、即GaussGauss模式）模式）为基为基础。正态扩散模式成立的前提是础。正态扩散模式成立的前提是假定污染物在空假定污染物在空间的概率密度是正态分布间的概率密度是正态分布，概率密度的标准差亦，概率密度的标准差亦即扩散参数。即扩散参数。3 3、大气环境影响的预测内容、大气环境影响的预测内容一级评价项目一级评价项目 一次一次(30min)和和24小时取样时间的小时取样时间的最大地面浓度和位置。最大地面浓度和位置。 不利气条件下，评价区域内的不利气条件下，评价区域内的浓度分布图及其出现的频浓度分布图及其出现的频率率。 评价区域评价区域季季(期期)、年长期平均浓度分布图。、年长期平均浓度分布图。 可能
42、发生的非正常排放条件下相应于可能发生的非正常排放条件下相应于1）3）各项的）各项的浓度分布图。浓度分布图。 必要时还应预测必要时还应预测施工期间的大气环境质量施工期间的大气环境质量。 二、三级评价项目二、三级评价项目 可只进行可只进行1）3）各项所规定的预测内容。）各项所规定的预测内容。二、大气扩散模型二、大气扩散模型 1 1、湍流与湍流扩散理论、湍流与湍流扩散理论 1 1）湍流）湍流 风的这种强度与方向随时间不规则风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流的变化形成的空气运动称为大气湍流。 湍流运动是由无数结构紧密的流体微团湍流运动是由无数结构紧密的流体微团湍涡湍涡组成，
43、其特征量的时间与空间分布都具有随机性，组成，其特征量的时间与空间分布都具有随机性，但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。 机械湍流机械湍流 热力湍流热力湍流 烟气在大气中的烟气在大气中的扩散特征取决于是否存在湍流扩散特征取决于是否存在湍流以及湍涡的尺度以及湍涡的尺度( (直径直径) )。 2 2）湍流扩散与正态分布的基本理论）湍流扩散与正态分布的基本理论 大气扩散理论大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在就是用数理方法来模拟各种大气污染源在一定条件下的扩散稀释过程，用数学模型计算和预报大气污一定条件下的扩散稀释过程，用数学模型计算和预报大气污染物
44、浓度的时空变化规律。染物浓度的时空变化规律。 应用较多的是采用湍流统计理论体系的应用较多的是采用湍流统计理论体系的高斯扩散模式。高斯扩散模式。 如果从原点释放出许多粒如果从原点释放出许多粒子，经过一段时间子，经过一段时间T之后，这之后，这些粒子的浓度趋于一个稳定的些粒子的浓度趋于一个稳定的统计分布。统计分布。 湍流扩散理论（湍流扩散理论（K理论）和统计理论的分析均表明，理论）和统计理论的分析均表明，粒粒子浓度沿子浓度沿y轴符合正态分布轴符合正态分布。正态分布的密度函数正态分布的密度函数f(y)的一般的一般形式为：形式为： 221( )exp22yf y,0 x 式中式中为标准偏差，是曲线任一侧
45、拐点位置的尺度；为标准偏差，是曲线任一侧拐点位置的尺度；为任何实数。为任何实数。 虽然污染物浓度在实际大气扩散中不能严格符合正态分虽然污染物浓度在实际大气扩散中不能严格符合正态分布的前提条件，但大量小尺度扩散试验证明，正态分布是一布的前提条件，但大量小尺度扩散试验证明，正态分布是一种可以接受的近似。种可以接受的近似。2 2、高斯扩散模式、高斯扩散模式 1 1）连续点源的扩散）连续点源的扩散 连续点源一般指排放大量污染物的烟连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。囱、放散管、通风口等。 排放口安置在地面的称为地面点源；排放口安置在地面的称为地面点源； 处于高空位置的称为高架点源。处
46、于高空位置的称为高架点源。 大空间点源扩散大空间点源扩散 高斯扩散公式的建立有如下假设高斯扩散公式的建立有如下假设： A 风的平均流场稳定，风速均匀，风向平直；风的平均流场稳定，风速均匀，风向平直； B 污染物的浓度在污染物的浓度在y、z轴方向符合正态分布；轴方向符合正态分布； C 污染物在输送扩散中质量守恒；污染物在输送扩散中质量守恒； D 污染源的源强均匀、连续。污染源的源强均匀、连续。 右图为点源的高斯扩散模式右图为点源的高斯扩散模式示意图。示意图。 有效源位于坐标原点有效源位于坐标原点o处，处，平均风向与平均风向与x轴平行，并与轴平行，并与x轴正轴正向同向向同向。假设点源在没有任何障。
47、假设点源在没有任何障碍物的自由空间扩散，不考虑下碍物的自由空间扩散，不考虑下垫面的存在。垫面的存在。大气中的扩散是具大气中的扩散是具有有y与与z两个坐标方向的二维正态两个坐标方向的二维正态分布，分布，当两坐标方向的随机变量当两坐标方向的随机变量独立时，独立时，分布密度分布密度为每个坐标方为每个坐标方向的一维正态分布密度函数的乘向的一维正态分布密度函数的乘积。积。高斯模式的坐标系和基本假设高斯模式的坐标系和基本假设大空间连续点源的高斯扩散模式大空间连续点源的高斯扩散模式 式中，式中，扩散系数扩散系数 y y、 z z与大气稳定度和水平距离与大气稳定度和水平距离x x有关，并随有关，并随x x的增
48、大而增加。的增大而增加。 当当y y0 0，z z0 0时，时，A A（x x）C C（x x，0,00,0），即），即A A（x x）为）为x x轴上的浓度，也是垂直于轴上的浓度，也是垂直于x x轴截面上污染轴截面上污染物的最大浓度点物的最大浓度点CmaxCmax。 当当xx， y y及及 z z，则，则C0C0，表明污染物以，表明污染物以在大气中得以完全扩散。在大气中得以完全扩散。22221, ,exp22yzyzqyzC x y zu 高架点源扩散高架点源扩散 在点源的实际扩散中，污染物可能受到地面障碍物的阻在点源的实际扩散中，污染物可能受到地面障碍物的阻挡，因此应当考虑地面对扩散的影响
49、。处理的方法是：挡，因此应当考虑地面对扩散的影响。处理的方法是： 或者假定污染物在扩散过程中的质量不变，到达地面时或者假定污染物在扩散过程中的质量不变，到达地面时不发生沉降或化学反应而全部反射；或者污染物在没有反射不发生沉降或化学反应而全部反射；或者污染物在没有反射而被全部吸收，而被全部吸收，实际情况应在这两者之间。实际情况应在这两者之间。 高架有效源的高度由两部分高架有效源的高度由两部分组成，即组成，即Hhh，其中其中h为为排放口的有效高度，排放口的有效高度，h是热烟是热烟流的浮升力和烟气以一定速度竖流的浮升力和烟气以一定速度竖直离开排放口的冲力使烟流抬升直离开排放口的冲力使烟流抬升的一个附
50、加高度。的一个附加高度。地面全部反射时的地面浓度地面全部反射时的地面浓度 实际中，高架点源扩散问题中最关心的是地面实际中，高架点源扩散问题中最关心的是地面浓度的分布状况，尤其是地面最大浓度值和它离源浓度的分布状况，尤其是地面最大浓度值和它离源头的距离。高架点源的地面浓度公式：头的距离。高架点源的地面浓度公式：22221( , ,0,)exp2yzyzqyHC x yHu 上式中进一步令上式中进一步令y y0 0则可得到沿则可得到沿x x轴线上的浓度分布：轴线上的浓度分布：22( ,0,0,)exp2yzzqHC xHu 地面浓度分布地面浓度分布 y y方向的浓度方向的浓度以以x x轴为对称轴按