李小波，王 宏，陈永斌，侯邦飞

(1.湖北工业职业技术学院 生态环境学院；2.十堰市环境监测站；3.丹江口市环境监测站，湖北 十堰 442000)

0 引言

在无组织排放的固定污染源监督监测和建设项目环境保护设施竣工验收监测中，为保证数据的“五性”中的“代表性”，监测点位布设尤为重要。大气污染物无组织排放监测是目前环境监测任务中最难于掌握、最受气象因子影响的监测任务。大气污染物无组织排放监测技术导则之所以为导则，而不是技术规范，其成熟性、权威性、正式性与技术规范有差异，但其技术领先性、前瞻性较技术规范更强。笔者试图通过解读《HJT55-2000大气污染物无组织排放监测技术导则》，对气象条件适宜程度的判定、监测时段选择和监控点设置方法等进行归纳总结，望能对监测人员采样布点有所帮助。

1 各气象因子对无组织排放监测适宜程度判定

依据HJT-2000大气污染物无组织排放监测技术导则[1]规定，各气象因子的数值分为四类。

a 类：不利于污染物的扩散和稀释，适宜于进行无组织排放监测; b 类：较不利于污染物的扩散和稀释，较适宜于进行无组织排放监测; c 类：有利于污染物的扩散和稀释，较不适宜进行无组织排放监测 ; d 类：很有利于污染物的扩散和稀释，不适宜进行无组织排放监测。 在一般情况下， 风向变化、平均风速和大气稳定度三项气象因子中，以其中适宜程度最差的一项所达到的类别来估计该次监测中气象条件总的适宜程度。如果三项气象因子中的任一项达到d 类，或者其中两项达到c 类，则该次无组织排放监测应取消，或更换时日。

1.1 风向变化的适宜程度

平均风向本身对污染物的扩散和稀释没有意义，用 10 min 平均风向的标准差代表风向变化的大小，其对无组织排放监测的适宜程度分类见表1：

表1 风向变化的适宜程度分类

1.2 风速的适宜程度

以平均风速(亦可以10 min平均风速测定值为依据)来划分其对无组织排放监测适宜程度，见表2：

表2 风速的适宜程度分类

1.3 大气稳定度的适宜程度

大气稳定度不同等级对无组织排放监测的适宜程度分类见表3 ：

表3 大气稳定度的适宜程度分类

大气稳定度的判定要依据地面风速和太阳辐射等级来判定，而太阳辐射等级又需要用云量和太阳高度角来判定，太阳高度角的计算式为：

h0=arcsin [sinφsinδ+cosφcosδcos(15t+λ-300)]

(1)

式中：h0—太阳高度角(°)；

δ—太阳倾角(°)，与日期序数有关；

φ—当地的地理纬度(°)；

λ—当地的地理经度(°)；

t—观测时的北京时间(h)。

由此可见，影响大气稳定度的因素有地面风速、云量、当地的地理纬度、当地的地理经度、日期序数、观测时的北京时间。

2 监测时段的选择

监测时段的选择与大气稳定度适宜程度密切相关，下面以十堰地区为例(十堰地区纬度：32.647017；经度：110.785239)，计算太阳高度角，从而判断大气稳定度。十堰地区每天当t=12.614，即12时36分50秒时，太阳高度角达到最大值，从9月3日至次年4月10日期间，太阳倾角不大于7.7度，由式(1)得出，太阳高度角最大值不大于65度。下面各选取四个季度中的一日，计算不同日期各时段对应太阳高度角，计算结果见表4：

表4 十堰地区不同日期和时段对应的太阳高度角

根据太阳高度角，结合表5大气稳定度等级和表6太阳辐射等级可判断，太阳高度角h0>65°的时段不适宜监测，其他时段则需要结合云量和地面风速具体判断。

表5 大气稳定度等级

表6 太阳辐射等级

3 监控点设置方法

3.1 监控点的数目

监控点的位置是随风向风速决定的，随当日当时的风速风向变化而改变，因此说，大气污染物无组织排放监控点应该是个动点，而不是定点。大气污染物无组织排放监控点的数目为2-4个，应是由平均风向的标准差S确定的，S的大小决定大气污染物无组织排放监测的监控点数目，见表7。

表7 平均风向的标准差S与点位个数关系

3.2 监控点的距离

大气污染物无组织排放监测监控点距排放源的距离是由风速、源高确定的，大气污染物综合排放标准中规定：二氧化硫、氮氧化物、氟化物、颗粒物无组织排放监控点在其排放源的下风向2-50米距离布设，可见点位布设与监测时的风速密切相关，见表8。

表8 风速与点位距离关系

对于不同的源高或有围墙、建筑物隔档的污染源，情况较为复杂，不在此处一一讨论。

3.3 关于监控布点有关问题的探讨

(1)上风向是否需要布设对照点。根据GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》[2]附录C的相关要求，在1997年1月1日前存在的工业企业排放二氧化硫、氮氧化物、氟化物、颗粒物4种污染物需在排放源上风向布设参照点。由此可推：1997年1月1日后建设的项目大气污染物排放监测上风向不需布设参照点；1997年1月1日前建设的项目也仅是排放二氧化硫、氮氧化物、氟化物、颗粒物4种污染物时需上风向布设参照点；自1997年1月1日至今已过去20多年了，很多老企业合并、重组、迁建、改扩、倒闭，实际仍然生存的十不足一。经过20多年的变化，原老企业周边的环境也大都变化极大上风向出现新的工业污染源、交通污染源等比比皆是。因此，上风向很难找到纯粹的参照点了，再在上风向布设参照点已完全没有任何意义。

(2)大气污染源无组织排放监测的监控点是在周界外10米左右还是2-50 米。根据GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》[2]附录C的规定；1997年1月1日前的建设项目排放的二氧化硫、氮氧化物、氟化物和颗粒物指标的在排放源下风向2-50米处布设监控点。其余的污染物排放监控点均在厂周界布设，1997年1月1 日后所有大气污染物无组织排放监控点均在厂周界布设。

(3)特殊情况下的监控点布设。

A.排放源气流与风向一致，即一般情况下的布点，按风向标准差布设点位；

B.排放源气流与风向向背，会在排放源出口前形成涡流，监控点应设在排放源前；

C.排放源气流与风向相交，因受到风力的影响，点位应布设在相交处靠源一侧的下面。

(4)多个排放源的监控点布设。

A.排放源大小一样，距离较近，点位布设在源间重叠处；

B.排放源大小不一样，距离较近，以排放源大的为主布点；

C.排放源大小一样，距离较远，分别布点；

D.排放源大小不一样，距离较远；以一点为主，其余类推。

(5)不适宜大气污染物无组织排放监测点位布设的情况：

A.根据表1，风向：S>22.5度

B.根据表2，风速：v>4.5m/s

C.根据表3，大气稳定度：A、B、A-B、 B-C

D.根据表5，太阳辐射等级：当太阳辐射等级为+2、+3时，完全不宜布点。当太阳辐射等级为+1时，风速<1.9 m/s时，不宜布点。当风速大于等于6米时，不宜布点。

E.根据表6，云量：最适宜无组织排放监测的时间应是夜间，最适宜无组织排放监测的天气应是阴天。当总云量和低云量大于5时，适宜无组织排放监测。当低云量小于或等于4时，太阳高度角小于或等于15度，适宜无组织排放监测。当低云量小于等于4，总云量大于等于8时，太阳高度角小于35度，适宜无组织排放监测。

F.太阳高度角大于65度，不适宜无组织排放监测；太阳高度角大于35度，小于等于65度时，低云量又小于等于4时，不适宜无组织排放监测；当太阳高度角大于15度，小于等于35度，低云量小于等于4时，可进行监测，但是否报出结果要进一步判定。

4 结论

由上述可以得出以下结论：

(1)监控点应为动点，而不是定点。测定过程中，当风向发生变化后，监控点应随之变化。

(2)监控点的数量应是现场风向的标准差确定的，在监测方案中应该无法体现。

(3)监控点距源的距离应是由风速确定的。

(4)因周边环境的改变和影响，以及现行法律法规越来越严格，上风向可不设参照点。

(5)堆场更适宜下风向2-50米布点；其他类型排放源适宜厂周界布点；有行业标准的按行业标准实施，可能在门外、窗外、气楼处布设点位。

(6)当风速>4.5米时；风向标准差≥±22.5度时；太阳高度角>65度时；太阳辐射等级为+2、+3时；低云量<4时均不适宜大气无组织排放监测。

(7)当气象参数等级组合为aaa aab aac abb bbb bbc abc时，还应考虑(6)中的各种情况，以判断数据是否报出。