废铅膏熔炼再生烟气处理设施事故下大气污染的不确定性分析

邱盼盼^{1, 2}，徐亚¹，能昌信^{1, 2}，刘玉强¹，董路¹，林汀^{1, 2}，张鲁玉^{1, 2}

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所

2.山东工商学院信息与电子工程学院

摘要

熔炼再生是重金属危险废物资源化利用最广泛的方式之一。熔炼设施废气处理单元失效条件下废气排放具有源强大、短期排放扩散参数偶然性强等特点，其环境后果呈现强随机性，对事故应急过程的精准监测和科学决策形成极大挑战。对此，提出高斯烟羽模型与随机响应面法耦合(GAUSS-SRSM)的风险评估方法，定量评估复杂源强、扩散参数及其不确定性条件下污染物的随机分布及概率特性。选择华北某再生铅企业开展案例研究，结果表明：在该区域典型气候条件下，下风向0.8~2.2和0.75~1.5 km处SO₂和Pb浓度存在超标可能，最大落地浓度超标概率分别为44%和28%，以95%置信水平表征的暴露浓度分别为0.68、0.005 2 mg/m³，分别超过其GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值1.36倍和1.16倍。季节性的风速和气温等差异导致同一设施不同季节的污染及其概率特征差异较大。以Pb为例，冬季较夏季存在超标可能的最大范围相差0.6 km，超标概率相差24%，暴露浓度相差0.003 9 mg/m³。气候和源强等的不确定性使得大气污染后果存在明显的不确定性，下风向0.5 km处不确定性最大，为3.85；随着距离变大，不确定性变小，3.0 km处仅为1.74。下风向0.8~2.2 km污染严重程度大、可能性高，需要避免在该区域布设污染敏感的设备或装置，且应作为事故后应急监测重点关注的区域；而0.5~1.2 km不确定性大，也需要通过加强监测频率等方式克服随机性误差。

文中主要图表

图  1  随机响应面法-高斯烟羽耦合模型不确定性分析流程

图  2  SRSM与MC相对误差

图  3  下风向污染物浓度变化

图  4  不同置信水平最大落地点浓度占标率

图  5  SO₂和Pb暴露浓度超标倍数