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污染物最小排放量
对于一次PM2.5,如果新建或改扩建导致的一次PM2.5排放量小于10吨/年,则不需进行一次PM2.5模拟,反之则需进行模拟;如果PM2.5的前体污染物NOx和SO2排放量都小于40吨/年,则不需要进行二次PM2.5模拟,反之若NOx和SO2排放量有任一个或者都大于40吨/年,则需要进行二次模拟。
PM2.5评估方法
对于一次PM2.5的模拟,美国环保署仍旧推荐使用AERMOD、CALPUFF等法规模式模拟,如果一次二次PM2.5都需要模拟,一次PM2.5也可以选用可选模式如光化学模式CMAQ、CAMx模拟。
对于二次PM2.5,根据前体污染物排放量的大小,可使用以下推荐方法:
(1)定性法:当PM2.5前体物排放量仅少量超标,监测的PM2.5背景浓度较低,直接PM2.5排放量也较低或与一次、二次PM2.5在时间和空间上无相关性,从而一次PM2.5与背景浓度的叠加影响较大地低于PM2.5空气质量标准,则一次和二次PM2.5叠加起来不超标的可信度非常高,性质上可定义为不超标。
(2)定性/定量混合法:大多数情况下可能很难简单判断一次PM2.5、背景浓度以及二次的PM2.5叠加影响是否符合空气质量标准。当新增前体污染物排放量较大时,可能需要使用定量分析二次PM2.5的浓度。可用转化因子将PM2.5前体污染物排放等价成一定数量的直接排放PM2.5,转化因子可能随着地区不同而有差异。从而仍可以使用AERMOD、CALPUFF等法规模式模拟排放量叠加后的PM2.5总浓度,并分析是否超标。
(3)光化学模式法:当新增前体污染物排放量极大时,需要使用光化学模式法模拟二次PM2.5的影响。
4美国PM2.5评估方法对我国的启示
按照我国环评实际情况,若近期需要对PM2.5的预测评估作出要求,可参照美国环保署的相关经验,从污染物最小排放量和评估方法等角度进行一定程度的借鉴。
污染物最小排放量
污染物最小排放量的制定与相关空气质量标准有关,表3为中美两国PM2.5的空气质量标准。按照国内的二级标准计算,中美标准的最小比值为2.14,则直接排放的最小排放量应为21.4吨,NOx和SO2的最小排放量应为85.7吨。
除直接根据规定的污染物最小排放量确定是否需进行一次或二次PM2.5模拟外,也可应用估算模式判断是否需要进行下一步详细预测。
PM2.5评估方法
对于一次PM2.5的模拟,可仍旧使用大气环评导则推荐的法规模式模拟。对于二次PM2.5,可应用以下评估方法:
(1)转化因子法:通过确定我国各地区的二次PM2.5前体物转化因子,将前体物排放量换算为一次直接排放PM2.5,再使用现行导则推荐的AERMOD、ADMS、CALPUFF等法规模式模拟。转化因子可通过分析光化学模式中前体物与模拟PM2.5各组分的相关性获得。
(2)CALPUFF模式:由于二次PM2.5组分中相当大的比例为二次生成的硫酸盐和硝酸盐,采用CALPUFF模式评估也基本能反映二次PM2.5的污染特征。第二届火电行业环境保护研讨会综合现行主流大气预测模式的特点及环评项目的可操作性,也建议目前采用CALPUFF模式进行PM2.5预测计算。伯鑫等采用CALPUFF模式预测了京津冀地区火电企业的大气污染影响,其中就包括二次生成的硫酸盐和硝酸盐,结果表明,SO2、NOx这些前体物减排后能大幅度减少PM2.5浓度。CALPUFF模式还包含后处理工具,可以将一次及二次PM2.5的预测浓度进行逐时叠加,从而得到PM2.5的总浓度。CALPUFF中的模型参数较多,模式的标准化应用研究可见前期研究成果。
(3)光化学模式:对于个别环评项目,如其污染物排放量非常大,且位于区域污染物排放清单比较完备的地区,可推荐选用CMAQ、CAMx等光化学模式进行模拟。
作者简介:王刚、吴成志,三捷环境工程咨询(杭州)有限公司。
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