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大氣細(xì)顆粒物PM2.5的源解析技術(shù)

文檔作者：龍紅艷鄧雙黃妍都基峻張凡文檔來源： 1湘潭大學(xué)化工學(xué)院 2中國環(huán)境科學(xué)研究院 3環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點(diǎn)實驗室		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2023年10月29日
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大氣細(xì)顆粒物PM25的源解析技術(shù)
龍紅艷，鄧雙z，，黃妍·都基峻：張凡z
(1湘潭大學(xué)化工學(xué)院湖南湘潭411105
‘ 2中國環(huán)境科學(xué)研究院
3環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點(diǎn)實驗室北京100012)
摘要對大氣顆粒物源解析技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用進(jìn)行了闡述，綜述了化學(xué)質(zhì)量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、主因子分
析法(PCA)、正交矩陣因子分解法(PMF)、UNMIX等受體模型的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用實例和局限性；著重介紹國內(nèi)外關(guān)于受體模
型在PM。方面的研究進(jìn)展；并結(jié)合PM。的特點(diǎn)，提出了PM幻源解析技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞大氣細(xì)顆粒物(PM。) 源解析受體模型
中圖分類號：×51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—9064(2012)06—046—04
大氣顆粒物是近年來影響我國城市大氣環(huán)境質(zhì)量的主
要問題之一，特別是粒徑小于2．5“m的細(xì)顆粒物PM。PM2，
由于粒徑小，在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，不僅能引
起灰霾天氣．使能見度下降．且能輕易通過支氣管和肺泡進(jìn)
入血液，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，對人體健
康造成嚴(yán)重威脅．因此受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和各國政府的廣泛
關(guān)注。我國政府也高度重視PM，，污染問題。2012年2月，國
務(wù)院同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加PM”監(jiān)測
指標(biāo)。為有效降低PM：，濃度和提高大氣環(huán)境質(zhì)量，首先必須
識別pM：；來源，計算各類源貢獻(xiàn)。本文對大氣顆粒物源解析
技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行闡述．著重介紹國內(nèi)外關(guān)于受體模型在大氣
細(xì)顆粒物PM：，方面的研究進(jìn)展，并提出PM。源解析技術(shù)的
發(fā)展趨勢．
1 大氣顆粒物源解析技術(shù)的發(fā)展
源解析技術(shù)始于以污染源為對象的擴(kuò)散模型．在20世
紀(jì)70年代．以污染區(qū)域(受體)為對象的受體模型被提出，并
得到較好發(fā)展。
1．1擴(kuò)散模型
擴(kuò)散模型基于污染源清單和污染源排放量．模擬污染物
排放、遷移、擴(kuò)散和化學(xué)轉(zhuǎn)化等不同條件下污染物的時空分
布狀況．估算污染源對污染物質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)。擴(kuò)散模型能
很好地建立有組織排放源類與大氣環(huán)境質(zhì)量之問的定量關(guān)
系．但無法應(yīng)用于源強(qiáng)難以確定的無組織開放源(如風(fēng)沙塵、
海鹽粒子等源)。而且此模型需知道污染源個數(shù)和方位，顆粒
物擴(kuò)散過程中詳細(xì)氣象資料．以及顆粒物在大氣中生成、消
除和輸送等重要特征參數(shù)．這些資料和參數(shù)的難以獲?。?
制了擴(kuò)散模型的運(yùn)用。因此從20世紀(jì)70年代起．美國和日
本等國家開始將排放源轉(zhuǎn)移到“受體”進(jìn)行大氣顆粒物源解
析。
1．2受體模型
受體模型以污染區(qū)域為對象．著眼于研究排放源對受體
的貢獻(xiàn)．通過對采樣點(diǎn)污染物的特征進(jìn)行分析．解析污染源
對污染物的貢獻(xiàn)情況。因為受體模型不依賴于排放源排放條
件、氣象、地形等數(shù)據(jù)，不用追蹤顆粒物的遷移過程，所以自
70年代問世以來取得迅速地發(fā)展，并得到廣泛運(yùn)用。目前．
研究和運(yùn)用比較多的受體模型方法大致可分為顯微鏡法和
化學(xué)法。
1．2．1 顯微鏡法
顯微鏡法是一種根據(jù)單個顆粒物粒子的大小、顏色、形
狀和表面特征等形態(tài)上的特征．結(jié)合污染源標(biāo)志性化學(xué)組成
及顆粒物形貌來判別來源的方法。此方法適用于分析形態(tài)特
征明顯的顆粒物．一般用于定性或半定量分析。如需定量分
析．須分析大量單個粒子．建立龐大的顯微清單。
顯微鏡法主要包括光學(xué)顯微鏡法(OM)、掃描電子顯微
鏡法(sEM)和計算機(jī)控制掃描電鏡法(CCSEM)。其中，SEM
法是實際運(yùn)用當(dāng)中最廣泛的一類顯微鏡法．它能夠分析粒徑
小于l“m的顆粒物．并能結(jié)合X射線能譜顯示粒子的結(jié)構(gòu)
和粒子表面化學(xué)元素組成．這可大大增強(qiáng)顯微鏡法解析顆粒
物污染源能力。劉田等?利用SEM對棗莊市的大氣顆粒的
形貌、粒徑和化學(xué)元素成分等進(jìn)行測量分析，并結(jié)合X射線
能譜，鑒別出兩市大氣顆粒物的來源。
顯微鏡法能觀測顆粒物形貌．測定顆粒物組分．從而能
客觀準(zhǔn)確地對大氣顆粒物的來源進(jìn)行定性或半定量的識別．
也能為進(jìn)一步定量計算各類源的貢獻(xiàn)率提供客觀基礎(chǔ)．但該
方法分析時間長．費(fèi)用昂貴．對顆粒物中占有很大比例的無
定性有機(jī)成分不敏感．在觀測粒子密度和體積時誤差較大。
1．2．2化學(xué)法
化學(xué)法主要可分為化學(xué)質(zhì)量平衡法(CMB)、多元統(tǒng)計模
型和富集因子法(EF)。
(1)化學(xué)質(zhì)量平衡模型(CMB)。CMB法根據(jù)各種排放源
基金項目：2010年環(huán)保公益行業(yè)科研專項(201009037)，20lO年度國家環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(201009048)
作者簡介：龍紅艷(1987一)，女，湖南岳陽人．在讀碩士研究生，研究方向：大氣污染源解析技術(shù)。

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