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        煙羽擴(kuò)散模式在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用

        2017-05-10 01:30:58新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司石河子市832000張夢新
        石河子科技 2017年2期
        關(guān)鍵詞:煙羽環(huán)境溫度環(huán)境影響

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

        對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)時(shí),需要預(yù)測項(xiàng)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(kuò)散模式,模擬計(jì)算出項(xiàng)目排放的廢氣在當(dāng)?shù)貧庀髼l件下對環(huán)境造成的不良影響的量化指標(biāo)。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(shí),采用合適的煙羽擴(kuò)散模式可以模擬計(jì)算出異常排放對周圍環(huán)境的影響,為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理具有指導(dǎo)意義。

        1 煙羽擴(kuò)散模式簡介

        《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》(HJ 2.2-2008)推薦的煙羽擴(kuò)散模式包括估算模式、進(jìn)一步預(yù)測模式、大氣防護(hù)距離計(jì)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(kuò)散模型,模式計(jì)算需要收集的資料較少,可以計(jì)算污染物排放的最大落地濃度,最大濃度點(diǎn)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(jì)算的結(jié)果偏大,但對小于1小時(shí)的非正常排放的環(huán)境影響預(yù)測極為實(shí)用。

        1.2 進(jìn)一步預(yù)測模式

        進(jìn)一步預(yù)測模式是比較精準(zhǔn)的計(jì)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(jìn)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?dú)庀筇娇沼^測資料。此三種模式計(jì)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?dú)庀筇娇沼^測資料,在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理過程中幾乎無法應(yīng)用。

        1.3 大氣環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算模式

        大氣環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算模式是基于估算模式開發(fā)的計(jì)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(hù)距離。

        綜上所述,對于企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理最實(shí)用的是估算模式,有條件的可以使用進(jìn)一步預(yù)測模式中的AERMOD模式系統(tǒng)和ADMS模式系統(tǒng)。計(jì)算模式軟件和使用方法可到環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心環(huán)境質(zhì)量模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)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(shí)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(shí)間內(nèi)煙氣溫度和環(huán)境溫度就可以達(dá)到一致,基本可以忽略。以下論述估算模式在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)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(dāng)事故排放量大到一定程度,就會(huì)造成對地面的人和物造成較重的影響,引發(fā)社會(huì)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(shí)可以兼顧生產(chǎn),然而處理“事故排放”的生產(chǎn)事故時(shí)就不能太多的顧及生產(chǎn)。

        2.1 選取識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

        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(biāo)可以根據(jù)周圍環(huán)境敏感目標(biāo)采取相應(yīng)的耐受實(shí)驗(yàn)確定,如過周圍敏感目標(biāo)是人,即可做人的耐受實(shí)驗(yàn)確定指標(biāo);如果周圍敏感目標(biāo)是農(nóng)作物,就要做相應(yīng)的農(nóng)作物耐受實(shí)驗(yàn)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(biāo)確定后就要對不同程度的排放采用估算模式進(jìn)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(kuò)散,但氯堿企業(yè)氣體排放量較小,短時(shí)間內(nèi)就可達(dá)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(jì)算臨界排放速度。即可判定當(dāng)排放量大于臨界排放速度時(shí)即可判定為事故排放。按照選取的敏感目標(biāo)耐受限值,計(jì)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(biāo),在特定排放參數(shù)、特定地理環(huán)境下進(jìn)行估算,實(shí)際應(yīng)用中需按上述步驟重新進(jìn)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(dòng)或者設(shè)備工藝事故造成的非正常排放時(shí)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(bào)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(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,在不影響企業(yè)社會(huì)效益的情況下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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

        [2]《危險(xiǎn)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(jià)技術(shù)方法》環(huán)境保護(hù)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(jī)化學(xué)》(第四版),北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室、華中師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室、南京師范大學(xué)無機(jī)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。

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