基于AERMOD 模型進(jìn)行大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)時(shí)考慮重金屬沉積作用對(duì)地面產(chǎn)生的不同影響

◎鄒明 李錚

AERMOD 是一個(gè)穩(wěn)態(tài)煙羽擴(kuò)散模式，為《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》（HJ2.2-2018）中推薦使用大氣預(yù)測(cè)模型，可基于大氣邊界層數(shù)據(jù)特征模擬點(diǎn)源、面源、體源等排放出的污染物的濃度分布，適用于農(nóng)村或城市地區(qū)、簡(jiǎn)單或復(fù)雜地形，常見(jiàn)用于大氣環(huán)境影響一級(jí)評(píng)價(jià)。該模型對(duì)于重金屬（以鉛、汞、鎘為例）的大氣預(yù)測(cè)可分為考慮沉積和不考慮沉積兩種情景，本次以某垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為例，分別預(yù)測(cè)兩種情景下重金屬對(duì)地面的大氣環(huán)境影響程度。

一、氣象資料

AERMOD 模型運(yùn)行需要進(jìn)行氣象預(yù)處理，包括地面氣象數(shù)據(jù)和高空氣象資料。本次收集了某項(xiàng)目所在地區(qū)2018 年全年逐日逐時(shí)的地面氣象觀測(cè)資料，并通過(guò)生態(tài)環(huán)境部環(huán)境工程評(píng)估中心獲取了該地區(qū)2018 年全年高空氣象模擬資料。

二、地形數(shù)據(jù)

項(xiàng)目位于**縣**鎮(zhèn)，地貌單元主要由山地、緩丘、荒地組成。評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的地形數(shù)據(jù)采用外部DEM 文件，數(shù)據(jù)來(lái)源為http://srtm.csi.cgiar.org/，分辨率為90m。采用Aermap 運(yùn)行計(jì)算得出評(píng)價(jià)范圍內(nèi)各網(wǎng)格及敏感點(diǎn)的地形數(shù)據(jù)。構(gòu)建評(píng)價(jià)范圍的預(yù)測(cè)網(wǎng)格時(shí)，采用直角坐標(biāo)的方式，即坐標(biāo)形式為(x，y)。

三、預(yù)測(cè)參數(shù)

項(xiàng)目預(yù)測(cè)中心點(diǎn)的坐標(biāo)為東經(jīng)112°42'43.86"，北緯26°46'08.14"，預(yù)測(cè)網(wǎng)格設(shè)定為5000m×5000m，網(wǎng)格為步長(zhǎng)100m。根據(jù)預(yù)測(cè)范圍的土地類(lèi)型，共分為3 個(gè)扇區(qū)，以中心坐標(biāo)為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)體系，其中0-190°為落葉樹(shù)林、190-250°為城市、250-360°為落葉樹(shù)林。

四、預(yù)測(cè)污染源源強(qiáng)

根據(jù)項(xiàng)目可研資料，該項(xiàng)目主要外排廢氣為垃圾焚燒爐產(chǎn)生的煙氣，廢氣排放量為120000Nm3/h，排氣筒高度為80m，排放內(nèi)徑為2.0m、煙氣出口溫度為150℃，煙氣中鉛、汞、鎘的排速率分別為0.12 kg/h、0.006 kg/h、0.012 kg/h。

五、預(yù)測(cè)結(jié)果

本次預(yù)測(cè)分兩種情景進(jìn)行，情景1 為不考慮重金屬沉積影響，預(yù)測(cè)各重金屬對(duì)地面的影響程度；情景2 為考慮重金屬沉積影響后預(yù)測(cè)各重金屬對(duì)地面的影響程度。預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)對(duì)比情況見(jiàn)表1，其地面最大落地濃度分布情況見(jiàn)圖1。

表1 本項(xiàng)目排放重金屬在不同情景下的大氣預(yù)測(cè)結(jié)果

圖1 本項(xiàng)目排放重金屬在不同情景下的大氣預(yù)測(cè)結(jié)果等值線圖

六、結(jié)果分析

由上述兩種預(yù)測(cè)結(jié)果得知，在考慮重金屬沉積的前提下，鉛、汞、鎘的年均貢獻(xiàn)值均約為不考慮重金屬沉積年均貢獻(xiàn)值的3 倍。兩種情景下，重金屬最大落地濃度均分布在污染源的西南偏南方向，根據(jù)該地區(qū)2018 年地面氣象資料，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂掀巷L(fēng)，分布頻率為39%，表明本項(xiàng)目大氣污染物最大落地濃度分布方位與選取的氣象數(shù)據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向基本吻合。在不考慮重金屬沉積的前提下，地面最大落地濃度主要集中分布在下風(fēng)向2.15km 處，近地面濃度較低，其污染物擴(kuò)散受氣象條件的影響十分顯著。在考慮重金屬沉積的前提下，地面主要落地濃度主要集中分布在下風(fēng)向1.7km 處，且濃度除最大落地位置分布集中外，其余基本呈傘狀分布，說(shuō)明污染物擴(kuò)散除受氣象條件外，自身的沉積作用限制了其擴(kuò)散能力，對(duì)近地面的影響更加顯著。

七、結(jié)論

鑒于在考慮大氣沉積作用的前提下，重金屬對(duì)地面的影響更顯著，且影響的距離更近，所以建議在運(yùn)用AERMOD 進(jìn)行大氣環(huán)境影響一級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)于具有大氣沉積能力的污染因子，最大落地濃度需體現(xiàn)沉積影響。