第26卷第3期2010年6月
气象与环境学报
JOURNALOFMETEOROLOGYANDENVlRoNMENT
V01.26No.3June2010
水泥企业卫生防护距离设置的探讨
李友鹏1
仝纪龙2
潘峰2许生辉3
(1.兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;2.兰州大学环境质量评价研究中心,甘肃兰州730000;
3.甘肃省环境工程评估中心,甘肃兰州730030)
摘要:根据大气环境防护距离和卫生防护距离设置要求,提出了水泥行业防护距离设置方案。通过对某水泥厂案例研究,确定其卫生防护距离为面源外300m,大气环境防护距离为距源中心250m,建议取防护距离为面源边界以外300m。通过实践,验证了方案的可行性,并提出了今后确定水泥企业防护距离的建议。
关键词:水泥企业;卫生防护距离;大气防护距离中圈分类号:X820.3
文献标识码:A
文章编号:1673—503x(20lo)03—0069—03
1引言
大气污染物无组织排放是指不经过排气筒的无规则排放或通过低于15m低矮排气筒的排放。水泥企业大气污染物无组织排放的污染源分散、排放高度低,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,在近距离内也会形成严重的局地污染,大气污染物无组织排放对近距离的环境影响比点源更强…。水泥行业是排放以颗粒物为主要污染物的行业,其排尘量位居全国工业行业的首位,粗略分析表明,卫生防护距离扩大l倍,须拆迁安置的控制范围接近扩大3倍旧J,因此在环境影响评价中,结合实际情况,慎重确定水泥项目所需的卫生防护距离和大气环境防护距离是一项十分重要工作内容,它将为区域规划、项目选址、总图布置、环境保护等提供科学决策依据。
从大气环境质量的角度来说,卫生防护距离和大气环境防护距离设置的主要作用就是为无组织排放的大气污染物提供一段稀释距离,使之到达居住区的浓度符合国家标准,不致影响居住区人群身体健康。2009年4月1日正式发布的《环境影响评价技术导则一大气环境》p1(HJ2.2—2008)规定大气评价要计算大气防护距离。本文通过对水泥行业大气防护距离和卫生防护距离技术方法的研究,比较了两者在水泥环评应用中的差异,进一步探讨了水泥行业大气环境防护距离的确定方案。
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。”【41卫生防护距离指产生有害因素的部门(车间或工段)的边界至居住区边界的最小距离。
综合HJ2.2—2008∞1和相关文献[5,8]对大气环境防护距离的规定,主要包括“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”和“在大气环境防护距离内不应有长期居住的人群”。浓度预测结果应首先满足GB
16297—1996、GB14554—
93等规定的厂界浓度排放限值,厂区外应满足GB3095—1996中小时浓度二级标准或TJ36—79中一次浓度限值∞J。如预测结果在厂界监控点处出现超标,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,最终应采用削减达标后的源强计算大气环境防护距离。大气环境防护距离的计算结果是以面源中心为圆心,以此为半径画圆,超出厂界的区域定义为项目的大气环境防护区域。
3计算方法
3.1卫生防护距离
目前,水泥厂环境影响评价中确定卫生防护距离可以采用以下3种方法,然后与《水泥厂卫生防护距离标准》GB18068—2000中规定值比较,取大值确定为卫生防护距离。
(1)采用《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T13201—91)中卫生防护距离的模式计算;(2)采用HJ/T2.2—93¨o中的大气扩散模式计算达标浓度的距离确定卫生防护距离;(3)应用美国环保局推出的第二代法规模式AERMOD模型计算哺】。
2防护距离简介
GB/T
13201—9l中7.2节规定“无组织排放的
有害气体进人呼吸带大气层时,其浓度如超过GB3095—1996与TJ36—79规定的居住区容许浓度限
收稿日期:2009—12-08;修订日期:2010一04一14。
作者简介:李友鹏,男,1985年生,硕士研究生,主要从事环境评价、规划与管理研究,E—mail:liyp2009@lzu.∞。
万方数据
气象与环境学报第26卷
3.2大气环境防护距离
大气环境防护距离采用的是新导则旧1推荐的SCREEN3模式。SCREEN3是基于ISC3模型的估
算模式,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”J,可用于模拟点源、面源、线源、体源、逆温和海岸线等的下风向轴线上的最大浓度。
4结果分析
4.1实例研究
4.1.1污染源参数
举例。青海某日产4
000
t熟料新型干法水泥生
产项目所在地区气象统计频率见表l。该项目大气污染物无组织排放量估算结果见表2。
裹1项目所在地区平均风频统计
项目。躺Zi't.影a-a,酬m2蒜萎篡只嚣专
表2个例项目无组织污染源估算
石灰石151.898593.01.54.4l粘土34.9195003.01.54.41电石渣22.2
1700010.01.50.62硫酸矿渣4.0
1500010.01.50.62原煤26.7150007.51.51.25石膏lO.O50003.01.54.41粉煤灰30.7552
10.0
1.5
O.62合计
280.3
一
一
一
16.34
4.1.2卫生防护距离确定
(1)根据《水泥厂卫生防护距离标准》
GB18068—2000;
水泥厂区近5a平均风速小于2m/s,生产规模大于50万t/a,根据《水泥厂卫生防护距离标准》GB18068—2000中的规定,卫生防护距离为600m。
(2)根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》【93(GB/T13201—91)推荐公式计算,计算公式:
Q/CI=1/A×(曰L‘+0.25r2)0’025LD
(1)
式(1)中,Q。为有害气体无组织排放量可以达到的
控制水平(kg/h);巳为标准浓度限值(mg/Nm3);L
为所需卫生防护距离(m);,为有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径(m),根据该生产单元的占地面积S(m2)计算r=(S/,n)¨;A、B、C、D为卫生防护距离计算系数(无因次),根据拟建项目所在地近5a平均风速计工业企业大气污染源构成类别选取,并且根据卫生防护距离制定原则,大气污染
万方数据
源类别按Ⅱ类考虑。
本项目取A=400,B=0.01,C=1.85,D=O.78。
。
取相关因子为有排放同种有害气体的排气筒和
排气筒的污染物排放量小于允许的1/3,运行模式得出的卫生防护距离为254m。
(3)HJ/T2.2—93中的大气扩散模式——EIAA
模型
采用当地2007年全年逐时气象参数,当地3
a
年平均风速为1.5m/s,年平均气温为3.4℃。运行模式计算的网格距取为20m,面源中心取为原点,浓
度标准取环境空气质量二级标准TSP日平均浓度值的3倍。距离最远超标点坐标为(O,一100),预测浓度为1.051lmg/m3,(0,一120)点的预测浓度值为
0.8831
mg/m3。则确定卫生防护距离为120m。
(4)AERMOD模型
根据丁峰等一。应用AERMOD计算卫生防护距离方法的研究,将当地全年逐时气象参数输人AER-MET预处理后,与污染源参数一并输入AERMOD系统,最终输出受无组织排放面源影响,评价区域内各预测网格点的全年日平均浓度最大值,并绘制成日平均浓度等值线图。结合浓度模拟结论,确定评价区域内日平均最高浓度高于《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中二级环境质量标准的区域均为卫生防护距离范围。
对于各网格点的日平均浓度按100%的保证率取值,即各点位的日平均浓度预测值取全年365d的日平均浓度最大值,此浓度相当于该点在最不利气象条件下的浓度预测值。
取面源中心为原点,运行模式,得出日平均浓度等值线图,最远超标距离为234m。即大气环境防护距离为以面源中心为圆心,234m为半径并超出厂界的距离。
4.1.3大气环境防护距离
根据《环境影响评价技术导则一大气环境》(1iJ2.2—2008)推荐模式计算,得到大气环境防护距离为250
m。
4.2实例分析
以上各种方法计算出来的卫生防护距离和大气环境防护距离综合见表3。
由分析结果可知,《水泥厂卫生防护距离标准》确定的卫生防护距离为600m,远大于其他方法确定的防护距离300m。大气环境防护距离取250
m。
《环境影响评价工程师职业资格登记培训教
材——建材火电类环境影响评价》¨刨中指出“该标
准是以20世纪80年代末90年代初水泥生产中污染物的控制水平和排放情况为基础制定,与当前水泥
第3期李友鹏等:水泥企业卫生防护距离设置的探讨
7l
生产技术水平及污染物控制水平差别较大,在实际工作中,应参照《环境影响评价技术导则一大气
m
表3不同方法计算的防护距离
环境》计算某个具体项目的环境防护距离”。李松炳等¨¨对GB18068—2000《水泥厂卫生防护距离标准》提出的调整建议值,根据其建议值此项目卫生防护距离取为300外300m范围。
[5]
m。
法探讨[J].钢铁技术,2006(6):42—45.[3]
环境保护部.环境影响评价技术导则一大气环境HJ2.2-2008[S].北京:中国环境科学出版社,2008.[4]
国家环境保护总局环境工程评估中心.环境保护标准汇编[s].北京:国家环境保护总局环境工程评估中心.2000.
李时蓓,戴文楠,杜蕴慧.对环境空气质量预测中不利气象条件的研究[J].环境科学研究,2007,20(5):
26—30.
综合上述分析,本项目防护距离取面源边界以
5结论与讨论
(1)通过案例可知,该方法可较合理地确定水泥企业环境防护距离,对企业无组织排放源的影响范围进行定量分析,在防护距离内禁止人群长期居住,将污染的影响降至最低。
(2)水泥生产技术及污染控制水平在不断提高,无组织排放量不断削减,大气防护距离也会随着不断减小,对大气防护距离的准确设立,避免因距离设置过大而造成土地资源的利用受到限制。几种评价方法的联合使用,将使得水泥项目的环境防护距离设置更加合理,更具指导意义。
[10][9][8][7][6]
王栋成,王静,曹洁,等.大气环境防护距离与卫生防护距离确定技术方法对比研究[J].气象与环境学报.2009,25(4):66—71.
国家环境保护局.环境影响评价技术导则一大气环境HJ2.1-93[S].1994.
丁峰,蔡芳,李时蓓.应用AERMOD计算卫生防护距离方法探讨[J].环境保护科学,2008,34(5):56—59.国家环境保护局.制定地方大气污染物排放标准的技术方法[s].1992.
环境影响评价工程师职业资格登记培训教材一建材火电类环境影响评价[M].北京:中国环境科学出版社.
李松炳,李明高,张奕.水泥新型干法工艺工程项目卫生防护距离确定[J].环境科学与技术,2006,29(7):
3l一33.
参考文献
[1]
陶遵华.刘广山.确定电解铝厂卫生防护距离方法探讨[J].轻金属,2001(6):61-63.[2]
于泽庆.复杂地形条件下水泥厂卫生防护距离确定方
Discussion
on
determinationofsanitarypreventiondistance
forcemententerpriseinChina
LIYou—pen91TONG/i-lon92PANFen92
XUSheng—hui3
(1.CollegeofAtmosphericScience,LanzhouUniversity,Lanzhon730000,China;2.ResearchCenterforEnvironmentalQualityAssessmentof
L踟zhou
University;Lanzhou730000,China;3.Environmental
AssessmentCenterinGansuProvince,Lanzhou730030,China)
distanceandsanitarypreventiondis-
Abstract:Accordingtothedemandsofatmospheric
environmentalprevention
tance。theschemeofpreventiondistanceincementindustryWas∞tup.Ac勰estudywasanalyzed.Theresultsin.dicatethatsanitarypreventiondistanceis300moutsidenon—pOint250mtOnon-pointsource
soul'ce,andatmosphericpreventiondistanceis
centre.Thus,itsuggeststhatpreventiondistanceshouldbe300moutsideboundaryof
non—pointsource.Thisschemeisfeasiblebybroughtupinthefuture.
prance.The
suggestion
on
preventiondistanceofcementindustryis
Keywords:Cemententerprise;Sanitarypreventiondistance;Atmospheric
environmental
preventiondistance
万方数据
第26卷第3期2010年6月
气象与环境学报
JOURNALOFMETEOROLOGYANDENVlRoNMENT
V01.26No.3June2010
水泥企业卫生防护距离设置的探讨
李友鹏1
仝纪龙2
潘峰2许生辉3
(1.兰州大学大气科学学院,甘肃兰州730000;2.兰州大学环境质量评价研究中心,甘肃兰州730000;
3.甘肃省环境工程评估中心,甘肃兰州730030)
摘要:根据大气环境防护距离和卫生防护距离设置要求,提出了水泥行业防护距离设置方案。通过对某水泥厂案例研究,确定其卫生防护距离为面源外300m,大气环境防护距离为距源中心250m,建议取防护距离为面源边界以外300m。通过实践,验证了方案的可行性,并提出了今后确定水泥企业防护距离的建议。
关键词:水泥企业;卫生防护距离;大气防护距离中圈分类号:X820.3
文献标识码:A
文章编号:1673—503x(20lo)03—0069—03
1引言
大气污染物无组织排放是指不经过排气筒的无规则排放或通过低于15m低矮排气筒的排放。水泥企业大气污染物无组织排放的污染源分散、排放高度低,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,在近距离内也会形成严重的局地污染,大气污染物无组织排放对近距离的环境影响比点源更强…。水泥行业是排放以颗粒物为主要污染物的行业,其排尘量位居全国工业行业的首位,粗略分析表明,卫生防护距离扩大l倍,须拆迁安置的控制范围接近扩大3倍旧J,因此在环境影响评价中,结合实际情况,慎重确定水泥项目所需的卫生防护距离和大气环境防护距离是一项十分重要工作内容,它将为区域规划、项目选址、总图布置、环境保护等提供科学决策依据。
从大气环境质量的角度来说,卫生防护距离和大气环境防护距离设置的主要作用就是为无组织排放的大气污染物提供一段稀释距离,使之到达居住区的浓度符合国家标准,不致影响居住区人群身体健康。2009年4月1日正式发布的《环境影响评价技术导则一大气环境》p1(HJ2.2—2008)规定大气评价要计算大气防护距离。本文通过对水泥行业大气防护距离和卫生防护距离技术方法的研究,比较了两者在水泥环评应用中的差异,进一步探讨了水泥行业大气环境防护距离的确定方案。
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。”【41卫生防护距离指产生有害因素的部门(车间或工段)的边界至居住区边界的最小距离。
综合HJ2.2—2008∞1和相关文献[5,8]对大气环境防护距离的规定,主要包括“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”和“在大气环境防护距离内不应有长期居住的人群”。浓度预测结果应首先满足GB
16297—1996、GB14554—
93等规定的厂界浓度排放限值,厂区外应满足GB3095—1996中小时浓度二级标准或TJ36—79中一次浓度限值∞J。如预测结果在厂界监控点处出现超标,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,最终应采用削减达标后的源强计算大气环境防护距离。大气环境防护距离的计算结果是以面源中心为圆心,以此为半径画圆,超出厂界的区域定义为项目的大气环境防护区域。
3计算方法
3.1卫生防护距离
目前,水泥厂环境影响评价中确定卫生防护距离可以采用以下3种方法,然后与《水泥厂卫生防护距离标准》GB18068—2000中规定值比较,取大值确定为卫生防护距离。
(1)采用《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T13201—91)中卫生防护距离的模式计算;(2)采用HJ/T2.2—93¨o中的大气扩散模式计算达标浓度的距离确定卫生防护距离;(3)应用美国环保局推出的第二代法规模式AERMOD模型计算哺】。
2防护距离简介
GB/T
13201—9l中7.2节规定“无组织排放的
有害气体进人呼吸带大气层时,其浓度如超过GB3095—1996与TJ36—79规定的居住区容许浓度限
收稿日期:2009—12-08;修订日期:2010一04一14。
作者简介:李友鹏,男,1985年生,硕士研究生,主要从事环境评价、规划与管理研究,E—mail:liyp2009@lzu.∞。
万方数据
气象与环境学报第26卷
3.2大气环境防护距离
大气环境防护距离采用的是新导则旧1推荐的SCREEN3模式。SCREEN3是基于ISC3模型的估
算模式,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”J,可用于模拟点源、面源、线源、体源、逆温和海岸线等的下风向轴线上的最大浓度。
4结果分析
4.1实例研究
4.1.1污染源参数
举例。青海某日产4
000
t熟料新型干法水泥生
产项目所在地区气象统计频率见表l。该项目大气污染物无组织排放量估算结果见表2。
裹1项目所在地区平均风频统计
项目。躺Zi't.影a-a,酬m2蒜萎篡只嚣专
表2个例项目无组织污染源估算
石灰石151.898593.01.54.4l粘土34.9195003.01.54.41电石渣22.2
1700010.01.50.62硫酸矿渣4.0
1500010.01.50.62原煤26.7150007.51.51.25石膏lO.O50003.01.54.41粉煤灰30.7552
10.0
1.5
O.62合计
280.3
一
一
一
16.34
4.1.2卫生防护距离确定
(1)根据《水泥厂卫生防护距离标准》
GB18068—2000;
水泥厂区近5a平均风速小于2m/s,生产规模大于50万t/a,根据《水泥厂卫生防护距离标准》GB18068—2000中的规定,卫生防护距离为600m。
(2)根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》【93(GB/T13201—91)推荐公式计算,计算公式:
Q/CI=1/A×(曰L‘+0.25r2)0’025LD
(1)
式(1)中,Q。为有害气体无组织排放量可以达到的
控制水平(kg/h);巳为标准浓度限值(mg/Nm3);L
为所需卫生防护距离(m);,为有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径(m),根据该生产单元的占地面积S(m2)计算r=(S/,n)¨;A、B、C、D为卫生防护距离计算系数(无因次),根据拟建项目所在地近5a平均风速计工业企业大气污染源构成类别选取,并且根据卫生防护距离制定原则,大气污染
万方数据
源类别按Ⅱ类考虑。
本项目取A=400,B=0.01,C=1.85,D=O.78。
。
取相关因子为有排放同种有害气体的排气筒和
排气筒的污染物排放量小于允许的1/3,运行模式得出的卫生防护距离为254m。
(3)HJ/T2.2—93中的大气扩散模式——EIAA
模型
采用当地2007年全年逐时气象参数,当地3
a
年平均风速为1.5m/s,年平均气温为3.4℃。运行模式计算的网格距取为20m,面源中心取为原点,浓
度标准取环境空气质量二级标准TSP日平均浓度值的3倍。距离最远超标点坐标为(O,一100),预测浓度为1.051lmg/m3,(0,一120)点的预测浓度值为
0.8831
mg/m3。则确定卫生防护距离为120m。
(4)AERMOD模型
根据丁峰等一。应用AERMOD计算卫生防护距离方法的研究,将当地全年逐时气象参数输人AER-MET预处理后,与污染源参数一并输入AERMOD系统,最终输出受无组织排放面源影响,评价区域内各预测网格点的全年日平均浓度最大值,并绘制成日平均浓度等值线图。结合浓度模拟结论,确定评价区域内日平均最高浓度高于《环境空气质量标准》(GB3095—1996)中二级环境质量标准的区域均为卫生防护距离范围。
对于各网格点的日平均浓度按100%的保证率取值,即各点位的日平均浓度预测值取全年365d的日平均浓度最大值,此浓度相当于该点在最不利气象条件下的浓度预测值。
取面源中心为原点,运行模式,得出日平均浓度等值线图,最远超标距离为234m。即大气环境防护距离为以面源中心为圆心,234m为半径并超出厂界的距离。
4.1.3大气环境防护距离
根据《环境影响评价技术导则一大气环境》(1iJ2.2—2008)推荐模式计算,得到大气环境防护距离为250
m。
4.2实例分析
以上各种方法计算出来的卫生防护距离和大气环境防护距离综合见表3。
由分析结果可知,《水泥厂卫生防护距离标准》确定的卫生防护距离为600m,远大于其他方法确定的防护距离300m。大气环境防护距离取250
m。
《环境影响评价工程师职业资格登记培训教
材——建材火电类环境影响评价》¨刨中指出“该标
准是以20世纪80年代末90年代初水泥生产中污染物的控制水平和排放情况为基础制定,与当前水泥
第3期李友鹏等:水泥企业卫生防护距离设置的探讨
7l
生产技术水平及污染物控制水平差别较大,在实际工作中,应参照《环境影响评价技术导则一大气
m
表3不同方法计算的防护距离
环境》计算某个具体项目的环境防护距离”。李松炳等¨¨对GB18068—2000《水泥厂卫生防护距离标准》提出的调整建议值,根据其建议值此项目卫生防护距离取为300外300m范围。
[5]
m。
法探讨[J].钢铁技术,2006(6):42—45.[3]
环境保护部.环境影响评价技术导则一大气环境HJ2.2-2008[S].北京:中国环境科学出版社,2008.[4]
国家环境保护总局环境工程评估中心.环境保护标准汇编[s].北京:国家环境保护总局环境工程评估中心.2000.
李时蓓,戴文楠,杜蕴慧.对环境空气质量预测中不利气象条件的研究[J].环境科学研究,2007,20(5):
26—30.
综合上述分析,本项目防护距离取面源边界以
5结论与讨论
(1)通过案例可知,该方法可较合理地确定水泥企业环境防护距离,对企业无组织排放源的影响范围进行定量分析,在防护距离内禁止人群长期居住,将污染的影响降至最低。
(2)水泥生产技术及污染控制水平在不断提高,无组织排放量不断削减,大气防护距离也会随着不断减小,对大气防护距离的准确设立,避免因距离设置过大而造成土地资源的利用受到限制。几种评价方法的联合使用,将使得水泥项目的环境防护距离设置更加合理,更具指导意义。
[10][9][8][7][6]
王栋成,王静,曹洁,等.大气环境防护距离与卫生防护距离确定技术方法对比研究[J].气象与环境学报.2009,25(4):66—71.
国家环境保护局.环境影响评价技术导则一大气环境HJ2.1-93[S].1994.
丁峰,蔡芳,李时蓓.应用AERMOD计算卫生防护距离方法探讨[J].环境保护科学,2008,34(5):56—59.国家环境保护局.制定地方大气污染物排放标准的技术方法[s].1992.
环境影响评价工程师职业资格登记培训教材一建材火电类环境影响评价[M].北京:中国环境科学出版社.
李松炳,李明高,张奕.水泥新型干法工艺工程项目卫生防护距离确定[J].环境科学与技术,2006,29(7):
3l一33.
参考文献
[1]
陶遵华.刘广山.确定电解铝厂卫生防护距离方法探讨[J].轻金属,2001(6):61-63.[2]
于泽庆.复杂地形条件下水泥厂卫生防护距离确定方
Discussion
on
determinationofsanitarypreventiondistance
forcemententerpriseinChina
LIYou—pen91TONG/i-lon92PANFen92
XUSheng—hui3
(1.CollegeofAtmosphericScience,LanzhouUniversity,Lanzhon730000,China;2.ResearchCenterforEnvironmentalQualityAssessmentof
L踟zhou
University;Lanzhou730000,China;3.Environmental
AssessmentCenterinGansuProvince,Lanzhou730030,China)
distanceandsanitarypreventiondis-
Abstract:Accordingtothedemandsofatmospheric
environmentalprevention
tance。theschemeofpreventiondistanceincementindustryWas∞tup.Ac勰estudywasanalyzed.Theresultsin.dicatethatsanitarypreventiondistanceis300moutsidenon—pOint250mtOnon-pointsource
soul'ce,andatmosphericpreventiondistanceis
centre.Thus,itsuggeststhatpreventiondistanceshouldbe300moutsideboundaryof
non—pointsource.Thisschemeisfeasiblebybroughtupinthefuture.
prance.The
suggestion
on
preventiondistanceofcementindustryis
Keywords:Cemententerprise;Sanitarypreventiondistance;Atmospheric
environmental
preventiondistance
万方数据