10区域环境容量分析 101环境容量的基本概念 环境容量是指人类和自然环境不致受害的情况下,其所能容纳的污染物的最 大负荷。特定的环境(如城市、水体等)的容量与该环境的社会功能、环境背 景、污染源位置(布局)、污染物的物理化学性质以及环境自浄净能力等因素有关 一般所指的环境容量是在保证不超出环境目标值的前提下,区域环境能够容许的 污染物最大允许排放量。 环境容量是确定污染物排放总量指标的依据,排放总量小于环境容量才能确 保环境目标的实现。 按照根据区域环境质量目标确定污染物总量控制的原则要求,并提出污染物 总量控制方案。在提出污染物总量控制方案的工作内容要求时,应考虑到集中供 热、污水集中处理排放、固体废物分类处置的原则要求 (1)大气环境容量与污染物总量控制主要内容 ①选择总量控制指标:烟尘、粉尘、SO2。 ◎对所涉及的区域进行环境功能区划,确定各功能区环境空气质量目标。 ③根据环境质量现状,分析不同功能区环境质量达标情况 ⑨结合当地地形和气象条件,选择适当方法,确定开发区大气环境容量(即 满足环境质量目标的前提下污染物的允许排放总量)。 ③结合开发区规划分析和污染控制措施,提出区域环境容量利用方案和近期 (按五年计划)污染物排放总量控制指标。 (2)水环境容量与废水排放总量控制主要内容 ①选择总量控制指标因子:COD、NH3、TN、TP等因子以及受纳水体最 为敏感的特征因子。 ②分析基于环境容量约束的允许排放总量和基于技术经济条件约束的允许 排放总量。 ③对于拟接纳开发区污水的水体,如常年径流的河流、湖泊、近海水域,应 根据环境功能区划的所规定的水质标准要求,选用适当的水质模型分析确定水环
10 区域环境容量分析 10.1 环境容量的基本概念 环境容量是指人类和自然环境不致受害的情况下，其所能容纳的污染物的最 大负荷。 特定的环境（如城市、水体等）的容量与该环境的社会功能、环境背 景、污染源位置（布局）、污染物的物理化学性质以及环境自净能力等因素有关。 一般所指的环境容量是在保证不超出环境目标值的前提下，区域环境能够容许的 污染物最大允许排放量。 环境容量是确定污染物排放总量指标的依据，排放总量小于环境容量才能确 保环境目标的实现。 按照根据区域环境质量目标确定污染物总量控制的原则要求，并提出污染物 总量控制方案。在提出污染物总量控制方案的工作内容要求时，应考虑到集中供 热、污水集中处理排放、固体废物分类处置的原则要求。 （1）大气环境容量与污染物总量控制主要内容 ○1 选择总量控制指标：烟尘、粉尘、SO2。 ○2 对所涉及的区域进行环境功能区划，确定各功能区环境空气质量目标。 ○3 根据环境质量现状，分析不同功能区环境质量达标情况。 ○4 结合当地地形和气象条件，选择适当方法，确定开发区大气环境容量（即 满足环境质量目标的前提下污染物的允许排放总量）。 ○5 结合开发区规划分析和污染控制措施，提出区域环境容量利用方案和近期 （按五年计划）污染物排放总量控制指标。 （2）水环境容量与废水排放总量控制主要内容 ○1 选择总量控制指标因子： COD、NH3、TN、TP 等因子以及受纳水体最 为敏感的特征因子。 ○2 分析基于环境容量约束的允许排放总量和基于技术经济条件约束的允许 排放总量。 ○3 对于拟接纳开发区污水的水体，如常年径流的河流、湖泊、近海水域，应 根据环境功能区划的所规定的水质标准要求，选用适当的水质模型分析确定水环
境容量(河流湖泊:水环境容量,河口烸湾:水环境容量最小初始稀释度,(开敞 的)近海水域:最小初始稀释度):对季节性河流,原则上不要求确定水环境容 量 ④对于现状水污染物排放实现达标排放,水体无足够的环境容量可资利用的 情形,应在制定基于水环境功能的区域水污染控制计划的基础上确定开发区水污 染物排放总量。 ⑤如预测的各项总量值均低于上述基于技术水平约束下的总量控制和基于 水环境容量的总量控制指标,可选择最小的指标提出总量控制方案;如预测总量 大于上述二类指标中的某一类指标,则需调整规划,降低污染物总量 102大气环境容量 1021大气容量的基本属性 在给定的区域内,达到环境空气保护目标而允许排放的大气污染物总量,就 是该区域该大气污染物的环境容量。 特定地区的大气环境容量与以下因素有关: (1)涉及的区域范围与下垫面复杂程度 2)空气环境功能区划及空气环境质量保护目标 (3)区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布 (4)区域大气扩散、稀释能力 (5)特定污染物在大气中的转化、沉积、清除机理 1022大气容量的计算方法 (1)修正的A一P值法 A-P值法是最简单的大气环境容量估算方法,其特点是不需要知道污染源的 布局、排放量和排放方式,就可以粗略地估算关心区域的大气环境容量,对决策 和提出区域总量控制指标有一定的参考价值,适用于开发区规划阶段的环境条件 的分析
境容量(河流/湖泊:水环境容量，河口/海湾：水环境容量/最小初始稀释度，（开敞 的）近海水域：最小初始稀释度)；对季节性河流，原则上不要求确定水环境容 量。 ○4 对于现状水污染物排放实现达标排放，水体无足够的环境容量可资利用的 情形，应在制定基于水环境功能的区域水污染控制计划的基础上确定开发区水污 染物排放总量。 ○5 如预测的各项总量值均低于上述基于技术水平约束下的总量控制和基于 水环境容量的总量控制指标，可选择最小的指标提出总量控制方案；如预测总量 大于上述二类指标中的某一类指标，则需调整规划，降低污染物总量。 10.2 大气环境容量 10.2.1大气容量的基本属性 在给定的区域内，达到环境空气保护目标而允许排放的大气污染物总量，就 是该区域该大气污染物的环境容量。 特定地区的大气环境容量与以下因素有关： （１）涉及的区域范围与下垫面复杂程度 （２）空气环境功能区划及空气环境质量保护目标 （３）区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布 （４）区域大气扩散、稀释能力 （５）特定污染物在大气中的转化、沉积、清除机理 10.2.2大气容量的计算方法 （１）修正的Ａ－Ｐ值法 A-P 值法是最简单的大气环境容量估算方法，其特点是不需要知道污染源的 布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算关心区域的大气环境容量，对决策 和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，适用于开发区规划阶段的环境条件 的分析
利用A一P值法估算环境容量需要掌握的以下基本资料: ①.开发区范围和面积 ②.区域环境功能分区 ③.第i个功能区的面积S ④.第ⅰ个功能区的污染物控制浓度(标准浓度限值)C ⑤.第i个功能区的污染物背景浓度C 在掌握以上资料的情况下,可以按如下步骤估算开发区的大气环境容量: ①根据所在地区,按GB/I13201-91表1査取总量控制系数A值(取中值) ②确定第ⅰ个功能区的控制浓度(标准年平均浓度限值):C=Co-Cb ③确定各个功能区总量控制系数A值:A1=A×C ④确定各个功能区允许排放总量:Qa=A1 ⑤计算总量控制区允许排放总量Q。:Q。=∑Q 允许排放总量是对新开发区大气环境容量的一个估计,要将其转变为建 议的总量控制指标,还需要考虑开发区的发展定位、布局、产业结构、环境基础 设施建设等因素。 以上方法原则上只适应于大气SO2环境容量的计算,在计算大气PMo的环 境容量时,可作为参考方法 (2)模型试探法 模拟法是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境 质量变化是否会导致环境空气质量超标。如果超标可按等比例或按对环境质量的 贡献率对相关污染源的排放量进行削减,以最终满足环境质量标准的要求。满足 这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容 量 模拟法适用于规模较大、具有复杂环境功能的新建开发区,或将进行污染治 理与技术改造的现有开发区。但使用这种方法时需要通过调查和类比了解或虚拟 开发区大气污染源的布局、排放量和排放方式。 运用模拟法可按如下步骤估算开发区的大气环境容量:
利用 A—P 值法估算环境容量需要掌握的以下基本资料： ①. 开发区范围和面积 ②. 区域环境功能分区 ③. 第 i 个功能区的面积 Si ④. 第 i 个功能区的污染物控制浓度（标准浓度限值）Ci ⑤. 第 i 个功能区的污染物背景浓度 Cb i 在掌握以上资料的情况下，可以按如下步骤估算开发区的大气环境容量： ①根据所在地区，按 GB/T13201-91 表 1 查取总量控制系数 A 值（取中值） ②确定第 i 个功能区的控制浓度（标准年平均浓度限值）：Ci=Co i-Cb i ③确定各个功能区总量控制系数 Ai 值： Ai = ACi ④确定各个功能区允许排放总量： S S Q A i ai = i ⑤计算总量控制区允许排放总量 Qa ： = = n i Qa Qai 1 允许排放总量 Qa 是对新开发区大气环境容量的一个估计，要将其转变为建 议的总量控制指标，还需要考虑开发区的发展定位、布局、产业结构、环境基础 设施建设等因素。 以上方法原则上只适应于大气 SO2 环境容量的计算，在计算大气 PM10 的环 境容量时，可作为参考方法。 （２）模型试探法 模拟法是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境 质量变化是否会导致环境空气质量超标。如果超标可按等比例或按对环境质量的 贡献率对相关污染源的排放量进行削减，以最终满足环境质量标准的要求。满足 这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容 量。 模拟法适用于规模较大、具有复杂环境功能的新建开发区，或将进行污染治 理与技术改造的现有开发区。但使用这种方法时需要通过调查和类比了解或虚拟 开发区大气污染源的布局、排放量和排放方式。 运用模拟法可按如下步骤估算开发区的大气环境容量：
①对开发区进行网格化处理(i=1,N,j=1,M),并按环境功能分区确定每 个网格的环境质量保护目标CO ②掌握开发区的空气质量现状C,确定污染物控制浓度C=C°r-Cb ③根据开发区发展规划和布局,利用工程分析、类比等方法预测污染源的分 布、源强(按达标排放)和排放方式,并分别处理为点源、面源、线源和体 ④利用大气环境影响评价技术到规定的空气质量模型或经过验证适应于本 开发区的其他空气质量模型模拟所有预测污染源达标排放的情况下对环境 质量的影响C和Ci ⑤比较C和C(=1,N,j1,M),如果影响值超过控制浓度,提出布局、 产业结构或污染源控制调整方案,然后重新开始计算,直到所有点的环境影 响都等于或小于控制浓度为止 ⑥加和满足控制浓度的所有污染源的排放量,即可把这个排放量之和视为开 发区的环境容量。 需要指出的是,采用模型法估算开发区大气环境容量时应充分考虑周边发展 的影响,这也是采用模型法的优势所在。 (3)线性优化法 对于特定的开发区,如果污染源布局、排放方式已确定,那么我们就可以建 立源排放和环境质量之间的输入相应关系,然后根据区域空气质量环境保护目 标,采用最优化方法,便可以计算出各污染源的最大允许排放量,而各源最大允 许排放量之和,就是给定条件下的最大环境容量 采用线性优化法,关键是将环境容量的计算变为一个线性规划问题并求解 般情况下,可以将不同功能区的环境质量保护目标为约束条件,以区域污染物 排放量极大化为目标函数,建立基本的线性规划模型。这种满足功能区空气质量 达标对应的区域污染物极大排放量可视为区域的大气环境容量: 目标函数为:Maxf(Q=∑DQ 约束条件为:∑AQ≤CsCa 0≥0 其中
①对开发区进行网格化处理（i=1，N，j=1，M），并按环境功能分区确定每 个网格的环境质量保护目标 C0 ij ②掌握开发区的空气质量现状 Cb ij，确定污染物控制浓度 Cij=C0 ij-Cb ij ③根据开发区发展规划和布局，利用工程分析、类比等方法预测污染源的分 布、源强（按达标排放）和排放方式，并分别处理为点源、面源、线源和体 源 ④利用大气环境影响评价技术到规定的空气质量模型或经过验证适应于本 开发区的其他空气质量模型模拟所有预测污染源达标排放的情况下对环境 质量的影响 Ca ij 和 Cij， ⑤比较 Ca ij 和 Cij（i=1，N，j=1，M），如果影响值超过控制浓度，提出布局、 产业结构或污染源控制调整方案，然后重新开始计算，直到所有点的环境影 响都等于或小于控制浓度为止。 ⑥加和满足控制浓度的所有污染源的排放量，即可把这个排放量之和视为开 发区的环境容量。 需要指出的是，采用模型法估算开发区大气环境容量时应充分考虑周边发展 的影响，这也是采用模型法的优势所在。 （３）线性优化法 对于特定的开发区，如果污染源布局、排放方式已确定，那么我们就可以建 立源排放和环境质量之间的输入相应关系，然后根据区域空气质量环境保护目 标，采用最优化方法，便可以计算出各污染源的最大允许排放量，而各源最大允 许排放量之和，就是给定条件下的最大环境容量。 采用线性优化法，关键是将环境容量的计算变为一个线性规划问题并求解。 一般情况下，可以将不同功能区的环境质量保护目标为约束条件，以区域污染物 排放量极大化为目标函数，建立基本的线性规划模型。这种满足功能区空气质量 达标对应的区域污染物极大排放量可视为区域的大气环境容量： 目标函数为：Max f(Q)=∑DTQ 约束条件为：∑AQ≤Cs-Ca Q≥0 其中：
Q=(q1,q2,…qm) A Cs=(cs1,cs2,…csn) Ca=(c21,c2,…c2n) m-排放源总数 n-空气环境质量控制点总数 q-第i个污染源的排放量 cr-第j个空气环境质量控制点的标准限制 α}-第j个环境质量控制点的现状浓度 a-第ⅰ个污染源排放单位污染物对第j个环境质量控制点的浓度贡献。 d-第ⅰ个污染源的价值(权重)系数。 浓度贡献系数矩阵A中各项,可采用《环境影响评价技术导则大气环境》 (HJ丌2,2-93)中推荐的扩散模式或其他通过验证的模型计算。价值系数矩阵 D中各项,在没有特殊要求时可取1 线性规划模型可用单纯形法或改进单纯形法求解,具体计算过程参阅有关线 性规划理论书籍,计算工作可由计算机辅助完成 10.3水环境容量分析 水环境容量是水体在环境功能不受损害的前提下所能接纳的污染物的最大 允许排放量。水体一般分为河流、湖泊和海洋,收纳受体不同,其消纳污染物的 能力也不同。按以下方面计算水环境容量: (1)对于拟接纳开发区污水的水体,如常年径流的河流、湖泊、近海水域 应估算其环境容量。 (2)污染因子应包括国家和地方规定的重点污染物、开发区可能产生的特 征污染物和受纳水体敏感的污染物
Q=(q1，q2，……qm) T Cs=(cs 1，c s 2，……csn) T Ca=(ca 1，c a 2，……c a n) T D=(d1，d2，……dm) T m---排放源总数 n---空气环境质量控制点总数 qi---第 i 个污染源的排放量 c s j---第 j 个空气环境质量控制点的标准限制 c a j---第 j 个环境质量控制点的现状浓度 aij---第 i 个污染源排放单位污染物对第 j 个环境质量控制点的浓度贡献。 di---第 i 个污染源的价值（权重）系数。 浓度贡献系数矩阵 A 中各项，可采用《环境影响评价技术导则 大气环境》 （HJ/T 2.2－93）中推荐的扩散模式或其他通过验证的模型计算。价值系数矩阵 D 中各项，在没有特殊要求时可取 1。 线性规划模型可用单纯形法或改进单纯形法求解，具体计算过程参阅有关线 性规划理论书籍，计算工作可由计算机辅助完成。 10.3 水环境容量分析 水环境容量是水体在环境功能不受损害的前提下所能接纳的污染物的最大 允许排放量。水体一般分为河流、湖泊和海洋，收纳受体不同，其消纳污染物的 能力也不同。按以下方面计算水环境容量： （1）对于拟接纳开发区污水的水体，如常年径流的河流、湖泊、近海水域 应估算其环境容量。 （2）污染因子应包括国家和地方规定的重点污染物、开发区可能产生的特 征污染物和受纳水体敏感的污染物。 = n n nm m m a a a a a a a a a A , , , , , , 1 2 21 22 2 11 12 1
(3)根据水环境功能区划明确受纳水体不同断(界)面的水质标准要求; 通过现有资料或现场监测弄清受纳水体的环境质量状况;分析受纳水体水质达标 程度 (4)在对受纳水体动力特性进行深入研究的基础上,利用水质模型建立污 染物排放和受纳水体水质之间的输入相应关系。 (5)确定合理的混合区,根据受纳水体水质达标程度,考虑相关区域排污 的叠加影响,应用输入相应关系,以受纳水体水质按功能达标为前提,估算相关 污染物的环境容量(即最大允许排放量或排放强度)
（3）根据水环境功能区划明确受纳水体不同断（界）面的水质标准要求； 通过现有资料或现场监测弄清受纳水体的环境质量状况；分析受纳水体水质达标 程度。 （4）在对受纳水体动力特性进行深入研究的基础上，利用水质模型建立污 染物排放和受纳水体水质之间的输入相应关系。 （5）确定合理的混合区，根据受纳水体水质达标程度，考虑相关区域排污 的叠加影响，应用输入相应关系，以受纳水体水质按功能达标为前提，估算相关 污染物的环境容量（即最大允许排放量或排放强度）