钟静静

【摘 要】目前，国家对生态环保的重视已上升到空前高度，冶金工业节能减排工作也将进一步推进。冶金行业对大气环境影响的预测可以通过数学模式以及环境影响预测模型来计算各种污染物对环境的影响程度和范围。

【Abstract】At present， the importance of ecological and environmental protection has risen to an unprecedented height， and the work of energy conservation and emission reduction in metallurgical industry will be further promoted. The prediction of the impact of the metallurgical industry on the atmospheric environment can be calculated by the mathematical model and the environmental impact prediction model， which can calculate the extent and extent of the impact of various pollutants on the environment.

【关键词】大气环境影响；预测计算；大气环境预测选用模型

【Keywords】 atmospheric pollution； prediction calculation； model of atmospheric environmental prediction

【中图分类号】X820.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0118-02

1 引言

近年来，我国冶金工业的生产水平不断提高，而在当前的形势下我国的工业整体增长速度放缓，尤其冶金行业正面临着产量增长乏力、产业结构转型以及环境污染等多重问题。

2 大气污染与大气污染源

大气污染源是指能够使空气质量变坏的物质，大气污染一般由人为源和天然源进入大气参与大气循环，通过在大气中产生化学反应，使某种物质在空气质量中超标，从而危害到人和动植物等。如粒径在10um以下的可吸入颗粒物，或者粒径在100um以上的降尘颗粒物。一般常规污染物主要有TSP（PM10）、SO2、S03、NOX、CO、CO2，一些特征污染物主要与冶金工业生产原料相关，不同的工艺原料会产生不同的污染。而产生污染的大气污染源主要从污染物来源，污染物物化成分，污染物几何形状，污染物几何高度，污染源排放规律和污染源运动特征六方面来划分类型。

3 大气环境预测模型的选用流程

3.1 建立数学模型

这种预测方法一般使用高斯模式，一般计算污染物在空间的概率密度在平稳均匀湍流场下服从正态分布情况。它的使用条件是要达到风速和扩散参数不跟随时间和空间的变化而变化。

3.2 确定预测因子

根据相关地区的空气质量标准的规定作为预测因子，重点对冶金行业的特征污染物和预测区域内污染严重的因子进行收集。因子的数量要控制，不能够太多，一般3-5个即可（如当前大气污染物种类较多，可适当增加）。

3.3 确定预测范围及计算点

确定好因子之后，要针对当前污染程度划分预测范围，预测计算点应分为三种，首先是环境空气敏感区，其次是预测范围的网络格点区域，最后是最大地面浓度点。

3.4 确定污染源计算清单

污染源的计算清单包括计算污染源的几何形态，分析计算电源、仙缘、面源以及体源的情况，还要对冶金厂的烟囱参数进行综合计算，将烟囱基地高度和几何高度等进行分析计算。另外还要对污染源强度进行计算，主要计算污染物的排放速度和浓度。而且污染源的空间设置和污染物的性质都要纳入计算清单中。

3.5 落实污染气象参数

大气环境预测计算必须要综合考虑预测地区的所有气象因素。而且要及时核实污染气象的相关参数。大气环境预测主要的气象参数有风向、风速、风玫瑰图、干球温度、失球温度、低云量、总运量、降水量、气压等。

3.6 确定地形复杂程度

地形的特征会影响环境的变化，因此地形对环境的预测计算十分重要，地形复杂程度可分为简单地形和复杂地形，其中简单地形指距离污染源中心5km内的地形高度。低于排气筒的地形没在此范围内的地形高度如不超过排气筒高度时，可统称为0M。复杂地形正好相反，即在污染源中心点5km内的地形高度超过排气筒的地形。

4 大气环境影响的预测计算方法

建立大气环境的预测的计算应充分考虑影响大气污染的各个方面，建立全面而科学的预测模型。

4.1 污染物扩散形态

分为点源扩散型模型、线源扩散性模型，面源扩散性模型和体源扩散模型。这里以有风点源扩散模式的计算为例，可以采用笛卡尔坐标系，源点取污染物排放口在地面的垂直投影点。当污染物烟尘落于地面后的浓度可以分为两种，一种为不存在地面反射的实源污染浓度和有地面反射作用的虚源污染浓度。

根据实源作用和虚源作用的迭加，而当排放源为地面源时（HE=0），该浓度是无界模式的两倍。通过计算之后可以列出下面公式：

c（x，y，z，He）=exp（）{exp[]。

4.2 气象条件预测计算

其主要分为封闭型扩散模型、熏烟型扩散模型和静小风下扩散模型。下面對其进行具体阐述。

①首先先说明封闭型扩散模式，在排气筒出口上方有一个逆温层，会导致大气污染物扩散受到阻挡。而且加上地面的反射效果，这时污染物的扩散会被限制在逆温层和地面之间这个相对封闭的空间之中。它的计算模式如下所示：endprint

c（x，y，z，He）=exp（）x

{exp[]+exp[]}

其中h代表混合层厚度，进而可以列出地面浓度公式。

c（x，y，0，He）=exp（）·exp[]

当污染物经过反射效果之后，向上的浓度值会趋于均匀，通过地面浓度公式n的求解，可得出污染物均匀分布时的地面浓度公式：

c（x，y，0，He）=exp（）

②熏煙型扩散模式：如果夜晚寒冷，地面辐射减弱，大气层形成贴地的逆温层，到第二天日出时，靠近地面的低层空气会因为阳光直射使逆温层遭到破坏，但逆温层上部分依然会保持逆温作用。当逆温层在工厂烟囱高度之上时，只能向下部分扩散，形成烟熏型扩散，在污染源附近的污染物浓度会特别高，在逆温消退至排气筒时，地面浓度会达到峰值，此后随着逆温层的高度而上升，混合层厚度在过程中会持续增加，直至熏烟消失。可以根据这样的规律列出熏烟时地面的浓度公式如下。[2]

cf=exp（）Φ（p）

③静小风下扩散模型：当小风风速在1.5m/s>U10≧0.5m/s时，且静风风速达到U10<0.5m/s时，污染物在x方向的扩散不可忽略。

5 大气环境影响预测参数的选择和计算

不同的气象条件，环境差异和污染物性质对实际环境影响也是不同的，所以要对大气环境的影响参数进行选择和计算。

5.1 风速

冶金行业环境影响预测计算要考虑风速的影响，平均风速的采集用幂律分布模式计算。

5.2 大气稳定度

当大气气团受到外力作用时，会产生垂直运动，方向或上或下。若气团存在持续移动的趋势，可称之为大气不稳定，若气团呈回到原平衡位置的趋势，可以说大气稳定。如气团固定不动，说明大气呈中性状态。这里要注意的是平流层，平均气温为Y=0.65℃/100M，Yd=0.98℃/100M。[3]

6 结论

总之，在对冶金行业进行环保整治的过程中，要对污染物性质种类进行判定，并根据污染源、气象、地形等因素进行综合预测计算，根据实际情况选择合理的预测模式和参数，通过先进的计算机系统进行推算，能够有序地进行环境影响的评价工作，得到相对科学、准确的预测结果，因此只有充分考量和计算出冶金行业对环境的影响，才能更好引导我国工业早日走向绿色节能化的生产之路。

【参考文献】

【1】高原，唐跃刚，高翔，等.模糊物元模型在焦化厂大气环境质量综合评价中的应用[J]. 能源环境保护，2010，24（1）： 61-64.

【2】项硕.解析冶金行业大气环境影响的分析[J].中国科技博览，2014（4）：246.endprint