PM2.5来源解析要点S.docVIP

环境空气中PM2.5来源解析综述 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2.5μm的细颗粒物。经过科研人员的不断探索，发现人体健康的损害和发病率与空气中的细颗粒物密切。近年来，大量研究也PM2.5因其粒径较小、比表面积较大，所以它更容易富集空气中的有机污染物、酸性氧化物、有毒重金属、细菌和病毒。当被人吸入到体内时，就可以产生并导致人体呼吸、内分泌、心血管、神经及免疫等各系统疾病的发生。此外，PM2.5还会对大气能见度的降低有重要影响，它是雾或阴霾的主要构成，可以吸收和反射太阳辐射，这不仅影响城市大气的光学性质，而且影响热平衡，导致农作物产量降低。PM2.5可以长时间的在大气中停留，有时可以达到几天以上，这就导致PM2.5具备长距离传输的能力，从而可以对远方的城市或地区造成影响。随着人们对PM2.5危害认识的逐渐深入，世界各国对PM2.5的要求也越来越严格。美国于1997年提出PM2.5的质量标准，中国在2012年颁布新的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)，其中新增加了PM2.5的浓度限值，并开始加大对PM2.5的污染状况及其控制的研究。现阶段，源解析的方法有扩散模型和受体模型，但是因为扩散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，因此现在多用受体模型。受体模型分为显微镜法和化学法。显微镜发包括光学显微镜法（OM）、扫描电子显微镜法(SEM)和计算机控制扫描电镜法(CCSEM)。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。化学法包括化学质量平衡法（CMB）、多元统计模型和富集因子法（EF）。其中CMB法根据各种排放源的颗粒组成，将颗粒物浓度分解为一组由各类源贡献的组合，利用有效方差最小二乘法解出各类源对颗粒物浓度的贡献。张勇等利用 CMB对安阳市大气颗粒物中多环芳烃进行了源解析,确定市区多环芳烃的主要排放源类，并建立相应源成分谱；曲直，房春生等通过研究长春市环境空气中各种PM2.5污染源的特点，并并根据每种污染源的特点探讨样品采集和混样的方法，确定污染源和受体成分谱的化学组成及分析方法。Gupla 等将CMB法运用于Kolkala居民区和工业区的PM10，结果表明，居民区燃煤烟尘对 PM10的贡献最大，占42%；在工业区，机动车尾气尘是PM10的最大贡献者，占 47%。针对CMB 模型不能解决扬尘共线性问题，冯银厂等首次提出大气颗粒物二重源解析技术.此技术从提出后在我国得到较多应用,金永民等利用二重源解析技术对抚顺市大气颗粒物的来源进行了解析，解析出扬尘、土壤风沙尘、烟煤尘和有机碳是抚顺市环境空气中TSP的4大排放源类,其贡献率分别为 37.5%，15.9%，13.9%，6.0%。而多元统计模型的基本思路是直接对受体样品进行分析，利用样品物质间的相互关系得到源成分谱或产生暗示重要排放源类的因子，主要包括因子分析法 (FA)、主成分分析法 (PCA)、绝对主因子分析法 (APCA)、正交矩阵因子分解法(/PMF)和UNMIX 等模型。由于多元统计法不需事先知道详细的源成分谱数据，并能够解析次生或易变化物质的来源，所以在国内外也得到广泛运用。杨丽萍等运用FA 研究兰州市的大气降尘，研究表明主要有 4 类来源：燃煤 41.04%，风沙扬尘 22.97%，汽车尾气 18.67%和建材 12.84%；邹本东等[1]对北京市大气颗粒物PM10的来源进行了解析，证明在缺少源成分谱时，可采用PCA 模型来分析大气颗粒物的来源。在国外，Keeler 等采用PMF法对美国 Ohio的湿沉降进行大气汞的源解析研究，确定对大气汞有贡献的六种源：钢铁产业、化工燃料燃烧、灰尘、燃煤、磷产业和钼工业；Callen等应用 UNMIX模型对西班牙 Zaragoza 地区 PM10样品进行了源解析，得出 6 个贡献源:工业和交通源、海洋气溶胶源、生物质燃烧源、地壳源和重型车尾气排放源。 由于以上介绍的分析方法没有一种是尽善尽美，都存在一定的局限。为提高PM2.5源解析的准确性，许多学者将多种模型进行联合对其进行分析。Guo-Liang Shi等[]为解决源的共线问题,将PCA 与 CMB两种方法结合起来，对 2007年成都 PM10进行了解析。Larsen []等则运用UNMIX、PCA和PMF三种模型对Baltimore的PAHs进行了解析。K.F.Ho等将富集因子法、PCA和聚类分析运用于香港PM2.5的解析。Puja等采用富集因子法和APCA法等方法对印度东北部的PM2.5进行解析，其中97%的PM2.5来源成功的被解析出。 为了能够得到准确