一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法与流程

1.本发明涉及生态环境损害鉴定评估技术领域，具体涉及一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法。


背景技术：

2.氢氟碳化物(hfcs)是消耗臭氧层物质(ods)的常用替代品，虽然其本身不是ods，但是hfcs是温室气体，具有高全球升温潜能值(gwp)。
3.气候变化是全球性问题，随着二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。
4.消耗臭氧层物质具有高全球升温潜能值(gwp)，逐步淘汰消耗臭氧层物质是大势所趋。
5.在现有的臭氧层消耗物质环境污染案件中，臭氧层消耗物质的释放隐蔽，难以实时监测，排放量和损害程度及范围难以确定，都给后续生态环境损害鉴定评估增加了难度。
6.hfc(氢氟烃)类物质是淘汰hcfc(氢氯氟烃类产品)类物质的过程中的主要替代物，其odp(臭氧消耗潜值)为0。因而针对该类物质的排放，通过odp判断其环境损害存在一定困难。
7.除此之外，hfc(氢氟烃)类物质普遍具有温室效应强、大气寿命长的缺点，因而，如何科学地对涉及hfc(氢氟烃)类物质的相关案件进行生态环境损害鉴定评估，也是一个严峻的课题。
8.国家标准《gb/t 39793.1-2020》生态环境损害鉴定评估技术指南基础方法第1部分大气污染虚拟治理成本法介绍了具体工作程序，包括方法适用性分析、确定大气污染物数量、确定单位治理成本确定、确定调整系数、计算大气生态环境损害数额。其中大气污染物数量核定方法有实测浓度法、物料衡算法、里程能耗法，单位治理成本确定方法有实际调查法、成本函数法，调整系数设计污染物危害系数、受体敏感系数、超标系数和环境功能系数。
9.公开号为cn 115130931 a的专利说明书针对大气污染导致的损害，开展实物量化方法优化研究，具体公开了一种基于虚拟治理成本法的大气损害评估方法，包括以下步骤，步骤1.评估方法的数据采集、步骤2.模型建立、步骤3模型量化计算。其中：步骤1.评估方法的数据采集采用采样点布设、网格布点法、同心圆布点法、扇形布点法，对大气损害进行实物量化；步骤2.建立虚拟治理成本法的大气损害评估模型；步骤3.模型量化计算包括大气损害实物量化以及大气损害价值量化。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，克服现有技术排放量和损害难以确定，治理成本和生态环境损害难以量化等缺陷，具有排放量和损害程度及范围确定程序化，治理成本和生态环境损害量化简易的特点。
11.一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，包括：
12.步骤1，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平；
13.步骤2，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度；
14.步骤3，确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围；若无生态环境损害发生，完成受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估；若有生态环境损害发生，执行步骤4、步骤5；
15.步骤4，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量；
16.步骤5，根据受控消耗臭氧层物质的排放数量和目标排放浓度，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生态环境损害费用。
17.步骤1中，可通过受控消耗臭氧层物质检出限转化推算，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平。
18.所述的环境空气基线水平通过受控消耗臭氧层物质的检出限、检测样品用量以及顶空瓶容积等参数转化推算确定。
19.在一优选例中，步骤1中，受控消耗臭氧层物质为cfc-11，cfc-11检出限根据国家环境保护标准《组合聚醚中hcfc-22、cfc-11和hcfc-141b等消耗臭氧层物质的测定顶空/气相色谱-质谱法》hj 1057-2019确定为0.2μg/g，样品制备方法为将1g样品用甲醇定容至10ml，用气密性注射器吸取5ml至顶空瓶，顶空瓶容积为20ml，在检出限条件下，15ml顶空中理论含有0.1μg cfc-11，由此推算出检出限对应的气体环境中cfc-11浓度为6.67mg/m3，并以此作为cfc-11的环境空气基线水平。
20.步骤2中，可通过最小排放源强和最大产气量计算，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度。
21.优选的，步骤2中，最小排放源强根据反应釜单批次投加量除以单次生产周期计算，最大产气量根据固定顶罐废气产生气量估算表确定，最小排放源强除以最大产气量即为最小排放浓度。
22.步骤3中，可采用最小排放浓度进行模型分析，鉴定评估离地0.3米受控消耗臭氧层物质浓度是否超过环境空气基线水平，以此确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围。
23.在一优选例中，步骤3中，所述模型分析采用aerscreen大气估算预测模型分析。
24.本发明根据臭氧比空气重的特点，将落地浓度计算高度优化至离地0.3米。
25.步骤4中，可通过优化固定顶罐呼吸排放模型，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量。
26.优选的，步骤4中，所述优化固定顶罐呼吸排放模型的公式为：lw＝4.188
×
10-7
×m×
p
×kn
，式中：lw为固定顶罐的工作损失，kg/m3投入量；m为储罐内蒸气的分子量；p为在大量液体状态下，真实的蒸气压力，单位pa；kn为周转因子，无量纲，取值由年周转次数k确定：k≤36，kn＝1；36＜k≤220，kn＝11.467
×
k-0.7026
；k＞220，kn＝0.26。
27.本发明在优化固定顶罐呼吸排放模型中根据受控消耗臭氧层物质挥发性强的特点取消了kc值。
28.步骤5中，可通过废气工程设计方法，计算投资和运行费用，额外计算受控消耗臭氧层物质二次污染成本和回收利用价值，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生
态环境损害费用。
29.本发明通过分析受控消耗臭氧层物质的排放量和浓度，设计合理的处理工艺，计算其投资和运行费用，并根据受控消耗臭氧层物质价值高的特点，额外计算其二次污染成本和回收利用价值，以此确定单位排放的消耗臭氧层物质的治理成本，并以此鉴定评估其生态环境损害。
30.本发明与现有技术相比，有益效果有：
31.环境空气基线水平通过受控消耗臭氧层物质的检出限、检测样品用量以及顶空瓶容积等参数转化推算确定，解决了现状缺乏环境空气中消耗臭氧层物质检测数据，基线水平难以确定的问题；
32.分析模型根据臭氧比空气重的特点，将落地浓度计算高度优化至离地0.3米，通过其与环境空气基线水平相比较的方法，为确定受控消耗臭氧层物质对环境空气的损害和因果关系提供了解决方案；
33.通过废气工程设计方法，设计合理的处理工艺，计算其投资和运行费用，并根据受控消耗臭氧层物质价值高的特点，额外计算其二次污染成本和回收利用价值，解决了因缺乏工程实例而无法获取消耗臭氧层物质单位治理成本，生态环境损害难以鉴定的难题。
附图说明
34.图1为具体实施方式的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法的流程示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
36.一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，如图1所示，包括：
37.步骤1，通过受控消耗臭氧层物质检出限转化推算，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平；所述的环境空气基线水平通过受控消耗臭氧层物质的检出限、检测样品用量以及顶空瓶容积等参数转化推算确定；
38.步骤2，通过最小排放源强和最大产气量计算，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度；最小排放源强根据反应釜单批次投加量除以单次生产周期计算，最大产气量根据固定顶罐废气产生气量估算表确定，最小排放源强除以最大产气量即为最小排放浓度；
39.步骤3，采用最小排放浓度进行模型分析，鉴定评估离地0.3米受控消耗臭氧层物质浓度是否超过环境空气基线水平，以此确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围；若无生态环境损害发生，完成受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估；若有生态环境损害发生，执行步骤4、步骤5；
40.步骤4，通过优化固定顶罐呼吸排放模型，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量；所述优化固定顶罐呼吸排放模型的公式为：lw＝4.188
×
10-7
×m×
p
×kn
，式中：lw为固定顶罐的工作损失，kg/m3投入量；m为储罐内蒸气的分子量；p为在大量液体状态下，真实的蒸气压力，单位pa；kn为周转因子，无量纲，取值由年周转次数k确定：k≤36，kn＝1；36＜k≤
220，kn＝11.467
×
k-0.7026
；k＞220，kn＝0.26；
41.步骤5，根据受控消耗臭氧层物质的排放数量和目标排放浓度，通过废气工程设计方法，计算投资和运行费用，额外计算受控消耗臭氧层物质二次污染成本和回收利用价值，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生态环境损害费用。
42.本实例中受控消耗臭氧层物质为cfc-11，共计使用850吨，折算为体积约为571m3。
43.步骤1中，受控消耗臭氧层物质为cfc-11，cfc-11检出限根据国家环境保护标准《组合聚醚中hcfc-22、cfc-11和hcfc-141b等消耗臭氧层物质的测定顶空/气相色谱-质谱法》hj 1057-2019确定为0.2μg/g，样品制备方法为将1g样品用甲醇定容至10ml，用气密性注射器吸取5ml至顶空瓶，顶空瓶容积为20ml，在检出限条件下，15ml顶空中理论含有0.1μg cfc-11，由此推算出检出限对应的气体环境中cfc-11浓度为6.67mg/m3，并以此作为cfc-11的环境空气基线水平。
44.步骤2中，单台5m3反应釜工作时单次生产受控消耗臭氧层物质用量0.625吨，单次排放量2.24千克，单次生产周期约2小时，最小排放源强为1.12千克/小时。企业现存所有拱顶罐罐体的总体积约为53.5m3，根据固定顶罐(无外保温)废气产生气量估算表，企业现有罐体的最大产气量约为500～1200m3/h，日平均产气量约为250～600m3/h。企业在最小排放源强(1.12kg/h)和最大产气量(1200m3/h)的情况下，估算出该企业的最小排放浓度为933mg/m3。
45.步骤3中，根据臭氧比空气重的特点，使用“aerscreen”模型对该工厂生产过程中排放的受控消耗臭氧层物质进行离地0.3米浓度分析。源强采用最小排放浓度933mg/m3，排放高度按照厂房高度，最低风速采用近似无风条件，取值0.1m/s，评估范围从1m～25000m范围。按照该模型，前300米的离地0.3米浓度结果如下表所示。
46.距离(m)浓度(mg/m3)16.132512.514715.475015.377512.6210010.531259.171508.161757.372006.992256.872506.742756.613006.48
47.由上表可知，在上述模型条件下，受控消耗臭氧层物质的最大离地0.3米浓度为15.47mg/m3，出现在距离污染点47m处。对环境空气基线水平6.67mg/m3，在距离污染源约1～275m的距离范围内受控消耗臭氧层物质的落地浓度大于基线水平，因此，生态环境损害可
以确认发生，且存在生态环境损害的区域范围为1～275m。
48.步骤4中，生态环境损害得到确认后，通过优化固定顶罐呼吸排放模型，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量；优化后的公式为lw＝4.188
×
10-7
×m×
p
×kn
，根据受控消耗臭氧层物质挥发性强的特点取消kc值；式中：m—储罐内蒸气的分子量，取137.37；p—在大量液体状态下，真实的蒸气压力(pa)，取88900；kn—周转因子(无量纲)，取值按年周转次数(k)确定，k≤36，kn＝1，36＜k≤220，kn＝11.467
×
k-0.7026
，k＞220，kn＝0.26。经计算，受控消耗臭氧层物质的总排放量为3.1吨。
49.本案例中的废气浓度较低，考虑到处理工艺的成本、是否易于维护及安全性等因素，椰壳活性炭吸附法的工艺较为简单、成本较低且易于维护，而且处理过程中不需要进行加热等操作，较为安全。按照椰壳活性炭吸附塔设计的去除率为90％，采用三级吸附对受控消耗臭氧层物质进行收集处理，在理想状态下三级吸附的设计去除率为99.9％。为使经过椰壳活性炭吸附处理后的受控消耗臭氧层物质浓度低于基线水平(6.67mg/m3)，该项目设计风量为1515m3/h。椰壳活性炭对于受控消耗臭氧层物质的吸附能力按中间值约250g/kg进行计算。按照三级吸附设计，每一级的吸附量按90％计。受控消耗臭氧层物质的总排放量为3.1吨，因此，三级吸附塔椰壳活性炭用量17.5648吨。
50.椰壳活性炭采购成本为103604～119408元，吸附受控消耗臭氧层物质后的废椰壳活性炭处置成本为90000元，回收利用收益为17860元；椰壳活性炭吸附废气处置设备的成本在10～15万元/套。安装费和调试费用按照设备成本的10％计算；设备按照8年折旧，受控消耗臭氧层物质的排放时间一共1.67～1.92年，由此可计算得设备折旧费为22962.5～39600元；日常运行费用为：30000元/年
×
1.67～1.92年＝50100～57600元；治理成本合计248807～288748元。
51.企业所在区域执行《环境空气质量标准》(gb3095-2012)的二级标准，为二类环境空气功能区，环境功能敏感系数为3，生态环境损害值为：248807～288748元
×
3＝746421～866244元。
52.此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，包括：步骤1，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平；步骤2，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度；步骤3，确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围；若无生态环境损害发生，完成受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估；若有生态环境损害发生，执行步骤4、步骤5；步骤4，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量；步骤5，根据受控消耗臭氧层物质的排放数量和目标排放浓度，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生态环境损害费用。2.根据权利要求1所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤1中，通过受控消耗臭氧层物质检出限转化推算，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平。3.根据权利要求2所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤1中，受控消耗臭氧层物质为cfc-11，cfc-11检出限根据国家环境保护标准《组合聚醚中hcfc-22、cfc-11和hcfc-141b等消耗臭氧层物质的测定顶空/气相色谱-质谱法》hj 1057-2019确定为0.2μg/g，样品制备方法为将1g样品用甲醇定容至10ml，用气密性注射器吸取5ml至顶空瓶，顶空瓶容积为20ml，在检出限条件下，15ml顶空中理论含有0.1μg cfc-11，由此推算出检出限对应的气体环境中cfc-11浓度为6.67mg/m3，并以此作为cfc-11的环境空气基线水平。4.根据权利要求1所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤2中，通过最小排放源强和最大产气量计算，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度。5.根据权利要求4所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤2中，最小排放源强根据反应釜单批次投加量除以单次生产周期计算，最大产气量根据固定顶罐废气产生气量估算表确定，最小排放源强除以最大产气量即为最小排放浓度。6.根据权利要求1所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤3中，采用最小排放浓度进行模型分析，鉴定评估离地0.3米受控消耗臭氧层物质浓度是否超过环境空气基线水平，以此确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围。7.根据权利要求6所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤3中，所述模型分析采用aerscreen大气估算预测模型分析。8.根据权利要求1所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤4中，通过优化固定顶罐呼吸排放模型，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量。9.根据权利要求8所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤4中，所述优化固定顶罐呼吸排放模型的公式为：l
w
＝4.188
×
10-7
×
m
×
p
×
k
n
，式中：l
w
为固定顶罐的工作损失，kg/m3投入量；m为储罐内蒸气的分子量；p为在大量液体状态下，真实的蒸气压力，单位pa；k
n
为周转因子，无量纲，取值由年周转次数k确定：k≤36，k
n
＝1；36＜k≤220，k
n
＝11.467
×
k-0.7026
；k＞220，k
n
＝0.26。
10.根据权利要求1所述的受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，其特征在于，步骤5中，通过废气工程设计方法，计算投资和运行费用，额外计算受控消耗臭氧层物质二次污染成本和回收利用价值，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生态环境损害费用。

技术总结
本发明公开了一种受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估的方法，包括：步骤1，确定受控消耗臭氧层物质的环境空气基线水平；步骤2，鉴定评估受控消耗臭氧层物质的最小排放浓度；步骤3，确认是否发生生态环境损害以及存在生态环境损害的区域范围；若无生态环境损害发生，完成受控消耗臭氧层物质生态环境损害鉴定评估；若有生态环境损害发生，执行步骤4、步骤5；步骤4，鉴定评估受控消耗臭氧层物质排放数量；步骤5，根据受控消耗臭氧层物质的排放数量和目标排放浓度，鉴定评估受控消耗臭氧层物质单位处理费用和生态环境损害费用。本发明具有排放量和损害程度及范围确定程序化，治理成本和生态环境损害量化简易的特点。和生态环境损害量化简易的特点。和生态环境损害量化简易的特点。


技术研发人员：章一丹 徐灏龙 陈冉 许丽丽 谢娟
受保护的技术使用者：浙江省生态环境科学设计研究院
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/25