李時蓓 李颯
美國新建污染源審核管理概述
李時蓓 李颯
1977年美國國會通過了新建污染源審核程序,規(guī)定新建和改建重大污染源必須通過防止空氣質量顯著變化(PSD)審核,在清潔空氣的法律框架下建立了一整套的PSD審核管理體系。新建污染源的管理是以保護空氣資源和公眾健康為目標,實行質量和增量雙標準的分區(qū)管理;重點控制重大污染源,并嚴格敏感區(qū)和非達標區(qū)的管理;以污染源清單為基礎,以法規(guī)模型為技術手段,通過全面的空氣質量影響分析決定污染物允許的排放量,然后由地方環(huán)保部門發(fā)放許可證。
美國;新建污染源;審核;管理
早在20世紀70年代,美國就頒布了《清潔空氣法》[1],之后又歷經幾次修正,形成了目前的1990年版《清潔空氣法》。在《清潔空氣法》的法律框架下,美國國家環(huán)保局(EPA)制定了《國家空氣質量標準》[2]、《新(固定)源排放標準》[3]、《新源工作手冊》[4]、《模式導則》[5]、《空氣質量監(jiān)測導則》[6]等一系列的標準規(guī)范,發(fā)布了 排放清單[7]、“排放因子[8]等一系列相關基礎數據,形成了一套完善的新源管理體系。
管理目標
以保護空氣資源和公眾健康為管理目標,PSD審核的主要目標有兩個層次,一是在經濟增長的情況下,保護現有空氣資源,確保環(huán)境空氣質量達標;二是保護公眾健康和人民福祉不受影響。基礎目標是防止新污染源的建設造成空氣質量發(fā)生顯著變化,確保建成后的區(qū)域環(huán)境質量不超過國家空氣質量標準;進一步的目標是保障精神層面上的需求,例如保護和改善敏感區(qū)的空氣質量,如國家公園、野生動物保護地等,具體指標反映在新污染源對能見度的影響等。
管理范圍
PSD審核重在嚴控重大污染源、環(huán)境敏感區(qū)和非達標區(qū)的管理。PSD審核涉及五類污染源:在不滿足國家空氣質量標準的非達標區(qū)建設的污染源;達標區(qū)的重大污染源;排放有毒污染物的污染源;位于海岸線附近的污染源;有地方要求的非重大污染源。有四種情況屬于重大污染源:位于達標區(qū),排放量大于等于100 t/a,屬于EPA規(guī)定的火電、洗煤、紙漿、水泥、粗鋅冶煉、鋼鐵、電解鋁、銅冶煉等28種行業(yè)的新建污染源;位于非達標區(qū)或Ⅰ類區(qū),排放量大于等于100 t/a的污染源;28種行業(yè)外的排放量大于等于250 t/a的其他行業(yè)污染源;已經過PSD審核的改擴建污染源。
PSD審核是針對每項污染物的。對于重大污染源中所涉及的污染物,需要進行PSD審核的有兩種情況:一是重大源中的污染物超過EPA規(guī)定的排放值,如NOx40 t/a,SO240 t/a;二是10 km范圍內的I類區(qū)空氣質量增量超過1 μg/m3的。PSD審核管理范圍如圖1所示。
受理材料
圖1 PSD審核管理范圍
PSD審核受理材料主要包括:項目概況,工程分析,最佳可行性技術(BACT)分析,環(huán)境質量現狀和氣象條件,空氣質量影響分析(AQIA),敏感區(qū)環(huán)境影響分析,對瀕危物種的影響分析,土壤、植被、能見度等其他環(huán)境影響分析,伴隨建設項目產生的商業(yè)、居住、工業(yè)等附帶影響分析,法規(guī)法律符合性,商業(yè)機密聲明,其他信息等。
評價標準
PSD審核以質量和增量雙標準進行分區(qū)管理。新污染源的環(huán)境影響分析是基于國家空氣質量標準和PSD增量標準進行評價的,對區(qū)域的環(huán)境影響按照國家空氣質量標準進行評價,而環(huán)境影響增量按照PSD增量標準進行評價。
PSD增量標準是依據土地類型而劃定的。土地類型被劃分為三類。I類區(qū)由國家劃定,如野生動物保護地等國家公園,是限制建設項目發(fā)展的地區(qū)。在I類區(qū)內,空氣質量只允許增加很小的量,增量標準約為空氣質量標準的2%,例如I類區(qū)SO2年均PSD增量標準為2 μg/m3、NO2年均PSD增量標準為2.5 μg/m3。II類、III類區(qū)由州政府劃定。在II類、III類區(qū)內,空氣質量允許適量增加,增量標準約為空氣質量標準的10%~20%,例如II類區(qū)SO2年均PSD增量標準為20 μg/m3、NO2為25 μg/m3,III類區(qū)SO2年均PSD增量標準為40 μg/m3、NO2為50 μg/m3。
在進行I類區(qū)PSD審核時,PSD審核機構要通知聯邦土地管理部門,由聯邦土地管理部門負責確定I類區(qū)的空氣質量限值,如果聯邦土地管理部門認為新建污染源改變了I類區(qū)的空氣質量限值,即使不超過EPA規(guī)定的空氣質量增量值,也可以建議否決項目的實施。
環(huán)境監(jiān)測
在環(huán)境監(jiān)測中,需要根據環(huán)境現狀和預測影響確定監(jiān)測內容。建設單位需描述項目所在區(qū)域的環(huán)境空氣質量狀況,以及空氣質量監(jiān)測信息,包括監(jiān)測站點、監(jiān)測記錄等。在特定情況下需要提供兩個階段的環(huán)境質量監(jiān)測,第一階段是申請前的環(huán)境質量現狀監(jiān)測;第二階段是項目建成后的環(huán)境質量監(jiān)測。
在項目申請前,有兩種情況可以不進行環(huán)境質量現狀監(jiān)測,一是使用模型預測的最大值進行評價;二是監(jiān)測網提供的環(huán)境質量小于規(guī)定的濃度值(約為空氣質量標準的15%),如SO2日均值小于13 μg/m3、NO2年均值小于14 μg/m3。當區(qū)域監(jiān)測數據大于規(guī)定的濃度值時,建設單位需要制訂監(jiān)測計劃,一般需要提供12個月的現狀監(jiān)測數據,現狀監(jiān)測數據需符合PSD監(jiān)測導則的要求,也可使用所在區(qū)域有代表性的監(jiān)測數據。
在項目建成后,有兩種情況需要進行環(huán)境質量監(jiān)測,一是疊加環(huán)境影響值接近國家空氣質量標準值;二是模型預測存在不確定性。符合兩種情況之一的需要提供至少兩年的監(jiān)測數據。
氣象數據
在氣象數據方面,要求提供至少一年的現場觀測數據,包括數據的代表性說明、數據信息、記錄的有效周期、觀測場地等。數據需符合PSD監(jiān)測導則的要求,或提供具有代表性的近五年的連續(xù)氣象觀測站觀測數據。
污染源清單
環(huán)境影響預測涉及污染源的數據包括新建污染源與背景污染源。新建污染源包含有組織排放源和無組織排放源,需要給出VOC、CO、NO2、 SO2、PM10、PM2.5、Pb等污染物的排放量和排放濃度。同時還需建立背景污染源排放清單,背景源的調查范圍半徑一般為50 km,污染源排放清單由政府統(tǒng)一管理和提供。源清單的內容包括污染源的基準年、位置、建筑物尺寸、煙囪參數、排放因子等,用于模擬背景濃度,以滿足疊加分析建設項目環(huán)境影響的需求。
法規(guī)模型
EPA的法規(guī)模型技術支持中心推薦了法規(guī)模型,如AERMOD(煙流)、CALPUFF(煙團)、CMAQ(區(qū)域)等,發(fā)布了一系列技術支持文件,包括模型的適用性、技術文檔、用戶手冊以及模型驗證案例等,并提供模型使用技術導則,用以規(guī)范模型的使用,達到管理的一致性。如果使用非推薦模型,則需要得到EPA批準。
最佳可行技術分析
最佳可行技術的選擇分五步進行:第一步,列舉控制技術,找出所有可能的控制措施;第二步,排除不可行的技術,以及物理化學等原理上不可行的控制措施;第三步,列明細表,包括控制技術名稱、控制效率、污染物排放量、污染物削減量、能耗、控制技術附帶的環(huán)境和經濟影響等;第四步,控制技術排序,從能耗、環(huán)境、經濟等方面對每項控制措施逐一進行評估,并從優(yōu)到劣進行排序;第五步,選擇擬用的控制技術。
對于污染物的控制水平,在達標區(qū)和非達標區(qū)的要求是不一樣的。在達標區(qū),實施的是最佳可行技術,也就是從能耗、環(huán)境、經濟等方面綜合考慮,評估出最佳的控制措施。而在非達標區(qū),選擇的控制措施不考慮經濟等因素,只考慮環(huán)境因素,要求選擇最先進的控制技術,即最低排放限值要求,同時,州政府要設定削減計劃限值,列入州削減計劃的污染源不能進行排污交易。
環(huán)境影響分析
所有重大污染源的污染物都要進行空氣質量影響分析。空氣質量影響分析的主要內容包括對敏感區(qū)、瀕危物種、土壤、植被、能見度等的環(huán)境影響,以及伴隨建設項目產生的商業(yè)、居住、工業(yè)等附帶的環(huán)境影響。模擬結果及模擬方案等材料需一并提交審核。
環(huán)境影響分析分為初步分析和全面分析兩個階段。初步影響分析是針對新建源或擴建源,通過模型計算其環(huán)境影響。當影響不超過EPA規(guī)定的對應區(qū)的顯著影響水平值(約為空氣質量標準的4%)時,則不需要進行全面分析;當影響超過EPA規(guī)定的對應區(qū)的顯著影響水平值時,則需要進行全面影響分析。
全面影響分析的主要內容包括:首先,確定是否需要進行現場監(jiān)測、確定建設項目的影響范圍、建立污染源排放清單等;其次,利用推薦模型模擬新建源、現狀源的環(huán)境影響,以及由于建設項目產生的伴隨源的環(huán)境影響,如伴隨項目增加的民用、商業(yè)和工業(yè)等污染源;再次,當新建源的環(huán)境影響大于EPA規(guī)定的監(jiān)測濃度值時,需提供一年的現狀監(jiān)測值,或采用最大預測值進行評價;最后,對環(huán)境影響結果進行公示。環(huán)境影響分析步驟如圖2所示。
預測情景需考慮所有的工藝技術、控制措施、氣象條件等。預測中先設置1 km的計算網格,通過計算尋找最大落地濃度區(qū)域,然后采用100 m細網格計算最大落地濃度。使用導則推薦模型,模擬結果用表表示,并繪制等值線濃度圖。對于300 km范圍內的國家公園、野生動物保護地等I類區(qū)的環(huán)境敏感區(qū),需要進行環(huán)境影響分析。使用的模型取決于排放源與I類區(qū)的距離。
新建污染源經過PSD審核后,由地方環(huán)保部門發(fā)放許可證。
圖2 環(huán)境影響分析步驟
許可證主要內容包括許可證號、污染源代碼、建設地點(包括經緯度)、法人單位所在地、主要工藝、控制措施、排放口編號和設置、每項污染物在某滾動平均時段的單位產品排放限值、每項污染物在某段平均時間內的排放強度、運行要求和燃料限制,無組織排放控制要求、試運行監(jiān)測要求、監(jiān)督性監(jiān)測要求、運行記錄要求、申報要求以及污染源變化等信息。
[1] US EPA. Clean Air Act, US Public Law 88-206 [Z]. 1990.
[2] US EPA. National Ambient Air Quality Standards, 40 CFR Part 50 [Z]. 2008.
[3] US EPA. Standards of Performance for New Stationary Sources, 40 CFR Part 60[Z]. 2006.
[4] US EPA. New Source Review Workshop Manual[Z]. 1990.
[5] US EPA. Appendix W Guidance, 40 CFR Part 51[Z]. 2005.
[6] US EPA. Ambient Monitoring Guidelines, 40 CFR Part 53[Z]. 2007.
[7] US EPA. Emission Inventories, Clearinghouse for Inventories & Emissions Factors[EB/OL]. http://www.epa.gov/ttn/chief/eiinformation. html.
[8] US EPA. Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42, Fifth Edition, Volume I, Stationary Point and Area Sources[Z]. 1995.
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A
2095-6444(2014)05-0042-03
2014-06-23
環(huán)境保護公益性行業(yè)科研專項(201309062)
李時蓓,環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心、國家環(huán)境保護環(huán)境影響評價數值模擬重點實驗室研究員;李颯,環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心、國家環(huán)境保護環(huán)境影響評價數值模擬重點實驗室。