煙羽擴散模式在環(huán)境風(fēng)險管理中的應(yīng)用

（新疆天業(yè)（集團）有限公司，石河子市，832000） 張夢新 齊 偉

對建設(shè)項目進行環(huán)境影響評價時，需要預(yù)測項目建成后污染物排放對周圍環(huán)境的影響。對于大氣污染物要使用煙羽擴散模式，模擬計算出項目排放的廢氣在當?shù)貧庀髼l件下對環(huán)境造成的不良影響的量化指標。氯堿企業(yè)在發(fā)生尾氣氯化氫吸收不完全、原始開停車氯氣過量尾氣排放、次氯酸鈉吸收過氯等生產(chǎn)事故時，采用合適的煙羽擴散模式可以模擬計算出異常排放對周圍環(huán)境的影響，為環(huán)境風(fēng)險管理具有指導(dǎo)意義。

1 煙羽擴散模式簡介

《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》（HJ 2.2-2008）推薦的煙羽擴散模式包括估算模式、進一步預(yù)測模式、大氣防護距離計算模式等。

1.1 估算模式

估算模式是最簡單最基礎(chǔ)的一種煙羽擴散模型，模式計算需要收集的資料較少，可以計算污染物排放的最大落地濃度，最大濃度點位。由于估算模式嵌入了多種預(yù)設(shè)的氣象組合條件，包括一些發(fā)生概率很低不利氣象條件，所以經(jīng)估算模式計算的結(jié)果偏大，但對小于1小時的非正常排放的環(huán)境影響預(yù)測極為實用。

1.2 進一步預(yù)測模式

進一步預(yù)測模式是比較精準的計算模式，其需要收集的資料較多，需要大量的氣象資料、地理環(huán)境資料，比較繁瑣。進一步預(yù)測模式有AERMOD模式系統(tǒng)、ADMS模式系統(tǒng)、CALPUFF模式系統(tǒng)等。其中AERMOD模式系統(tǒng)和ADMS模式系統(tǒng)較為簡便，收集日常氣象資料即可，而CALPUFF模式系統(tǒng)則比較繁瑣，需要氣象探空觀測資料。此三種模式計算較為精確，但都比較繁瑣，有條件的可以采用AERMOD模式系統(tǒng)和ADMS模式系統(tǒng)，CALPUFF模式系統(tǒng)需要氣象探空觀測資料，在環(huán)境風(fēng)險管理過程中幾乎無法應(yīng)用。

1.3 大氣環(huán)境防護距離計算模式

大氣環(huán)境防護距離計算模式是基于估算模式開發(fā)的計算模式，此模式主要用于確定無組織排放源的大旗環(huán)境防護距離。

綜上所述，對于企業(yè)環(huán)境風(fēng)險管理最實用的是估算模式，有條件的可以使用進一步預(yù)測模式中的AERMOD模式系統(tǒng)和ADMS模式系統(tǒng)。計算模式軟件和使用方法可到環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心環(huán)境質(zhì)量模擬重點實驗室網(wǎng)站（www.lem.org.cn）下載，本文不做贅述。

2 估算模式在環(huán)境風(fēng)險管理中的應(yīng)用

由于估算模式對小于1h的異常排放比較適用，而事故排放的持續(xù)時間一般小于1h，并且估算模式較為簡便，除了污染物排放速度之外，其他如排氣口高度、內(nèi)徑，周圍地形參數(shù)、周圍建筑物參數(shù)等都是不變的，而由于排放量較小，短時間內(nèi)煙氣溫度和環(huán)境溫度就可以達到一致，基本可以忽略。以下論述估算模式在環(huán)境風(fēng)險管理中的應(yīng)用。

非正常排放均是生產(chǎn)事故造成的，但有些排放量較小的事故對周圍環(huán)境影響不大，可以稱之為“異常排放”，當事故排放量大到一定程度，就會造成對地面的人和物造成較重的影響，引發(fā)社會性事件，可以稱之為“事故排放”。一般的來講在處理“異常排放”的生產(chǎn)事故時可以兼顧生產(chǎn)，然而處理“事故排放”的生產(chǎn)事故時就不能太多的顧及生產(chǎn)。

2.1 選取識別標準

可以通過排放的最大落地濃度來區(qū)別“事故排放”和“異常排放”，具體指標可以根據(jù)周圍環(huán)境敏感目標采取相應(yīng)的耐受實驗確定，如過周圍敏感目標是人，即可做人的耐受實驗確定指標；如果周圍敏感目標是農(nóng)作物，就要做相應(yīng)的農(nóng)作物耐受實驗確定，也可查閱相關(guān)毒性資料。經(jīng)查閱相關(guān)資料后本文暫取氯化氫20mg/m3，氯氣取3mg/m3。

2.2 事故排放速度估算

判定指標確定后就要對不同程度的排放采用估算模式進行預(yù)測。一般來講氣體排放溫度與環(huán)境溫度溫差越大越有利于氣體擴散，但氯堿企業(yè)氣體排放量較小，短時間內(nèi)就可達到環(huán)境溫度所以在估算中可以取氣體溫度和環(huán)境溫度均為293K。下表是排放速度與最大落地濃度對應(yīng)表（預(yù)設(shè)條件為忽略地形因素、建筑物下洗、岸邊熏煙；排放管DN100，高度25m；排放溫度及環(huán)境溫度均是293K）。

表1 排放速度與最大落地濃度對應(yīng)表

由上表數(shù)據(jù)可以看出，最大落地濃度和排放速度成正比關(guān)系，比例系數(shù)k=0.296/3.6=0.08，可按此計算臨界排放速度。即可判定當排放量大于臨界排放速度時即可判定為事故排放。按照選取的敏感目標耐受限值，計算氯堿企業(yè)敏感物質(zhì)臨界泄漏速度氯化氫為250kg/h，氯氣為37.5kg/h。

以上論述僅針對特定環(huán)境敏感目標，在特定排放參數(shù)、特定地理環(huán)境下進行估算，實際應(yīng)用中需按上述步驟重新進行分析、估算。

3 總結(jié)

在化工生產(chǎn)過程中由于生產(chǎn)波動或者設(shè)備工藝事故造成的非正常排放時有發(fā)生，應(yīng)按不同的排放性質(zhì)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。在事故發(fā)生后，應(yīng)盡快查看氣象預(yù)報的風(fēng)級，然后根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)控裝置估算出排放速度，確定排放性質(zhì)，然后啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，在不影響企業(yè)社會效益的情況下實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

[1]《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》環(huán)境保護部頒布.2008年；

[2]《危險化學(xué)品手冊》P.A.Carson，C.J.Mumford世界圖書出版公司.2005.1出版；

[3]《環(huán)境影響評價技術(shù)方法》環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心編,2012年版；

[4]《最新氯堿產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝與過程優(yōu)化控制及安全事故防范產(chǎn)品檢測技術(shù)應(yīng)用手冊》，李可可主編，化學(xué)工業(yè)出版社2006年5月出版；

[5]《無機化學(xué)》（第四版），北京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室、華中師范大學(xué)無機化學(xué)教研室、南京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室編著，高等教育出版社2003年1月1日出版；

[6]《物理化學(xué)》（第二版），沈文霞編著，科學(xué)出版社2009年8月出版；

[7]《廢氣處理工程技術(shù)手冊》，王純、張殿印編著，化學(xué)工業(yè)出版社2013年1月1日出版。