福建省环境保护设计院 孙 婧
大气环境影响预测在规划环评中的实例应用
福建省环境保护设计院 孙 婧
目前在大多数规划环评中,大气污染源强的选取仅停留在对其环境容量的计算上,从而使其预测结果偏大,致使规划区大气排放总量不够严格,加大了区域的大气环境影响。该文以福建省某经济开发区为例,提出“从上至下”的分析方法实施情景假设,从而进行大气环境影响预测。
规划环评 大气源强 大气预测
2014年6月,国家环保部颁布《规划环境影响评价技术导则总纲》代替《规划环境影响评价技术导则(试行)》,这是对原标准的修订与完善,短短十年,规划环评的地位日渐显著[1]。新标准修改了环境影响预测与评价的内容、方法和要求,增加了资源与环境承载力评估的内容[2]。大气环境作为一项重要的环境要素,在规划环评环境影响预测与评价中占据重要地位。
规划环评的大气环境影响趋势预测,不同于建设项目的大气环境影响预测。由于规划的宏观性,以及进入园区企业的不同性质(符合园区规划产业定位)、规模和布局的不确定性,给大气源强确定工作带来很大困难[3]。目前多数规划环评中,大气污染源强仅停留在对区域大气理想环境容量的选取,从而使其预测结果偏大,加大了规划区允许的大气排放总量。笔者认为,应通过不同的情景分析来选取合理的大气污染源强,从严控制规划区允许的大气排放总量,进而对规划实施后对大气环境产生的影响加以控制。本文以福建省某经济开发区为例,提出“从上至下”的分析方法实施情景假设,从而进行大气环境影响预测,确定规划区较为合理的大气污染物排放总量。
2.1 研究区概况
2.1.1 规划概况。该经济开发区分为南北两个片区,分别位于县城北部和南部,开发区总规划用地面积22.87 km2,建设用地21.49 km2,其中北片区规划面积20.74 km2,南片区规划面积 2.13 km2。规划期限为 2016~2030年,其中近期为2016~2020年,远期为2020~2030年。
2.1.2 空间布局。规划区范围内建设用地面积 21.49km2,占总用地面积的 94.0%。建设用地以工业用地和道路交通设施用地为主,其中工业用地约8.46km2,占建设用地的39.38%。
2.1.3 产业规划。规划“七大产业”,分别是:①竹木加工、轻工轻纺产业;②轻纺产业;③机械、电子产业;④食品、农副产品产业;⑤物流、商贸产业;⑥健康养生产业;⑦生物化工产业。
2.1.4 燃气及供热设施规划。(1)规划北片区。根据燃气专项规划,区内气源引自 LNG液化天然气储配站,日供气量24.86万m3,用地面积2.37 hm2,燃气主干管管径De400。(2)规划南片区。规划一座供热站,位于园区中部,锅炉房总容量为200MW,占地面积6.29 hm2,为生物化工企业集中供热,条件具备也可考虑兼发电。
2.2 研究方法
经济开发区规划发展的产业涵盖范围较广,资源能源的利用和主要污染物的排放量差别很大,即使是同个产业不同类别的工艺、产品,其导致的污染源强差别也较大。为降低这种差别对预测结果造成的影响,使预测结果更为科学和符合规划实施的实际情况,笔者采用“从上至下”的分析层面实施情景假设,先利用AP值法,计算该经济开发区的大气环境容量,再设置各种情景假设条件,结合各情景计算出的大气污染物排放量,在总量上从严控制,取较小者进行限制,作为工业园区最终的大气污染物排放总量。最后,站在该经济开发区规划定位、工业用地开发时序角度,结合区域环境容量,来分析评价该经济开发区规划的大气污染物排放影响范围、程度。
2.2.1 大气环境影响预测模型及方法说明
该规划区大气环境影响评价的数值预测采用商业应用软件EIAProA,由六五软件工作室开发。
根据该经济开发区拟开发的多块工业用地,预测时采用多个点源(中高架源)、面源(低架源)模式叠加预测的方法,预测新建工业大气污染增量影响。根据大气污染源现状调查,结合该经济开发区规划产业定位,得出规划区北片区大气污染源应主要是低架面源类型,南片区大气污染源应主要是中、高架源类型。该经济开发区用地功能区划内的居住、仓储、交通、市政公共设施、城市功能区,不对大气污染物进行分配,全部分配给工业用地功能区域。
2.2.2 区域大气影响情景分析
2.2.2.1 情景分析依据
(1)该经济开发区总体规划的主要产业为食品及农副产品加工、机械电子、竹木加工、轻工纺织、生物化工等产业。北片区规划采用LNG清洁能源,目前已建成日供气40万立方LNG储备站、气化站,以及8km的天燃气管网,生物化工产业拟搬迁至南片区,现有企业逐步实行“煤改气”。南片区仅有一家企业,采用6t/h和15t/h燃煤锅炉供热,规划一座供热站,位于园区中部,经类比核算后,环评建议,集中供热锅炉房总容量按照150t/h控制。
(2)现状监测时,该经济开发区及周边已建工业为达产运行工况,因此其产生的环境空气影响已经体现在现状监测中,情景分析中大气污染物源强主要考虑新增工业排放源强,分布在各片区待开发工业用地,其他功能用地不分配源强。
(3)根据该经济开发区用地现状和规划发展用地情况,北片区工业用地总面积7.00 km2,已开发工业用地2.75 km2,尚待开发工业用地 4.25 km2,南片区工业用地总面积 1.46 km2,已开发工业用地0.70km2,尚待开发工业用地0.76km2。
(4)利用AP值法,计算该经济开发区的大气环境容量。
(5)为确保开发区环境空气达标,并为其他方面留有余量,本评价规定开发区最终建成时,SO2、烟尘及 NO2对环境敏感目标的影响增量不超过二级标准剩余占标率的70%,以现状监测值为Cb,对应的标准值C0,Cb/C0为现状占标率,则剩余容量为(1-Cb/C0)×C0×70%。
2.2.2.2 情景假设
情景一:规划区域大气理想环境容量;情景二:类比现状产排污情况计算的大气污染物排放源强;情景三:以最大落地点浓度增量约为剩余占标率的70%为控制条件,反推大气污染物排放总量。情景四:结合情景二、三计算的大气污染物排放总量,取二者中较小者进行限制,作为工业园区控制的大气污染物排放总量。
2.2.2.3 计算大气环境承载力
利用AP值法中的A值计算控制区的大气环境容量,可称为理想环境容量。规划区选取AP值法计算大气环境承载力。该经济开发区在2016~2030年规划实施期间,北片区:SO2大气环境容量为 3297.3t/a,NO2大气环境容量为1732.3t/a,烟(粉)尘大气环境容量为7849t/a;南片区:SO2大气环境容量为1876.1t/a,NO2大气环境容量为1028.1t/a,烟(粉)尘大气环境容量为4405.3t/a。
北片区规划采用LNG清洁能源,南片区规划集中供热,根据开发区现状大气污染源调查和规划定位分析,北片区低架源和中高架源排放量的权重分配比例为100%∶0%,南片区低架源和中高架源排放量的权重分配比例为0%∶100%。本次新增大气污染物容量仅分配规划工业用地。根据AP值法计算出来的大气环境容量进行分配。
2.2.2.4 预测源强
情景一:SO2、烟(粉)尘和 NO2排放总量限值,根据AP法计算的区域理想环境容量,得出该经济开发区情景一的大气污染物控制总量,详见表1。
表1 预测情景一该经济开发区大气排放总量分配
情景二:按现状产业大气污染物排放水平估算的排放量,作为假设源强,分别预测工业园区规划实施一期(近期)、二期(远期)排放量。远期北片区中小规模锅炉、窑炉实施燃煤改燃气,现有化工企业逐步搬迁至南片区;南片区实施集中供热,锅炉房总容量为150t/h(表2和表3)。
表2 预测情景二类比工业园区现状大气污染物排放情况 t/a
表3 预测情景二类比情况下的工业园区大气污染物排放总量分配情况 t/a
情景三:以敏感点落地浓度增量为剩余占标率的70%为约束条件,调整中低架源分配比例,进行反复试算,反推工业园区的大气污染物排放总量,计算后的总量分配见表4。
表4 预测情景三该经济开发区大气排放总量分配 t/a
情景四:结合情景二和情景三计算出的大气污染物排放总量,根据该经济开发区的实际情况,由于工业园区临近村庄居民点,因此在总量上从严控制,取二者中较小者进行限制,作为最终工业园区大气污染物排放总量。结合规划分期,分配规划近期实施的总量,计算后的总量分配见表5。
表5 预测情景四该经济开发区最终大气污染物排放总量分配情况 t/a
2.3 研究结果与分析
2.3.1 研究结果
情景一中,大气污染物控制总量为北片区SO23297.3t/a,烟(粉)尘7849t /a,NO21732.3t/a;南片区SO21876.1t/a,烟(粉)尘4405.3t/a,NO21028.1t/a。情景二的大气污染物控制总量为北片区SO28.6t/a,烟(粉)尘65t /a,NO2366.8t/a;南片区SO2282.5t/a,烟(粉)尘42.4t/a,NO2718t/a。情景三的大气污染物控制总量为北片区SO2632.8t/a,烟(粉)尘1280t /a,NO2143t/a;南片区SO22089t/a,烟(粉)尘570.6t/a,NO2655t/a。情景二和情景三对比后,得到情景四的大气污染物允许排放总量为北片区SO28.6t/a,烟(粉)尘65t/a,NOx143t/a;南片区:SO2282.5t/a,烟(粉)尘42.4t/a,NOx655t/a。由分析结果得到,情景四分配的大气污染物排放总量最小,为确保开发区环境空气达标,并为其他方面留有余量,采用情景四的预测源强代入商业应用软件EIAProA进行计算得到预测结果。
从预测结果可以看出,按情景四核算的大气源强实施完毕后,评价范围内各敏感点和网格计算点,增量叠加背景均未超过GB3095-1996中的二级标准,因此按情景四约束条件前提下,该经济开发区建设对周围环境空气影响程度可接受。
2.3.2 大气环境影响分析小结
该经济开发区允许排放总量限值远小于区域环境容量,在大气环境影响情景评价分析中,评价范围内各敏感点和网格计算点,污染物浓度增量叠加背景均未超过《环境空气质量标准》GB3095-1996中的二级标准。可见,在按该规划情景约束条件前提下,该经济开发区的建设是合理、可行的,规划实施对周围环境空气影响程度可接受。
经济开发区总体规划发展的产业丰富多样,资源能源的利用和主要污染物及污染物的排放量差别存在一定差异;但即使是同个产业下不同的工艺、产品导致的污染源强差别也较大,因此以“从下至上”角度的层面分析,大气污染物的排放存在着很大的不确定性。规划环评通过“从上至下”的分析层面实施情景假设,站在经济开发区规划定位、工业用地开发时序角度,再结合区域环境容量,来分析评价经济开发区的大气污染物排放影响范围、程度。从该经济开发区规划环评可以看出,情景一选取规划区域大气理想环境容量,其大气源强远大于情景二按现状产业大气污染物排放水平估算的排放量作为假设源强,以及情景三以敏感点落地浓度增量为剩余占标率的70%为约束条件,反推工业园区的大气污染物排放总量,情景四结合情景二和情景三计算出的大气污染物排放总量,根据该经济开发区的实际情况,在总量上从严控制,取二者中较小者进行限制,作为最终工业园区大气污染物排放总量。通过四种情景的层层递进,得到最为严格的大气污染物排放总量,按此情景约束条件,不仅使规划实施对周围环境空气影响程度可接受,而且对于整个规划区的大气污染排放总量预留有一定环境容量。
规划环评的大气环境影响预测仍处于起步阶段,规划本身存在较大不确定性(入区企业),污染源强通过类比现状产业排放的污染源强进行推算,存在较大的不确定性,但结合敏感点落地浓度增量为剩余占标率70%反推源强,可以降低大气污染源强的不确定性。当然这种大气污染源强确定的方法仍需要进一步探讨,比如占标率取70%的合理依据,是否太过严格,都需要随着规划园区实践工作的开展逐步完善。
[1] 冯喆文. 福建浦城荣华山经济开发区总体规划环境影响报告书[R]. 福州:福建省环境保护设计院,2016.
[2] 环境保护部. 规划环境影响评价技术导则总纲: HJ 130-2014[S].2014.
[3] 王宪恩,夏菁,康峤,等. 论规划环评对《大气污染防治行动计划》的推动作用[J].环境保护,2014,42(9):23-25.