Page 61 - 新时期环境影响评价与咨询研究

第二章 规划项目环境影响评价

左右的大气低层，这一层中的风向、风速、温度、湿度、压强受下垫面、地形及
其日变化影响，物理、化学和生物过程自身与相互作用呈现出极为复杂的状态。

（一）大气污染治理过程研究进展
人类最早对大气污染治理过程进行科学研究还要追溯到 20 世纪初，在第一
次世界大战中，由于军用毒剂的诞生和在战场中的大量使用，科学家们开始研究
有毒物质在空气中的传输扩散。1915 年，德军在伊珀尔（Ypres）战线前沿使用
了氯气，造成了约 1.5 万人中毒，近 5000 人死亡，当时没有科学的评估方法，

主要靠经验获取气象条件对毒气扩散的影响。1936 年，Bosanquet 和 Pearson 提
出污染物扩散的浓度呈高斯分布。1943 年，美军在澳大利亚一丛林小岛上进行
了芥子气扩散实验，测得毒害剂量分布以及暴露人员和防护人员中毒情况。同年，

英国也进行了芥子气外场扩散实验，测得大致影响范围。当时由于缺乏科学的计
算方法，通常以危害纵深为基线，用扩散角包围的地域来表示危害范围，苏军、
美军的扩散角定为 40°，英军定为 60°，我军 1974 年外场扩散实验测得扩散角
为 36°，表明苏军和美军的标准更接近实际。1947 年，英国气象学家 Sutton 根
据 Fick 扩散方程在简化的大气条件下得到解析解（即高斯方程），给出了污染

物在大气下风向空间分布的萨顿公式，它是假定污染物的水平和垂直方向都是呈
正态（高斯）分布，浓度的数值由正态分布的标准差（或称扩散系数），其大小
通过大气实验中示踪物（例如二氧化硫、硫化锌、六氟化硫等）的浓度分布测量

决定。
同一时期，苏联科学家 Лайхтман 在质量守恒的前提条件下假设气象场恒定、
地形平坦、下垫面均一、湍流扩散与分子扩散相似且分子扩散可以忽略不计，推
导出了另一描述大气污染扩散的典型方法——拉赫特曼方程，用于计算毒云浓度
或毒害剂量的空间分布、危害纵深、危害地域、对不同防护水平人员的杀伤面积（即

威力幅员），用于评价化学弹的设计水平及化学袭击的战斗效能。这两个经典方
程均是根据污染物连续方程定常假设后得出的解析解，只是拉赫特曼对垂直扩散
系数的表达形式更精细，在一定条件下二者可以相互转换。1961 年 Pasquill 把扩

散参数确定为大气边界层中的稳定度函数，扩散系数随传输距离而增加的关系用
图表方式列出。在高斯方程中，扩散系数计算使用了帕斯奎尔公式，而拉赫特曼
方程中扩散系数使用了 Γ 函数，二者均可对地形平坦下垫面均匀的条件下进行
扩散模拟，从而计算毒剂云团危害纵深和危害程度。陈金周等人基于这两种方法

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