環(huán)境空氣顆粒物來源綜述(終)

1、楊金星 2015年7月環(huán)境空氣中顆粒物源解析工作綜述一源解析工作背景與開展情況二源解析的種類及其特點三源解析工作的流程四源解析中幾個問題的把握五源解析工作的誤區(qū)及主要問題23環(huán)境空氣顆粒物來源解析顆粒物污染防治顆粒物排放源控制和消減固定源固定源移動源移動源開放源開放源復雜且系統(tǒng)的復雜且系統(tǒng)的技術(shù)性工作技術(shù)性工作源類貢獻值與分擔率不清楚顆粒物來源不清楚可行控制措施不清楚迫切需要開展大氣顆粒物源解析工作，為有效開展大氣迫切需要開展大氣顆粒物源解析工作，為有效開展大氣污染防治工作提供研究基礎(chǔ)，制定科學有效的防治措施污染防治工作提供研究基礎(chǔ)，制定科學有效的防治措施20142014年，監(jiān)測司組織圓滿完成

2、第一階段京津冀、長年，監(jiān)測司組織圓滿完成第一階段京津冀、長三角和珠三角等地區(qū)三角和珠三角等地區(qū)9 9個重點城市（以下簡稱三區(qū)九市）個重點城市（以下簡稱三區(qū)九市）源解析工作。源解析工作。三區(qū)九市修改完善后的研究成果報國務院后陸續(xù)向三區(qū)九市修改完善后的研究成果報國務院后陸續(xù)向社會發(fā)布，效果良好。社會發(fā)布，效果良好。目前全國顆粒物源解析工作進展城市名稱城市名稱 是否有初步成果是否有初步成果 是否完成預論證是否完成預論證預計三方論證時間預計三方論證時間濟濟 南南有有是，是， 1414年年1010月已公布月已公布-青青 島島有有是，是， 1414年已公布年已公布-銀銀 川川有有是，已論證和發(fā)布是，已論證

3、和發(fā)布-哈爾濱哈爾濱有有是是1010月份月份西西 寧寧有有是是1010月份月份大大 連連有有是是待安排待安排廈廈 門門有有是是待安排待安排太太 原原有有是是待安排待安排呼和浩特呼和浩特有有否否6-76-7月預論證月預論證6-76-7月月鄭鄭 州州有有 有有待安排待安排合合 肥肥有有否否7-87-8月預論證月預論證1010月月武武 漢漢有有 否否1010月份月份1010月份月份長長 沙沙有有否否7-87-8月預論證月預論證1010月份月份海海 口口有有否否1111月份月份1212月份月份城市名稱城市名稱 是否有初步成果是否有初步成果 是否完成預論證是否完成預論證預計三方論證時間預計三方論證時間重

4、慶重慶有有否否1010月份月份烏魯木齊烏魯木齊有有否否1010月份月份貴陽貴陽有有否否1010月份月份長長 春春有有否否1212月底月底沈沈 陽陽有有否否1212月底月底 蘭蘭 州州有有否否1010月份月份成成 都都有有否否1010月份月份昆昆 明明有有否否1212月底月底西西 安安無無否否1616年初年初福福 州州無，年底有初步結(jié)果無，年底有初步結(jié)果否否1616年年4 4月月南南 昌昌無，年底有初步結(jié)果無，年底有初步結(jié)果否否1616年初年初南南 寧寧無，年底有初步結(jié)果無，年底有初步結(jié)果否否1616年初年初 時間要求時間要求按照按照關(guān)于做好關(guān)于做好20152015年大氣污染物來源研究年大氣污染

5、物來源研究工作的通知工作的通知（環(huán)辦（環(huán)辦201520156 6號）號）要求：要求： 2626市爭取市爭取1010月份完成源解析研究工作月份完成源解析研究工作 年底前完成論證年底前完成論證 時間要求時間要求大氣顆粒物來源解析定義：通過化學、 物理學、 數(shù)學等方法定性或定量識別環(huán)境受體中大氣顆粒物污染的來源。 用于開展大氣顆粒物來源解析的技術(shù)方法分為常規(guī)模式與常規(guī)模式與應急模式。常規(guī)模式應急模式。常規(guī)模式主要包括源清單法、源模型法和受體模型法；應急模式是利用在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展快速源識別，為顆粒物重污染應急響應決策提供支撐 。 源清單法：根據(jù)排放因子及活動水平估算污染物排放量，據(jù)此排放量識別對環(huán)境

6、空氣中顆粒物有貢獻的主要排放源。 源模型法：以不同尺度數(shù)值模式方法定量描述大氣污染物從源到受體所經(jīng)歷的物理化學過程，定量估算不同地區(qū)和不同類別污染源排放對環(huán)境空氣中顆粒物的貢獻。 10二、源解析技術(shù)方法種類及其特點受體模型法：從受體出發(fā)，根據(jù)源和受體顆粒物的化學 、物理特征等信息，利用數(shù)學方法定量解析各污染源類對 環(huán)境空氣中顆粒物的貢獻，主要有化學質(zhì)量平衡模型（CMB ）和因子分析類模型（PMF、PCA/MLR、UNMIX、ME2 等） 。 技術(shù)方法技術(shù)方法 優(yōu)勢和局限性優(yōu)勢和局限性 必備條件必備條件 可達目標可達目標源清單法 方法簡單、易操作，定性或半定量識別有組織污染源 收集統(tǒng)計基準年研究

7、 區(qū)域各污染源污染物排放量 得到排放源清單及重點排 放區(qū)域和重點排放源的污染 物排放量 源模型法 定量識別污染的本地和區(qū)域來源，可預測；解析源強未知的源類尤其是顆粒物開放源貢獻困難 建立與源模型要求相適應的高時間和高空間分辨率的排放源清單、氣象要素場 定量解析本地和區(qū)域各類 源的貢獻；針對具有可靠排放源清單的點源，定量給出貢獻值與分擔率；對于面源和線源，定量解析各源類的貢獻 受體模型法 可有效解析開放源貢獻；定量解析污染源類，不依賴詳細的源強信息和氣象場；不可預測 采集顆粒物樣品，分析顆粒物化學組成 定量解析各污染源類，尤其是源 強難以 確定 的各顆 粒物 開放源類的貢獻值與分擔率，識別主要排

8、放源類的來向 13源解析技術(shù)受體模型法源模型法源清單法化學質(zhì)量平衡模型（CMB）正定矩陣因子分解模型（PMF）輔助手段主要手段相互驗證一次顆粒物源解析外地傳輸貢獻在線監(jiān)測l源解析技術(shù)指南 (試行) l源解析技術(shù)路線（試行）l源解析監(jiān)測能力建設(shè)指南 (試行) l源解析監(jiān)測技術(shù)方法指南 (試行) 資料收集環(huán)節(jié)171819樣品采集及分析環(huán)節(jié)1、環(huán)境受體樣品采集采樣點位布設(shè)、采樣時段的確定 依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范（試行）的相關(guān)要求布設(shè)受體采點 ，優(yōu)先選 擇若干國 家環(huán)境空 氣質(zhì)量監(jiān) 測點；同時綜合考 慮功能分布 、人口密 度、環(huán)境 敏感程度等因素，適當增加受體采樣點位。受體 采樣時間與頻次依據(jù)顆粒物

9、濃度、排放源的季 節(jié)性變化特征及氣象 因素確定 ，典型污 染過程加 密采樣頻 次。 樣品 采集的數(shù) 量要符合受體模型的要求。 單日累積采樣時間要滿足樣品分析檢 出限要求 ，且避 免濾膜負荷過載，一般為 24 小時，污染較重時可將每日采樣時間分為兩段，每段 12 小時。 根據(jù) 濾膜本身 特性和 后續(xù)化學 分析的 需要確定 采樣濾 膜。分析無機 元素采用有機濾膜（P膜） ，如聚四 氟乙烯（特氟龍）、 聚丙烯、 醋酸纖維酯等；分析碳組分（有機碳 OC、元素碳 EC）和有機物（如多環(huán)芳烴、烷烴等）采用石英濾膜（Q膜）；分析水溶性離子采用聚四氟乙烯或石英濾膜等。 采集固定源、移動源、開放源、餐飲源與生物

10、質(zhì)燃燒源等源類樣品，其中具有明顯地域特點的顆粒物源類（揚塵 源、土壤 塵源、當?shù)?特殊行業(yè) 源等）必須采集， 其他源類可根據(jù)各地實際情況確定是否采集或應用已有顆粒物源譜。所采集樣品的種類和數(shù)量能代表研究區(qū)域污染源排放的時空分布特征。揚塵采樣布點結(jié)合受體采樣點的空間分布，每個受體采樣點周邊采集不少于3個樣品；土壤塵采樣根據(jù)城市建成區(qū)及周邊 10km范圍內(nèi)裸土類型的分布布點，一般不少于10個樣品；道路塵根據(jù)防治城 市揚塵污染技術(shù)規(guī)范的要求采集；燃煤塵的 采集應涵 蓋研究區(qū)域 內(nèi)不同燃 燒方式、不同除塵方式、不同煤質(zhì)等 的燃煤源，每種不同方式不少于3個樣品；其他源類每類不少于5個樣品。 采集的顆粒物

11、樣品能夠反映由源向環(huán)境受體排放時的物理過程，能夠與環(huán)境受體顆粒物的特定粒徑段相匹配。 源樣品采樣方法主要包括： 開放源再懸采樣法對于土壤塵、城市揚塵等開放源類，可利用再懸浮采樣器進行特定粒徑源樣品的采集。 固定源稀釋通道采樣法 對 于固 定燃 煤源 燃 燒產(chǎn) 生的 顆粒 物推薦采用煙道氣稀釋通道進行采樣。 移動源采樣法對于機動車源樣品可通過隧道采樣。在足夠長的交通隧道（不少于 1000m）內(nèi)，在隧道中段位置設(shè)置大氣顆粒物采樣器， 使用與受體采樣相同的方式進行濾膜采樣；或選取具有代表性的車型（包括汽油車、柴油車、各類非道路移動源等），使用隨車采樣器、稀釋采樣器或通過臺架實驗對機動車排放的樣品進行

12、采集。 生物質(zhì)燃燒源采樣法 在實驗室的模擬環(huán)境中進行燃燒，使用大氣顆粒物采樣器獲取生物質(zhì)燃燒源樣品；或在露天環(huán)境中進行燃燒，在下風向采集顆粒物樣品，同時在上風向采集環(huán)境對照樣品。餐飲源采樣根據(jù)餐飲源排煙口情況，因地制宜地參照固定源的采樣方法采集。 22樣品分析樣品分析23顆粒物質(zhì)量濃度手工稱量法無機元素X射線熒光光譜法酸消解/堿熔法-ICP-AES酸消解-ICP-MS原子熒光光譜法可溶性陰離子可溶性陽離子超聲萃取-離子色譜法超聲萃取-離子色譜法無機碳、有機碳熱光反射法或熱光透射法有機物（如PAHs）LC、GC/MS等HJ 618-2011HJ 646-2013HJ 647-2013HJ 657

13、-2013監(jiān)測項目監(jiān)測項目分析手段分析手段標準方法標準方法顆粒物分析點位布設(shè)的合理性，滿足代表性、完整性等儀器設(shè)備的選擇及校準等采樣膜的選擇、準備，樣膜的保存及運輸?shù)葮悠贩治銮疤幚怼嶒炇椒治鲑|(zhì)量控制、分析用儀器的檢定校驗等。整個采樣分析環(huán)節(jié)的記錄填寫等。2526根據(jù)驗證后的解析結(jié)果,形成顆粒物來源分析報告,為顆粒物污染防治工作提供技術(shù)支持。分析報告應包含以下內(nèi)容:（1）闡明環(huán)境空氣中顆粒物化學組成的時空分布特征，用于判斷顆粒物污染類型。 （2）明確顆粒物排放源譜特征。用于識別環(huán)境空氣顆粒物中有毒有 害成分的主要來源；根據(jù)不同顆粒物排放源粒徑分布，確定細顆粒物排放因子。 （3）定量獲得各顆粒物

14、排放源類對不同季節(jié)、不同點位環(huán)境空氣顆 粒物的貢 獻值與分擔率。用于明確顆粒物污染防治的方向，評估污染防治效果。 （4）定量獲得典型污染過程中各顆粒物排放源類對環(huán)境空氣顆粒物的貢獻值與分擔率。用于診斷典型污染過程的成因。 （5）把顆粒物開放源、有組織排放源和二次粒子納入顆粒物目標容 量總量控制，根據(jù)各顆粒物排放源類對不同季節(jié)環(huán)境空氣顆粒物的貢獻值與分擔率，確定各顆粒物排放源類的控制目標。 顆粒物源解析工作是一項復雜且技術(shù)性很強的系統(tǒng)工程，因此并不是所有城市都做。組織實施組織實施：由當?shù)氐沫h(huán)境保護技術(shù)支持部門牽頭，聯(lián)合研究院所、高等院校發(fā)揮各自優(yōu)勢各自優(yōu)勢開展。上述源解析技術(shù)方法主要針對城市源解析工作，關(guān)于區(qū)域尺度的源解析技術(shù)，目前尚處于研究起步階段，可借鑒的研究成果較少，暫不包括；強調(diào)結(jié)果評估與驗證。 源解析工作源解析工作 走出三個誤區(qū)走出三個誤區(qū)不能不能“委過于人委過于人”從自身角度解決問題，不能從自身角度解決問題，不能過分強調(diào)區(qū)域傳輸過分強調(diào)區(qū)域傳輸防止防止“千篇一