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大气细颗粒物PM2.5的源解析技术

文档作者：龙红艳邓双黄妍都基峻张凡文档来源： 1湘潭大学化工学院 2中国环境科学研究院 3环境基准与风险评估国家重点实验室		点击数：	更新时间： 2023年10月29日
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大气细颗粒物PM25的源解析技术
龙红艳，邓双z，，黄妍·都基峻：张凡z
(1湘潭大学化工学院湖南湘潭411105
‘ 2中国环境科学研究院
3环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012)
摘要对大气颗粒物源解析技术的发展和运用进行了阐述，综述了化学质量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、主因子分
析法(PCA)、正交矩阵因子分解法(PMF)、UNMIX等受体模型的原理、特点、应用实例和局限性；着重介绍国内外关于受体模
型在PM。方面的研究进展；并结合PM。的特点，提出了PM幻源解析技术的发展趋势。
关键词大气细颗粒物(PM。) 源解析受体模型
中图分类号：×51 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2012)06—046—04
大气颗粒物是近年来影响我国城市大气环境质量的主
要问题之一，特别是粒径小于2．5“m的细颗粒物PM。PM2，
由于粒径小，在大气中的停留时间长、输送距离远，不仅能引
起灰霾天气．使能见度下降．且能轻易通过支气管和肺泡进
入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健
康造成严重威胁．因此受到国内外学术界和各国政府的广泛
关注。我国政府也高度重视PM，，污染问题。2012年2月，国
务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加PM”监测
指标。为有效降低PM：，浓度和提高大气环境质量，首先必须
识别pM：；来源，计算各类源贡献。本文对大气颗粒物源解析
技术的发展进行阐述．着重介绍国内外关于受体模型在大气
细颗粒物PM：，方面的研究进展，并提出PM。源解析技术的
发展趋势．
1 大气颗粒物源解析技术的发展
源解析技术始于以污染源为对象的扩散模型．在20世
纪70年代．以污染区域(受体)为对象的受体模型被提出，并
得到较好发展。
1．1扩散模型
扩散模型基于污染源清单和污染源排放量．模拟污染物
排放、迁移、扩散和化学转化等不同条件下污染物的时空分
布状况．估算污染源对污染物质量浓度的贡献。扩散模型能
很好地建立有组织排放源类与大气环境质量之问的定量关
系．但无法应用于源强难以确定的无组织开放源(如风沙尘、
海盐粒子等源)。而且此模型需知道污染源个数和方位，颗粒
物扩散过程中详细气象资料．以及颗粒物在大气中生成、消
除和输送等重要特征参数．这些资料和参数的难以获取．限
制了扩散模型的运用。因此从20世纪70年代起．美国和日
本等国家开始将排放源转移到“受体”进行大气颗粒物源解
析。
1．2受体模型
受体模型以污染区域为对象．着眼于研究排放源对受体
的贡献．通过对采样点污染物的特征进行分析．解析污染源
对污染物的贡献情况。因为受体模型不依赖于排放源排放条
件、气象、地形等数据，不用追踪颗粒物的迁移过程，所以自
70年代问世以来取得迅速地发展，并得到广泛运用。目前．
研究和运用比较多的受体模型方法大致可分为显微镜法和
化学法。
1．2．1 显微镜法
显微镜法是一种根据单个颗粒物粒子的大小、颜色、形
状和表面特征等形态上的特征．结合污染源标志性化学组成
及颗粒物形貌来判别来源的方法。此方法适用于分析形态特
征明显的颗粒物．一般用于定性或半定量分析。如需定量分
析．须分析大量单个粒子．建立庞大的显微清单。
显微镜法主要包括光学显微镜法(OM)、扫描电子显微
镜法(sEM)和计算机控制扫描电镜法(CCSEM)。其中，SEM
法是实际运用当中最广泛的一类显微镜法．它能够分析粒径
小于l“m的颗粒物．并能结合X射线能谱显示粒子的结构
和粒子表面化学元素组成．这可大大增强显微镜法解析颗粒
物污染源能力。刘田等⋯利用SEM对枣庄市的大气颗粒的
形貌、粒径和化学元素成分等进行测量分析，并结合X射线
能谱，鉴别出两市大气颗粒物的来源。
显微镜法能观测颗粒物形貌．测定颗粒物组分．从而能
客观准确地对大气颗粒物的来源进行定性或半定量的识别．
也能为进一步定量计算各类源的贡献率提供客观基础．但该
方法分析时间长．费用昂贵．对颗粒物中占有很大比例的无
定性有机成分不敏感．在观测粒子密度和体积时误差较大。
1．2．2化学法
化学法主要可分为化学质量平衡法(CMB)、多元统计模
型和富集因子法(EF)。
(1)化学质量平衡模型(CMB)。CMB法根据各种排放源
基金项目：2010年环保公益行业科研专项(201009037)，20lO年度国家环保公益性行业科研专项(201009048)
作者简介：龙红艳(1987一)，女，湖南岳阳人．在读硕士研究生，研究方向：大气污染源解析技术。

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