摘要:指出了医化行业排放大量具有刺激性气味的废气,容易产生恶臭对周围人居环境造成影响,极易引发社会矛盾。分析了某医化园区各企业恶臭排放源源强,利用AERMOD大气扩散模型,并结合短期(24h)气象预报技术,预测未来24h由医化园区恶臭排放源对周边环境产生的臭气影响浓度及范围,分析未来24h气象条件对恶臭扩散的有利程度,在此基础上为环境管理部门及企业提供生产调整倡议,实现医化园区恶臭废气对周边环境影响的最小化。
关键词:AERMOD模型;医化行业;恶臭;环境影响;预警
1674-9944(2013)10-0215-03
1引言
作为国民经济支柱产业之一,医药化工业为经济发展做出了巨大的贡献,但同时医药化工企业在生产过程中往往对外排放了大量有机废气以及H2S、NH3等刺激性恶臭废气,对周围环境和居民的身体健康造成极其不利的影响。研究表明,恶臭不仅能使人产生不愉快的感觉,还能通过人类的嗅觉系统对神经系统、呼吸系统、内分泌系统、循环系统产生强烈的刺激性作用,使中枢神经系统产生障碍和发生病变,引起急性病、慢性病甚至死亡[1]。恶臭已被列为当今世界7种典型公害之一,成为世界各国人民广泛关注的热点理由[2]。
近几年,由于城市化的快速推进,城区不断向外扩张,导致城市居住区与某医化园区的距离越来越近,随着社会环保意识的逐步增强,城区居民对该园区产生的恶臭污染投诉也越来越多,严重制约了医化园区的健康成长和当地经济的发展壮大。恶臭废气的污染给当地居民、政府都带来了很大困扰,如何预警医化园区恶臭对城区居民的影响,增强政府管理部门对园区恶臭废气的管理能力从而做好恶臭预防制约工作成为当地政府管理部门的重要议题。本文尝试利用AERMOD大气扩散预测模型并结合气象预报数据,模拟该园区产生的恶臭废气对城区的影响,对不利气象条件进行预警,取得了较好的效果。
2恶臭预警基本原理
本预警系统以AERMOD模型为核心,并用AERMET整合气象预报数据,对医化园区的恶臭废气扩散进行模拟预测,系统基本的结构如图1所示。
Wi=C叔丁醇嗅阈/Ci嗅阈(1)
式中:Wi为第i种恶臭废气的源强权重因子;C叔丁醇嗅阈为叔丁醇嗅阈浓度,μg/m3;Ci嗅阈为第i种恶臭废气嗅阈浓度,μg/m3;各恶臭废气的嗅阈浓度均来自OSHA、EPA等机构网站。每个企业的等效排放源强按照式(2)计算:
E=∑Wi×Ei(2)
式中:Wi为该企业第i种恶臭因子的源强权重因子;Ei为该企业第i种恶臭因子排放速率,g/s;i为第i种恶臭因子,总共有n个恶臭因子。n为该企业拥有的恶臭因子数。
由于该医化园区内各企业恶臭废气排放源强情况复杂多变,本次研究将每一个制药企业的排放源等效为一个以环境温度排放的15m高烟囱点源。
2.3恶臭影响等级AERMOD大气预测模型在医化园区恶臭环境影响中的预警应用由提供海量免费论文范文的www.udooo.com,希望对您的论文写作有帮助.分析
人体对恶臭的感知会由于每个个体的身体状况、嗅阈灵敏度等因素而具有较大的主观性,本次研究采用相对浓度法分析恶臭影响等级,即检测定园区排放源强不变,城区所受到的恶臭影响只与当时的气象条件有关,在此条件下利用城区环境敏感点感受到的不同恶臭等级时的历史气象数据分析医化园区的恶臭浓度影响,其浓度值作为恶臭影响等级分类依据。本次研究以城区某学校为恶臭监测点,共进行了连续20个月的恶臭监测(通过监测者的鼻子闻来确定恶臭等级)。
该监测点共记录轻微臭气、可感觉臭气、臭气和较强臭气4个等级,利用历史气象数据通过AERMOD模拟恶臭监测点浓度。4种监测等级恶臭浓度平均值及90%置信区间见表1。
通过以上分析,并根据适当保守原则,将本预警系统每小时恶臭影响等级设定为无臭(0~5000),可感觉恶臭(5000~10000),恶臭(10000~15000)及较强恶臭(>15000)共4个等级。
3气象数据及地形数据分析
地表土地利用类型会影响到大气的感通热量、混合层高度等行星边际层参数,进而影响废气在大气中的扩散传播。本次研究以医化园区内废气排放量最大的某制药厂为中心,半径5km的范围内分析项目所在地的地表类型,整个范围以30度为一个区域,共划分12个区域分别统计地表类型(按照USGS分类策略学进行分类),并计算包括太阳反照率、鲍文率以及地表粗糙度等土地利用参数。AERMOD大气预测模型在医化园区恶臭环境影响中的预警应用相关论文由www.udooo.com收集
关键词:AERMOD模型;医化行业;恶臭;环境影响;预警
1674-9944(2013)10-0215-03
1引言
作为国民经济支柱产业之一,医药化工业为经济发展做出了巨大的贡献,但同时医药化工企业在生产过程中往往对外排放了大量有机废气以及H2S、NH3等刺激性恶臭废气,对周围环境和居民的身体健康造成极其不利的影响。研究表明,恶臭不仅能使人产生不愉快的感觉,还能通过人类的嗅觉系统对神经系统、呼吸系统、内分泌系统、循环系统产生强烈的刺激性作用,使中枢神经系统产生障碍和发生病变,引起急性病、慢性病甚至死亡[1]。恶臭已被列为当今世界7种典型公害之一,成为世界各国人民广泛关注的热点理由[2]。
近几年,由于城市化的快速推进,城区不断向外扩张,导致城市居住区与某医化园区的距离越来越近,随着社会环保意识的逐步增强,城区居民对该园区产生的恶臭污染投诉也越来越多,严重制约了医化园区的健康成长和当地经济的发展壮大。恶臭废气的污染给当地居民、政府都带来了很大困扰,如何预警医化园区恶臭对城区居民的影响,增强政府管理部门对园区恶臭废气的管理能力从而做好恶臭预防制约工作成为当地政府管理部门的重要议题。本文尝试利用AERMOD大气扩散预测模型并结合气象预报数据,模拟该园区产生的恶臭废气对城区的影响,对不利气象条件进行预警,取得了较好的效果。
2恶臭预警基本原理
2.1AERMOD模型介绍及预警系统结构组成
AERMOD模型为美国环保局联合美国气象学会组建法规模式改善委员会(AERMIC)开发的新一代大气污染扩散模型,也是我国环保部2008年12月31日发布的《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ2.2-2008)中推荐的稳态大气扩散模式,AERMOD将最新的大气边界层和大气扩散理论应用到了空气污染扩散模式[3~6]。美国EPA在Prairie Grass、Indianapolis、Kincaid、Tracy等地进行示踪试验及在Kincaid、Lovett、Westvaco、Martins Creek、Baldwin、Clifty等电厂地区连续布点监测1年监测SO2质量浓度分布,结果均显示:AERMOD模拟取得了较理想的结果[7]。国内长期的环评预测实践也表明,AERMOD大气扩散模型对小尺度范围内的大气污染预测有较好的模拟结果。本预警系统以AERMOD模型为核心,并用AERMET整合气象预报数据,对医化园区的恶臭废气扩散进行模拟预测,系统基本的结构如图1所示。
2.2恶臭排放源分析
经统计,该医化园区共有26家企业,其中有7家已经关停,剩余企业分布于长约3km的狭长地带。各企业排放的具有恶臭性质的废气共有34种之多,包括NH3、三乙胺、苯等强刺激性气体。本次研究选定其中嗅阈浓度最大的叔丁醇作为基准物质,赋予权重因子为1,同时将其他恶臭污染因子根据不同的嗅阈浓度,按照公式(1)赋予权重因子。Wi=C叔丁醇嗅阈/Ci嗅阈(1)
式中:Wi为第i种恶臭废气的源强权重因子;C叔丁醇嗅阈为叔丁醇嗅阈浓度,μg/m3;Ci嗅阈为第i种恶臭废气嗅阈浓度,μg/m3;各恶臭废气的嗅阈浓度均来自OSHA、EPA等机构网站。每个企业的等效排放源强按照式(2)计算:
E=∑Wi×Ei(2)
式中:Wi为该企业第i种恶臭因子的源强权重因子;Ei为该企业第i种恶臭因子排放速率,g/s;i为第i种恶臭因子,总共有n个恶臭因子。n为该企业拥有的恶臭因子数。
由于该医化园区内各企业恶臭废气排放源强情况复杂多变,本次研究将每一个制药企业的排放源等效为一个以环境温度排放的15m高烟囱点源。
2.3恶臭影响等级AERMOD大气预测模型在医化园区恶臭环境影响中的预警应用由提供海量免费论文范文的www.udooo.com,希望对您的论文写作有帮助.分析
人体对恶臭的感知会由于每个个体的身体状况、嗅阈灵敏度等因素而具有较大的主观性,本次研究采用相对浓度法分析恶臭影响等级,即检测定园区排放源强不变,城区所受到的恶臭影响只与当时的气象条件有关,在此条件下利用城区环境敏感点感受到的不同恶臭等级时的历史气象数据分析医化园区的恶臭浓度影响,其浓度值作为恶臭影响等级分类依据。本次研究以城区某学校为恶臭监测点,共进行了连续20个月的恶臭监测(通过监测者的鼻子闻来确定恶臭等级)。
该监测点共记录轻微臭气、可感觉臭气、臭气和较强臭气4个等级,利用历史气象数据通过AERMOD模拟恶臭监测点浓度。4种监测等级恶臭浓度平均值及90%置信区间见表1。
通过以上分析,并根据适当保守原则,将本预警系统每小时恶臭影响等级设定为无臭(0~5000),可感觉恶臭(5000~10000),恶臭(10000~15000)及较强恶臭(>15000)共4个等级。
3气象数据及地形数据分析
3.1气象数据分析
本预警系统预报气象数据采用WRF气象模型模拟的未来48h内3h间隔ocf格式数据。数据参数包括时间、风速、风向、干球温度、气压、湿度、云量。为满足AERMOD大气预测模型1h频次气象数据要求,本系统采用线性插值法对3h频次数据实行插值。地表土地利用类型会影响到大气的感通热量、混合层高度等行星边际层参数,进而影响废气在大气中的扩散传播。本次研究以医化园区内废气排放量最大的某制药厂为中心,半径5km的范围内分析项目所在地的地表类型,整个范围以30度为一个区域,共划分12个区域分别统计地表类型(按照USGS分类策略学进行分类),并计算包括太阳反照率、鲍文率以及地表粗糙度等土地利用参数。AERMOD大气预测模型在医化园区恶臭环境影响中的预警应用相关论文由www.udooo.com收集