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制定地方大气污染物排放标准的技术方法(GBT 3840-1991)

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制定 地方 大气 污染物 排放 标准 技术 方法 GBT 3840 1991
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制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 3840-1991(1991 年 8 月 31 日国家环境保护局批准 1992 年 6 月 1 日实施) 1 主题内容与适用范围 本标准规定了地方大气污染物排放标准的制定方法。本标准适用于指导各省、自治区、直辖市及所辖地区指定大气污染物排放标准。 2 引用标准 GB 3095 大气环境质量标准 GB 9137 保护农作物的大气污染物最高允许浓度 TJ 36 工业企业设计卫生标准 3 总则 3.1 本标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法》 、 《中华人民共和国大气污染防治法》而制定。 3.2 本标准是指导制定和修订地方大气污染物排放标准的方法标准。 3.3 本标准以大气质量标准为控制目标,在大气污染物扩散稀释规律的基础上,使用控制区(定义见 4.1 条)排放总量允许限值和点源排放允许限值控制大气污染的方法制定地方大气污染物排放标准。此外,各地还可结合当地技术经济条件,应用最佳可行和最佳实用技术方法或其他总量控制方法制定地方大气污染物排放标准。 3.4 全国各省、自治区、直辖市制定的大气污染物排放标准中已列入项目的污染物排放允许限值,不得宽于本标准方法计算的排放限值和国家有关的大气污染物排放标准限值。 3.5 本标准各条规定在一般条件下具有同等效力,但对同一污染源标准中各条所确定的允许排放限值不一致时,应以其中最小允许排放限值为准。 3.6 附录中各条规定供使用本标准时参考。 4 气态大气污染物排放总量控制区及大气环境功能分区 4.1 气态大气污染物排放总量控制区(以下简称总量控制区)是当地人民政府根据城镇规划、经济发展与环境保护要求而决定对大气污染物排放实行总量控制的区域。总量控制区以外的区域称非总量控制区,例如广大农村以及工业化水平低的边远荒僻地区。但对大面积酸雨危害地区应尽量设置SO2 和 NOX 排放总量控制区。 4.2 大气环境功能区是因其区域社会功能不同而对环境保护提出不同要求的地区,功能区数目不限,但应由当地人民政府根据国家有关规定及城乡总体规划分为一、二和三类与 GB 3095 中 3 类大气质量区相对应,即: 一类区:为国家规定的自然保护区、风景名胜、疗养地等。 二类区:为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区,名胜古迹和广大农村等。 三类区:为大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。 一、二、三类功能区分别执行 GB 3095 所规定的一、二、三级大气质量标准。 4.3 总量控制区及非总量控制区均可按 4.2 条进行功能区的划分。 4.4 本标准中各功能分区内大气污染物浓度限值均按 GB 3095 确定,对该标准未规定浓度限值的污染物,则按 TJ36 中有关居住区容许浓度限值确定;农作物保护区按 GB 9137 所规定的浓度限值确定。   5 燃料燃烧过程产生的气态大气污染物排放标准的制定方法 燃料燃烧过程产生的气态大气污染物系指各种生产能源的设备燃烧各种矿物燃料产生的大气污染物,如飘尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳,本章内简称大气污染物。 5.1 总量控制区内大气污染物排放总量限值的计算方法 5.1.1 总量控制区污染物排放总量的限值由式(1)计算: 式中: Qak----总量控制区某种污染物年允许排放总量限值,10 4t; Qaki----第 i 功能区某种污染物年允许排放总量限值,10 4t; n----功能区总数; i----总量控制区内各功能分区的编号; a----总量下标; k----某种污染物下标。 5.1.2 各功能区污染物排放总量限值由式(2)计算: 式中: Qaki----见 5.1.1 定义; S----总量控制区总面积, km2; Si----第 i 功能区面积,km 2; Aki----第 i 功能区某种污染物排放总量控制系数,10 4t·a-1·km-1,计算方法见 5.1.3。 5.1.3 各类功能区内某种污染物排放总量控制系数 由式(4)计算: 式中: Aki----见 5.1.2 定义; Cki----GB 3095 等国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第 i 功能区类别相应的年日平均浓度限值,mg·m n-3; A----地理区域性总量控制系数,10 4·km2·a-1,可参照表 1 所列数据选取。亦可按附录 A2 方法求取,或经环境大气质量评价和预测研究后确定。 5.1.4 总量控制区内低架源(几何高度低于 30m 的排气筒排放或无组织排放源)大气污染物年排放总量限值由式(5)计算: 式中: Qbk----总量控制区内某种污染物低架源年允许排放总量限值,10 4t; Qbki----第 i 功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值,10 4t,其计算方法见 5.1.5; b----低架源排放总量下标。 5.1.5 各功能区低架源污染物排放总量限值按式(6)计算。 Qbki=aQaki (6) 式中: Qbki----见 5.1.4 定义; Qaki----见 5.1.1 定义; a----低架源排放分担率,见表 1。 表 1 我国各地区总量控制系数 A,低源分担率 a,点源控制系数 P 值 P地区序号 省(市)名 A a 总量控制区 非总量控制区 1 新疆, 西藏,青海 7.0-8.4 0.15 100-150 100-200 2 黑龙江,吉林,辽宁,内蒙古(阴山以北) 5.6-7.0 0.25 120-180 120-240 3 北京,天津,河北,河南,山东 4.2-5.6 0.15 100-180 120-240 4 内蒙古(阴山以南),山西,陕西(秦岭以北),宁夏,甘肃(渭河以北) 3.5-4.9 0.20 100-150 100-200 5 上海,广东,广西,湖南,湖北,江苏,浙江,安徽,海南,台湾,福建,江西 3.5-4.9 0.25 50-100 50-150 6 云南,贵州,四川,甘肃,(渭河以南),陕西( 秦岭以南) 2.8-4.2 0.15 50-75 50-100 7 静风区(年平均风速小于1m/s) 1.4-2.8 0.25 40-80 40-90 5.1.6 总量控制区内点源(几何高度大于等于 30m 的排气筒)污染物排放率限值由式(7)计算:式中: Qpki----第 i 功能区内某种污染物点源允许排放率限值,t·h -1; Pki----第 i 功能区内某种污染物点源排放控制系数,t·h -1·m-2 ,计算方法见 5.1.7; He----排气筒有效高度,m ,计算方法见5.1.11。 5.1.7 点源排放控制系数按式(8)计算:Pki=β ki×βk×P×Cki----------(8) 式中: Pki ----见 5.1.6 定义; βki ----第 i 功能区某种污染物的点源调整系数,计算方法见 5.1.8; βk ----总量控制区内某种污染物的点源调整系数,计算方法见 5.1.9; Cki ----见 5.1.3 定义,但使用日平均浓度限值, mg·mN-3; P ----地理区域性点源排放控制系数,见表 1。 5.1.8 各功能区点源调整系数按式(9)计算: 式中: βki ----见 5.1.7 定义,若 >1 则取 =1; Qaki----见 5.1.2 定义; Qbki----见 5.1.4 定义; Qmki----第 i 功能区内某种污染物所有中架点源(几何高度大于或等于 30m、小于 100m 的排气筒)年允许排放的总量,10 4t; 5.1.9 总量控制区点源调整系数按式(10)计算: βk=(Qak-Qbk)/(Qmk+Qek) 式中: βk ----见 5.1.7 定义,若 >1 则取 =1; Qak ----见 5.1.1 定义; Qbk ----见 5.1.4 定义; Qmk ----总量控制区内某种污染物所有中架点源(见 5.1.8 定义)年允许排放的总量,10 4t; Qek ----总量控制区内某种污染物所有高架点源(几何高度大于或等于 100m 的排气筒)年允许排放的总量,10 4t;。 5.1.10 实际排放总量超出限值后的削减原则是尽量削减低架源总量 Qbk 及 Qbki,使得 βk 和 βki 接近或等于 1,然后再按 5.1.7 的方法计算点源排放控制系数 Pki。 5.1.11 排气筒有效高度 按式(11)计算: He=H+ΔH-------(11) 式中: H----排气筒距地面几何高度,m。超过 240m 时取 H=240m; ΔH ----烟气抬升高度,m。计算公式见式(12) 、 (17) 、 (18)和(19) 。 5.1.11.1 当烟气热释放率 Qh 大于或等于 2100KJ.S-1 且烟气温度于环境温度的差值大于或等于 35K时,ΔH 使用式(12)计算: ΔH =n0×Qhn1×Hn2×Va-1------(12) ΔT=Ts-Ta-------(4) 式中:n 0----烟气热状况及地表状况系数,见表 2; n1----烟气热释放率指数,见表 2; n2----烟筒高度指数,见表 2; Qh----烟气热释放率,kj·s -1; H----见 5.1.11 定义; Pa----大气压力,hPa,取邻近气象站年平均值; Qv----实际排烟率 m3·s-1; ΔT ----烟气出口温度与环境温度差, K; Ts----烟气出口温度,K; Ta----环境大气温度, K,取排气筒所在市(县)邻近气象台(站)最近 5 年平均气温; Va----烟囱出口处环境平均风速,m/s 。以排气筒所在市(县)邻近气象台(站)最近 5 年平均风速,按幂指数关系换算到烟囱出口高度的平均风速。 式中: V1----邻近气象台(站)Z1 高度 5 年平均风速,m·s -1; Z1----相应气象台(站)测风仪所在的高度,m ; Z2----烟囱出口处高度(与 Z1 有相同高度基准) ,m ; m----见表 3。 表 2 n0,n1,n2 的选取 Qh/kJ×s-1 地表状况(平原) n0 n1 n2 农村或城市远郊区 1.427 1/3 2/3 Qh≥21000 城区及近郊区 1.303 1/3 2/3 农村或城市远郊区 0.332 3/5 2/3 2100≤Qh000 且△T≥35K 城区及近郊区 0.292 3/5 2/5 表 3 各种稳定度条件下的风廓线幂指数值 m A B C D EF城市 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30乡村 0.07 0.07 0.10 0.15 0.255.1.11.2 当 1700kj·s-14400700530400470350400350260400700530400470350400350260803802908025019080190140B 20.010.0210.0150.0360.0150.036C 21.851.851.791.771.791.77D 20.780.840.780.840.570.76注: 1) 工业企业大气污染源构成分为三类: Ⅰ类: 与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量, 大于标准规定 的允许排放量的三分之一者。 Ⅱ类: 与无组织排放源共存的排放同种有害气体的排气筒的排放量, 小于标准规定 的允许排放量的三分之一, 或虽无排放同种大气污染物之排气筒共存, 但无组 织排放的有害物质的容许浓度指标是按急性反应指标确定者。 Ⅲ类: 无排放同种有害物质的排气筒与无组织排放源共存, 且无组织排放的有害物 质的容许浓度是按慢性反应指标确定者。 7 有害气体无组织排放控制与工业企业卫生防护距离标准的制定方法 7.1 凡不通过排气筒或通过 15m 高度以下排气筒的有害气体排放,均属无组织排放。工业企业应采用合理的生产工艺流程,加强生产管理与设备维护,最大限度地减少有害气体的无组织排放。 7.2 无组织排放的有害气体进入呼吸带大气层时,其浓度如超过 GB 3095 与 TJ36 规定的居住区容许浓度限值,则无组织排放源所在的生产单元(生产区、车间或工段)与居住区之间应设置卫生防护距离。 7.3 卫生防护距离在 100m 以内时,级差为 50m;超过 100m,但小于或等于 1000m 时,级差为100m;超过 1000m 以上,级差为 200m。 7.4 各类工业、企业卫生防护距离按式(31)计算: 式中: Cm----见 6.2 定义; L----工业企业所需卫生防护距离,m ; r----有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径,m。根据该生产单元占地面积 S(m2 )计算,; A、B、C 、D---- 卫生防护距离计算系数,无因次,根据工业企业所在地区近五年平均风速及工业企业大气污染源构成类别从表 5 查取。 Qc----工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平。 Qc 取同类企业中生产工艺流程合理,生产管理与设备维护处于先进水平的工业企业,在正常运行时的无组织排放量。当按式(31)计算的 L 值在两级之间时,取偏宽的一级。 7.5 无组织排放多种有害气体的工业企业,按 Qc/Cm 的最大值计算其所需卫生防护距离;但当按两种或两种以上的有害气体的 Qc/Cm 值计算的卫生防护距离在同一级别时,该类工业企业的卫生防护距离级别应该高一级。 7.6 地处复杂地形条件下的工业企业所需卫生防护距离,应由建设单位主管部门与建设项目所在省、市、自治区的卫生与环境保护主管部门,根据环境影响评价报告书共同确定。 8 烟尘排放标准的制定方法 8.1 本章所指烟尘为火电厂烟尘、锅炉烟尘和生产性粉尘。 8.1.1 点源烟尘允许排放率由式(32)计算: 式中: Qe----烟尘允许排放率; Pe----烟尘排放控制系数,t·h -1·m-2 ,按所在行政区及功能区查表 6; He----见 5.1.11。 表 6 点源烟尘 Pe 值表 地区序号 1) 一类功能区 二类功能区 三类功能区 1 2 3 4 5 6 7 5 6 6 5 2.5 2.5 2 15-20 18-25 15-25 15-20 7.5-15 7.5-10 6-9 25-50 30-50 30-50 25-50 12.5-38 12.5-25 10-23 表 7 和 α 的 αfh 选取αfh 0.15~0.90α 1.50~1.808.1.2 除尘器出口处烟尘允许排放浓度按式(33)计算:式中: Callow----除尘器出口处烟尘允许排放浓度, Ay----燃料灰分; q4----机械不完全燃烧热损失,一般取 3%; QDWy----燃煤的低位发热量; afh----锅炉排烟带出的飞灰的份额,见表 7; a----过量空气系数,见表 7; ηc----除尘器的净化效率。 8.1.3 除尘设备的净化效率 应按当地经济能力及技术可能性确定。 附录 A 复杂条件下大气污染物排放标准的制定方法(补充件) A1 复杂地形(包括山区及水陆交界区)下制定大气污染物排放标准的方法 A1.1 对当地污染源分布进行调查、建立污染源档案。 A1.2 对当地气象条件进行勘查,如局地流场,风向频率,风、温垂直分布、稳定度的分布等。必要时应做大气扩散试验或风洞模拟实验,确定大气扩散参数及其它有关参数。 A1.3 使用适合当地条件的大气污染物输送及扩散模式所预测的各计算点年均值浓度应不大于该点所在功能区大气污染物国家年日平均浓度标准限值(无年日平均浓度限值则取日均浓度标准限值0.4 倍) ,对 SO2 可暂用日平均浓度标准限值作近期控制目标值,同时用年日平均浓度标准限值作远期目标值。 A1.4 在污染物迁移过程中,若在 tc 前后扩散参数发生变化。例如在 t=tc 时σ(t)= σ2(t),那么从 t=0 出发的烟羽扩散参数为 其中 满足 (tc)= σ2(tv)--------(A2) 当 σ1=r1ta1,σ 2=r2ta2 时,则 式(A1)--(A4)对横向及垂直扩散参数都适用。如果用行程表达 σ 时,则可以污染物中心轨迹上的行程代替上述行走时间 t。 A1.5 对于孤立山体(或其它障碍物) ,浓度计算可作如下修正: A1.5.1 在中性或不稳定天气条件下: 当地形高度 hr 低于有效源高 He 时,则假定烟轴与地面的高度差等于(He-h r/2);当高于 He 时,则假定两者的高度差等于初始有效源高的一半,即 He/2。 A1.5.2 在稳定天气条件下 当烟羽逼近山体时,烟羽以临界高度 He 为界分成两部分,临界高度以上部分的烟羽有足够的动能爬越山体,而临界高度以下部分的烟羽则被迫绕山体而过。此临界高度 He 可由式(A5 )定义: 式中: u----Hc 高度的风速; θ----Z 高度上大气位温,K; H----山体高度,m。 A1.6 关于沿海厂址,应研究内边界层的出现频率,高度及演变。对于内边界层内的地面浓度估算公式建议采用莱昂斯和柯尔公式,分阶段考虑污染物的输送和扩散。 A1.6.1 第一阶段为未受热力内边界层影响,烟羽始终在稳定层结内迁移,按常用的高架连续点源公式计算,在此阶段内地面浓度一般可忽略不计。 A1.6.2 第二阶段从烟羽下边界(边界定义为轴浓度 1/10 的等浓度线)开始进入热力内边界层到全部进入为止,地面浓度可由式(A6 )给出: 式中: u----烟流中心轴线高度上的环境风速,m/s; σyf----发生漫烟时的横向扩散参数,m ; σy(s,x)----原稳定层结的扩散参数,m; He----烟羽有效源高, m; L(x)----热力内边界层高度, m。 式中: σz(s,x)----原稳定层结的垂直扩散参数, m。 烟羽下边界与热力内边界层交点对源的水平距离 xB,满足 L(xB)=He-2.15σz(s,xB)。 A1.6.3 第三阶段是污染物已全部进入热力内边界层以后的阶段,从 X>XE 开始,污染物在铅直方向已达均匀分布,地面浓度估算公式如下: 式中: xE----烟羽上边界与热力内边界层交点对源的水平距离,满足 L(xB)=He+2.15σz(s,xB), σy(u,x)----陆地不稳定条件下的水平扩散参数。 A1.7 对已建厂、矿企业的大气污染物排放标准,采用比例控制法,即 式中: Q----允许排放量; Qo----某企业实际排放量; Co----GB 3095 所规定的浓度限值; C----最大落地浓度实测值; a----系数,取为 0.7。 A2 特殊情况下,例如小风(风速小于或等于 1m·s-1)多云雾多雨水地区,排放总量控制系数Ak(5.1.3)的实测确定方法 式中: Aki----见 5.1.2 定义; Qei----第 i 功能区内二氧化硫年实际排放总量; Cei ----第 i 功能区内在大气中检测到的二氧化硫浓度的年日今值; Csi ----GB 3095 中规定的相应二氧化硫年日平均浓度标准限值; S----总量控制区总面积; Si----第 i 功能区面积。 附录 B 大气稳定度等级的划分(补充件) B1 大气稳定度等级的划分是使用帕斯奎尔(Pasquill)稳定度分类法,分为强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定六级。它们分别由 A、B、C、D、E 和 F 表示。首先从式(B1)算出太阳倾角: 式中: θo=360dn/365,deg; δ----太阳倾角,deg ; dn----一年中日期序数,0,1,2,……,365。 以式(B2)算出太阳高度角 h0: h0=arcsin{sinφsinδ+cosφcosδcos(15t+λ-300)}--------(B2) 式中:h 0 ----太阳高度角,deg; φ----当地纬度,deg ; t----北京时间,h; λ----当地经度, deg。 再从表 B1 由太阳高度角 h0 和云量查出太阳辐射等级。 表 B1 太阳辐射等级h0总云量 1)/低云量 夜间h0≤15° 15°< h0≤35° 35°< h0≤65° h0>65°≤4/ ≤4 -2 -1 +1 +2 +35~7/ ≤4 -1 0 +1 +2 +3≥ 8/ ≤4 -1 0 0 +1 +1≥ 5/5~7 0 0 0 0 +1≥ 8/ ≥ 8 0 0 0 0 0注:1)云量(全天空十分制)观测规则见中央气象局编定的《地面气象观测规范》第 3.3 节。 最后从表 B2 由地面风速和太阳辐射等级查出大气稳定度等级。 表 B2 大气稳定度的等级太阳辐射等级地面风速 1)m·s-1+3 +2 +1 0 -1 -2≤1.9 A A~B B D E F2~2.9 A~B B C D E F3~4.9 B B~C C D D E5~5.9 C C~D D D D D≥6 D D D D D D注:1)地面风速(m·s -1)系指离地面 10m 高度处 10 分钟平均风速,如使用气象台(站)资料,其观测规则与中央气象局的《地面气象观测规范》第八章相同。   附录 C 风的特性(补充件) C1 风速概率分布按下列公式:式中: P(V=500B 0.9644351.093560.1271900.0570250~500>500B-C 0.9410151.007700.1146820.07571820~500>500C 0.917595 0.106803 >0C- D 0.8386280.7564100.8155750.1261520.2356670.1366590~20002000~10000>10000D 0.8262120.6320230.555360.1046340.4001670.8107631~10001000~10000>10000D- E 0.7768640.5723470.4991490.1117710.52899221.038100~20002000~10000>10000E 0.7883700.5651880.4147430.09275290.4333841.734210~10001000~10000>10000F 0.7844000.5259690.3226590.06207650.3700152.406910~10001000~10000>10000表 D3 时间稀释指数 q 适用时间范围,h q1≤τ<100 0.30.5≤τ<1 0.2附录 E 混合层及混合层条件下的污染物浓度计算(参考件) E1 混合层厚度的确定 在大气稳定度为 A、B、C 和 D 级时: 在大气稳定度为 E 和 F 级时: f=2Ωsinφ--------(E3) 式中: Lb----混合层厚度,m; u10----10m 高度上平均风速, m·s-1;大于 6m·s-1 时取为 6m·s-1; as,bs----混合层系数,见表 E1; f----地转参数; Ω----地转角速度,取为 7.29×10-5rad·s-1; φ----地理纬度。 表 E1 我国各地区 as 和 bs 值 地区序号 1 2 3 4 5 6 7A 0.090 0.073 0.073 0.073 0.056 0.073 0.090B 0.067 0.060 0.060 0.060 0.029 0.048 0.067asC 0.041 0.041 0.041 0.041 0.020 0.031 0.041D 0.031 0.019 0.019 0.019 0.012 0.022 0.031E 1.66bsF 0.70注: ① 地区序号同表 1。② A、B、C 、D 、E 和 F 见附录 B1。 E2 在大气混合层内的大气污染物地面浓度的计算,若 He=1.6Lb,则 若 He>Lb 则 C=0---------------(E6) 式中: Q----单位时间排放量; σy----垂直于平均风向的水平横向扩散参数(见表 D1) ; σz ----铅直方向扩散参数(见表 D2) ; u----平均风速; y----垂直于平均风向的水平横向距离,m ; He----有效源高, m; Lb----混合层厚度,m; 式(E4)中的 k 枝取为 4。 E3 孤立排气筒下风向 30min 最大地面浓度 及最大浓度点距排气筒的距离按式(E7) 、 (E8)计算:a=1+a1/a2------------(E9) 式中 a1、a 2、r 1、r 2 见表 D1、D2 ,其他符号同 E2。 E4 使用公式(E4) 、 (E5) 、 (E7)和(E8)时,即计算不同时段的大气污染物平均地面浓度、最大地面浓度和最大地面浓度落点距排气筒的水平距离,应使用相应时段平均的气象参数及源参数。
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