張逸茹

中圖分類號：X51 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2020）01-155-02

摘 要 本文根據(jù)國家環(huán)境影響評價的相關(guān)法規(guī)及評價導(dǎo)則，結(jié)合項目的周邊環(huán)境概況及項目所涉及的物料，選取并優(yōu)化了適合本院xfs號lx機項目事故狀態(tài)下的大氣擴散預(yù)測模型。為院xfs號lx機項目環(huán)境影響評價前期本底的特征污染物監(jiān)測、環(huán)境影響評價中事故狀態(tài)下大氣污染物預(yù)測及該項目建成后日常環(huán)境監(jiān)測布點等提供技術(shù)支持；同時，為XX院號a機項目煙羽應(yīng)急計劃區(qū)的劃定提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 事故狀態(tài)下 氟化物環(huán)境影響 預(yù)測方法

一、本項目污染源分析

xfs號lx機試驗項目主要從事lx分離性能、壽命考核和可靠性試驗，試驗系統(tǒng)按不提取產(chǎn)品設(shè)計，24小時常年運轉(zhuǎn)，其試驗物料為氟化物，設(shè)計為百公斤級。設(shè)施排放污染物主要為大氣污染物，排放的污染物經(jīng)99%高效過濾器處理后，經(jīng)排氣筒集中后有組織的排放，類比院現(xiàn)有的設(shè)施，產(chǎn)生的大氣污染物在正常工況下能夠做到達標排放。

從環(huán)評角度來說，非正常工況、事故狀況下對周邊環(huán)境的影響分析既是環(huán)境影響評價不可缺少的部分，又是核相關(guān)行業(yè)中公眾及科研人員關(guān)注的重中之重。

經(jīng)過前期與國家相關(guān)部門的咨詢與溝通，根據(jù)《國防科技工業(yè)軍用核設(shè)施安全監(jiān)管分類辦法》我院不排除預(yù)計采用的介質(zhì)的核素x低于Ⅲ類閥值，應(yīng)按低于Ⅲ類進行管理。但該辦法第十三條規(guī)定：對于操作和貯存ab6的軍工核設(shè)施，分類時應(yīng)考慮ab6的化學(xué)毒性，故國家相關(guān)部門決定對我院本項目采用Ⅲ類安全監(jiān)管。故本文涉及到ab6的研究重點為其化學(xué)毒性方面的預(yù)測分析。重點針對氟化物的化學(xué)毒性開展預(yù)測分析。

二、事故狀況下氟化物的大氣環(huán)境影響預(yù)測

xfs號lx機試驗項目設(shè)計物料為百公斤級，本研究假定在線物料量為600kg，參考《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則 征求意見稿》中泄漏液體蒸發(fā)量估算值，泄漏液體物質(zhì)為極易揮發(fā)物質(zhì)時，蒸發(fā)量占泄露量的百分比為90～100%。在xfs號lx機試驗項目中，物料在一定壓力下運行，物料在料罐中運行時處于氣體狀態(tài)，根據(jù)環(huán)境影響評價偏保守原則，當(dāng)出現(xiàn)嚴重事故時假定物料瞬時全部泄露，那么事故狀態(tài)下的污染源強可設(shè)定為600kg。

（一）采用無毒氟化物的環(huán)境影響預(yù)測評價

由《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則—大氣環(huán)境》（HJ/T2.2-2008）可知，對于小于1小時短期非正常排放，可采用SCREEN3估算模式進行預(yù)測。按預(yù)測模式的模擬現(xiàn)實可分為點源、面源、線源、體源四種類別。本研究的事故排放為面源排放，事故排放物料量以600kg計，試驗中心建筑面積為18337 m2，占地面積為14181 m2。本項目擬建于試驗中心大廳（大廳為一層結(jié)構(gòu)），排放高度以10m計，長度為148m，寬度為96m。

估算模式所需的面源參數(shù)有：

1.面源排放速率：42.3g/s？m2；

2.排放高度：10m；

3.長度：148m，寬度96m。

本項目距污染源中心點5km內(nèi)的范圍內(nèi)均為平原，為簡單地形，故不需要考慮提供地形參數(shù)；周圍也無建筑物可能導(dǎo)致建筑物下洗，不需要提供建筑物參數(shù)，同時本項目距離海岸或?qū)掗熕w岸邊較遠，不會導(dǎo)致岸邊熏煙，不需要提供岸邊熏煙參數(shù)。

經(jīng)估算模式SCREEN3預(yù)測計算，使用無毒氟化物作為物料時，當(dāng)本項目發(fā)生突發(fā)事故瞬間泄露時，本項目事故排放在E類穩(wěn)定度下，污染物在下風(fēng)向的最大落地濃度為286500m g/m3，距離事故源為163m。本項目最近的環(huán)境敏感目標東南方向3km處的軍糧城居民聚集區(qū)的環(huán)境濃度為8284m g/m3。

由上述預(yù)測結(jié)果可知，應(yīng)在下風(fēng)向163m處設(shè)點監(jiān)測，由于冬季主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，春季和秋季主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，則應(yīng)在本項目東南、西北及東北163m左右處結(jié)合周邊監(jiān)測可達性設(shè)點進行常規(guī)監(jiān)測，由于全年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，因此還應(yīng)該在本項目下風(fēng)向163m左右處加密監(jiān)測；本項目的環(huán)境敏感目標位軍糧城居民聚集區(qū)，因此應(yīng)在軍糧城居民聚集區(qū)設(shè)點監(jiān)測。

（二）采用有毒氟化物時的環(huán)境影響預(yù)測評價

1.環(huán)境風(fēng)險評價模型及優(yōu)化

若使用介質(zhì)為有毒物質(zhì)，則該物質(zhì)泄漏后的后果計算，應(yīng)使用《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T169-2004）中的有毒有害物質(zhì)在大氣中的擴散相關(guān)規(guī)定。由于本項目物料泄漏屬于嚴重事故，故必須在短期內(nèi)得到控制，不會存在長時間排放問題，故采用多煙團模式。該模型模擬機理簡單，易于理解，運算量較小，可以模擬瞬時泄露，由于提出時間早，實驗數(shù)據(jù)多，因而較為成熟，并且具有使用方便、計算結(jié)果與實驗值能較好吻合等特點，使其得到廣泛的應(yīng)用。

使用該模式的變型，可以計算多煙團釋放對環(huán)境的疊加影響。由于環(huán)境風(fēng)險計算時污染源一般為瞬時源或者為突發(fā)源，不同的預(yù)測時刻下，煙團與計算點的相對坐標不同，需要根據(jù)預(yù)測時刻對煙團坐標進行修正，采用修正模型，通過對時間變量的控制，就可以很好的解決該問題，并解決了在預(yù)測時刻時部分煙團是否釋放的問題。進一步增強了計算的合理性和準確性。

穩(wěn)定度提級按照《制定地方大氣污染物排放保準的技術(shù)方法》（GB/T3840-91） 中附錄D 的規(guī)定：

①平原地區(qū)農(nóng)村及城市遠郊區(qū)的擴散參數(shù)選取，A、B、C 級穩(wěn)定度由表D1 和表D2 直接查算，D、E 和F 級穩(wěn)定度則需向不穩(wěn)定方向提半級后查算。

②工業(yè)區(qū)或城區(qū)中點源的擴散參數(shù)選取，工業(yè)區(qū)A 和B 級不提級，C 級升到B 級，D、E 和F 級向不穩(wěn)定方向提一級后查算。

③丘陵山區(qū)的農(nóng)村或城市，其擴散參數(shù)選取方法同城市工業(yè)區(qū)。

X、Y、Z方向的擴散參數(shù)σX、、σy及σz的選取對預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，因此參數(shù)的正確選擇對整個預(yù)測的準確度產(chǎn)生關(guān)鍵影響，能為企業(yè)能夠科學(xué)、準確、有效的制定應(yīng)急預(yù)案提供有效的參考和指導(dǎo)。風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度影響了X、Y、Z方向的擴散參數(shù)，而風(fēng)速對大氣穩(wěn)定度又起到一定的決定作用。通常假設(shè)σx、等于σy，因為在（X，Y）平面內(nèi)氣流的擾動和湍流擴散能力相差不多，近乎相等。大氣污染物的擴散與穩(wěn)定度狀況密切相關(guān)，本評價用云量和太陽高度角確定太陽輻射等級數(shù)，再由太陽輻射等級與地面風(fēng)速劃分穩(wěn)定度等級。

本研究的事故排放為面源排放，而上述優(yōu)化后的風(fēng)險預(yù)測模式為點源排放模式，因此應(yīng)繼續(xù)對模式進行優(yōu)化，本研究對于面源采用虛擬點源進行修正，也就是把面源看作由無數(shù)個點源組成。通過對擴散參數(shù)的修正來計算面源，擴散參數(shù)修正公式如下：

ay=ay+ ls /4.3

az=az+h/2.15

式中： ls——面源邊長，m；

H——面源高度，m。

2.模型所需氣象資料

項目所在地多年統(tǒng)計氣象資料：年平均風(fēng)速4.2m /s、最大風(fēng)速15.3m /s、盛行風(fēng)向SW、年平均氣溫12.2℃、極端最高氣溫40.9℃、極端最低氣溫-15.3℃、年平均相對濕度63.7%、年平均日照時數(shù)2770.4h。大氣穩(wěn)定度以D類為主。

3.氣象條件的選擇

氣象條件的選擇主要考慮不利于污染物擴散的氣象條件和出現(xiàn)頻率較高的氣象條件。因此本次環(huán)境風(fēng)險預(yù)測選取風(fēng)速4.2m /s，SW方向，分別計算穩(wěn)定度B、D、E情況下，事故排放對周圍環(huán)境的影響。

4.預(yù)測結(jié)果

本文分別預(yù)測了有風(fēng)條件下，穩(wěn)定度為B、D、E的氣象條件下，事故發(fā)生后5分鐘、10分鐘、20分鐘、25分鐘的氟化物各距離落地濃度。

本文以假定的毒理特性指標來模擬其事故排放的各距離落地濃度分布。其中，假定半致死濃度為10000m g/m3，短時間接觸濃度為50 m g/m3。

預(yù)測結(jié)果表明：事故排放的氟化物最大落地濃度超過短時間接觸容許濃度50m g/m3的下風(fēng)向最遠距離為7000m，出現(xiàn)在有風(fēng)、E類穩(wěn)定度下。氟化物最大落地濃度超過短時間接觸容許濃度50m g/m3的最大面積為25分鐘 B類穩(wěn)定度下風(fēng)向時10.49km2的區(qū)域，此區(qū)域應(yīng)劃為煙羽應(yīng)急計劃區(qū)；氟化物最大落地濃度超過半致死濃度的最遠距離為下風(fēng)向至事故裝置點1160m范圍內(nèi)，出現(xiàn)在10分鐘時有風(fēng)、E類穩(wěn)定度下。區(qū)域最大為D類穩(wěn)定度下的0.17km2。因而發(fā)生氟化物泄露事故后將會影響到本廠區(qū)及相鄰的的企業(yè)、居住區(qū)，在此范圍內(nèi)不應(yīng)有居民區(qū)。應(yīng)根據(jù)不同時間不同濃度對應(yīng)的最遠距離設(shè)定事故狀態(tài)下的應(yīng)急監(jiān)測點，按照濃度分布，在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置本底及常規(guī)監(jiān)測點。當(dāng)事發(fā)時主導(dǎo)風(fēng)向為西北風(fēng)時，距離本項目最近的環(huán)境敏感目標，東南方向3km距離處的軍糧城居住聚集區(qū)的落地濃度最大為3437.97m g/m3。

三、結(jié)語

通過本文研究，得到了XXX研究院濃縮技術(shù)研發(fā)中心建設(shè)項目事故狀態(tài)下氟化物大氣環(huán)境影響預(yù)測方法，氟化物的最大落地濃度及濃度最大分布區(qū)域，為環(huán)境影響評價前本底監(jiān)測、運營期的常規(guī)監(jiān)測及事故發(fā)生后應(yīng)急監(jiān)測布點的空間分布提供依據(jù)，為該項目煙羽應(yīng)急計劃區(qū)的劃定提供技術(shù)支持。

參考文獻：

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[2]李時蓓，戴文楠.對環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測中不利氣象條件的研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2007（5）：26- 30.