水泥行业规划大气环境影响评价研究

对照如表1所示。

2 水泥行业大气污染特征

2012年我国水泥产量达到22.1亿t，水泥工业颗粒物排放量占全国颗粒物总排放量的15%～20%，SO2排放占全国总排放量的3%～4%，NOx排放占全国总排放量的8%～10%[4]。水泥工业是我国主要大气污染源之一。

水泥行业大气污染具有以下特征：（1）由于成本因素，水泥生产具有一定的销售半径，因而布局分散，大气污染呈点状；（2）包含熟料生产线的水泥项目多分布在水泥用灰岩矿山附近，一般远离城市，主要对周边村镇、生态环境产生影响；（3）水泥窑是水泥生产中最主要的大气污染源，其特征污染物包括颗粒物、SO2、NOx等，如果使用萤石等含氟矿化剂，应关注氟化物排放[5]，如果协同处置生活垃圾、污泥等固废，还应关注总有机碳、二噁英、重金属等排放[6-7]；（4）水泥本身的物料特性决定了其在储存、转运、粉磨、煅烧、包装、外运等过程中存在有组织或无组织颗粒物排放[8]，采用SNCR、SCR等措施，需关注氨逃逸排放[5]。

3 水泥行业规划大气环评方法

3.1 评价目标与技术路线

3.1.1 评价目标

分析区域大气环境承载力，预测规划实施对重要生态功能区和环境敏感目标的影响，评估节能减排和环境保护目标的可达性，提出规划优化建议，促进规划实施与环境保护协调。

3.1.2 技术路线

结合规划环评技术导则和水泥行业大气污染特征，提出“构建情景—分析承载力—预测影响—评估影响—优化规划”的大气环境影响评价技术路线，如图1所示。

3.2 评价理论与方法

3.2.1 评价情景构建

水泥工业规划本身的导向性、空间弹性和时间模糊性，带来诸多不确定性[9]。因此，针对规划本身难以开展评价工作，需要将规划内容转化为环境影响评价对象，即构建评价情景。根据系统论原理，工业规划属于动态、开放的系统，不确定性和层次性是其复杂性的体现[10-13]。运用系统理论，分析规划系统组成结构、外部执行环境，进而结合情景分析法，可有效形成单个或几个典型的评价情景。

评价情景构建步骤为：第一，分析规划要素、结构及功能；第二，协调内部要素与外部规划的相互关系；第三，构建潜在的工业发展情景。评价情景构建原理及流程见图2。

3.2.2 大气环境承载力分析

（1）承载力估算模型

常用的大气环境容量估算方法有：箱模型法、模拟法、线性规划法等[14]。箱式模型具有气象参数少、适应尺度大等优点，适用于污染源分布较为均匀和大尺度空间的估算需要，也可以采用以箱式模型为基础的A值法进行简单估算[15-17]。

（2）承载力分析

运用DPSCR理论[18]分析大气环境承载力，社会经济发展需求是水泥工业扩张的驱动力（D），导致大气污染物排放量增加对大气环境现状（S）产生压力（P），假如污染物排放量超过大气环境承载力（C），则需要提出响应措施（R）。分析大气环境是否超载，要估算环境容量（Q），还要估算环境压力（P），将评价情景转化为环境压力，计算公式如下：

Pi=∑mj=1∑ni=1Mj×ai×104（1）

式中，Pi为第i类污染物排放总量，t/a；Mj为第j类生产工艺规模，104 t/a；ai为第i类污染物排放系数，t/t。

大气环境承载力分析采用单要素评价法，计算公式如下：

ri=PiQi（2）

式中，ri为第i类污染物环境承载率；Pi为第i类污染物排放总量，t/a；Qi为第i类污染物大气环境容量，t/a。当ri>1，大气环境超载；ri=1，大气环境满载；ri<1，大气环境富载。[18]

3.2.3 大气环境影响预测

分别选取区域典型工艺参数和代表性污染源进行预测，工作流程如下：

（1）确定预测范围。行业布局分散，影响范围接近单个项目，预测半径一般在5 km内。

（2）选取预测因子。选取颗粒物、SO2、NOx、氟化物作为预测因子。

（3）确定污染源源强。优先利用环统数据或行业管理部门数据，在资料匮乏的情况下可类比水泥企业环评文件和监测报告。

（4）选取预测模型。点源采用估算模式，无组织源采用大气环境防护距离计算模式。

（5）开展影响预测。包括两部分内容：一是预测水泥窑、烘干机、破碎机、生料磨、水泥磨及各类料库等有组织排放源的环境影响；二是预测储料场、煤堆场、输送设备、包装机、散装机及装卸设备等无组织排放源的环境影响，估算大气环境防护距离。

3.2.4 大气环境影响评估

以预测为基础，进一步分析、评估规划实施的社会经济与环境效益之间的关系，明确资源环境约束，具体包括：

（1）根据总量控制目标，分析污染物排放量与总量控制目标的关系，理清行业拟承担的减排任务，评估总量控制对行业规模的约束；

（2）根据环境质量要求，分析大气污染物排放与区域质量达标的关系，评估敏感目标分布对行业空间布局的约束；

（3）根据节能要求，分析行业技术水平提高与节能的关系，评估节能要求对产业结构的约束。

3.2.5 大气环境影响减缓措施

综合规划环境影响分析、预测和评估结果，按照规划要素与环境影响传递机制，论证规划大气环境的可行性，提出规划优化建议，具体流程如图3所示。

4 山西省水泥工业规划大气环评实例

4.1 规划概述及情景设置

4.1.1 规划概述

“十二五”末，山西省水泥产能控制在8 500万t，全部为新型干法水泥，水泥散装率达到50%以上，逐步形成服务晋北、晋中、晋东南、晋南、晋西北五大消费区的产业集群。

4.1.2 情景设置

根据水泥产业政策，形成评价情景：（1）“十二五”末，山西省水泥产量为7 600万t；（2）生产力集中布局在石灰石资源丰富地区；（3）2 000 t/d以下熟料生产线全部淘汰，4 000 t/d以上熟料生产线达到80%；（4）配套高效预热分解设备、料床粉磨的节能设备、余热利用设施、新型高效袋收尘器等先进装备；（5）采用“低氮燃烧+SNCR或SCR”等脱硝技术，效率≥60%。

4.2 大气环境影响评价

4.2.1 大气污染呈局部性，主要污染物环境影响较小

水泥工业有组织源日均值预测结果：PM10占标率<5%，SO2占标率<1%，NO2占标率<3%，对区域环境空气质量区域性影响较小。选取2 500 t/d、4 500 t/d水泥生产线典型参数预测，大气环境防护距离计算结果为100～250 m，影响范围较小。

4.2.2 矿区与保护区部分重叠，对城市环境存在影响

全省有20个省级自然保护区与水泥用灰岩矿区分布重叠，有9个可能受到矿山开采粉尘影响；自然保护区距离水泥生产项目较远。朔城区、太原市、榆次区、文水—交城一线、长治市城区、盐湖区水泥企业相对集中，约占规划企业数的35%。这些项目与市区距离较近，且多处于盆地边缘，可能对城市空气质量产生影响。

4.2.3 单位产品排污强度下降，污染物总量有增有减

水泥单位产品排污强度显著下降。其中，颗粒物排放强度下降0.371 kg/t，SO2排放强度下降0.035 kg/t，NOx排放强度下降0.570 kg/t。全省水泥产量增加1.4倍，大气污染物排放量预计为：SO2 5 640 t、NOx 29 200 t、烟尘6 970 t、工业粉尘21 790 t。与2010年相比，上述各主要污染物排放量分别增加了-39.6%、16.6%、-30.3%和1.2%。

4.3 山西省水泥工业规划优化调整建议

4.3.1 基于市场空间差异，优化水泥工业布局

新增水泥需求的64%来自晋中和晋北（含陕、蒙）地区，由此规划新增2 000万t/a熟料需耗用1.12亿t水泥用灰岩。水泥生产消耗大量的石灰石资源，物料转运量大，生产附加值低，具有一定的销售半径。应加快该区域水泥项目布局，加强水泥用灰岩的资源勘查，保障资源、产能布局与市场需求相适应。同时，严禁城市规划区范围和非建设用地建设水泥厂，现有水泥厂应结合城市规划加快搬迁。矿山建设应与风景名胜区、自然保护区等环境敏感区保持一定距离。

4.3.2 依据总量控制目标，控制水泥工业规模

参照国家对山西省的减排要求，水泥工业排污总量按照“增产不增污”和“达到减排目标”（NOx减排13.9%、SO2减排11.3%）两种情景开展大气环境约束分析。“增产不增污”情景下，通过压小上大、提升改造，全省水泥总产量应控制在5 460万t/a；“达到减排目标”情景下，全省水泥总产量应控制在5 030万t/a。

4.3.3 加快淘汰落后产能，推进产业升级改造

加快淘汰能耗和排污不达标的水泥生产线、水泥粉磨站。新建水泥（熟料）生产线应采用新型干法生产工艺，单线建设要达到4 000 t/d，新建水泥粉磨站的规模要达到60万t/a。加快现有回转窑（Φ 4×60 m以上）、水泥粉磨站磨机（Φ 3.2 m以上）的提升改造速度，并配套低温余热发电、粉磨系统节能、变频调速等减排工艺。

4.3.4 强化烟粉尘治理，全面推进控氮措施

烟粉尘控制方面，严格执行水泥工业除尘相关技术规范，对于物料输送，须采取密闭措施；对于破碎、烘干、粉磨及煅烧系统等，配套建设抑尘、除尘系统；减少包装产尘，企业应配套70%以上散装能力。NOx控制方面，推广低氮燃烧技术，配套烟气脱硝装置（效率不低于60%）。此外，安装在线排放监控装置，环保部门对排污企业进行实时监控。

5 结语

本文以系统论为基础，综合现行评价方法构建的大气环境影响评价技术方法，较全面地评估了水泥工业规划实施的环境影响和制约，较系统地提出了规划优化建议，为山西水泥工业可持续发展提供了有益指导。为进一步落实环评，加强水泥行业大气污染防控，建议工业主管部门在相应政策、计划和任务安排中落实环评优化建议，环保主管部门将规划环评的落实作为项目环境管理的重要内容。

参考文献（References）：

[1] 国家发展和改革委员会. 水泥工业发展专项规划[EB/OL]. （2006-10-17） [2014-08-03]. http：///zcfb/zcfbghwb/200610/t20061019_579676.html

[2] 陆建伟. 规划环境影响评价中大气环境影响评价方法研究[D]. 上海： 同济大学， 2008.

[3] Glasson J， Therivel R， Chadwick A. 环境影响评价导论[M]. 鞠美庭， 王勇， 王辉民， 译. 北京： 化学工业出版社， 2007.

[4] 环境保护部. 环境保护部解读《水泥工业大气污染物排放标准》等[EB/OL]. （2013-12-30） [2014-08-03]. http：///gzdt/2013-12/30/content_2556875.htm.

[5] 《水泥工业大气污染物排放标准》编制组. 《水泥工业大气污染物排放标准》（征求意见稿）编制说明[EB/OL]. （2012-11-06） [2014-08-03]. http：///gkml/hbb/bgth/201211/t20121108_241702.htm.

[6] 张晓岭， 卢益， 蹇川， 等. 西南地区新型干法水泥生产中的二噁英大气排放[J]. 环境科学，2014， 35（1）： 35-40.

[7] 毛志伟. 水泥行业大气污染物协同控制技术与管理的探讨[J]. 中国水泥， 2011（9）： 47-51.

[8] 朱忠湛. 水泥行业大气环评中应注意的若干问题[J]. 环境保护， 2009， 424（14）： 40-42.

[9] 周影烈， 包存宽. 基于应对不确定性的战略环境评价管理模式设计与应用——以金坛城市规划环评为例[J]. 长江流域资源与环境， 2009， 18（7）： 669-673.

[10] 孙东川， 朱桂龙. 系统工程基本教程[M]. 北京： 科学出版社， 2010.

[11] Thomas B Fischer. 战略环境评价理论与实践：迈向系统化[M]. 徐鹤， 李天威， 译. 北京： 科学出版社， 2008.

[12] 韦鹤平， 徐明德. 环境系统工程[M]. 北京： 化学工业出版社， 2009.

[13] 苗东升. 系统科学精要[M]. 3版. 北京： 中国人民大学出版社， 2010.

[14] 钱跃东， 王勤耕. 针对大尺度区域的大气环境容量综合估算方法[J]. 中国环境科学， 2011， 31（3）： 504-509.

[15] 阮晨， 汪小琦， 胡林， 等. 基于大气环境箱式模型对成都平原城市群主要城市空间发展的评价分析[J]. 四川环境， 2008， 27（1）： 46-51.

[16] 鲁东霞. 工业集聚区发展规划的大气环境影响评价方法[J]. 气象与环境科学， 2008， 31（1）： 89-92.

[17] 郭珊. 环境承载力在规划环境影响评价中的应用研究[D]. 石家庄： 河北师范大学， 2009.

[18] 汪诚文， 刘仁志， 葛春风. 环境承载力理论研究及其实践[M]. 北京： 中国环境科学出版社， 2011.