顆粒物源解析研究進展與展望

廖乾邑 陳建文 羅彬 杜云松 劉培川 張巍

（四川省環境監測總站 四川成都 610091）

1 引言

當前我國城市環境空氣質量形勢嚴峻，據環保部發布的《2013年環境質量公報》指出，以PM2.5為代表的細粒子污染，已成為我國目前城市空氣污染中最重要的污染源。目前,顆粒物源解析工作已成為我國各地開展大氣污染防治的核心內容之一，國家環保部發布《大氣顆粒物來源解析技術指南（試行）》技術指導文件，用于指導城市、城市群及區域大氣顆粒物（PM10和PM2.5）來源解析工作開展，并且逐步在全國環境監測部門逐漸實現業務化。但我國源解析研究起步晚，相關成熟研究不多等等，亟待總結與進一步發展，為此本文淺述了顆粒物源解析方法及其特點，并展望了源解析的發展趨勢和研究熱點。顆粒物源解析研究方法主要有源排放清單法、擴散模型法和受體模型法。

2 源排放清單法

源排放清單法通過掌握污染源的活動水平和排放因子模型,通過建立污染源清單數據庫對不同源類的排放量進行評估，從而確定主要污染源。源排放清單僅僅考慮了各類污染源排放的相對重要性，沒有考慮轉化、生消機制，不能同空氣質量變化建立直接關系,且在構建大氣污染物排放源清單由于中存在的避免的監測誤差、隨機誤差、關鍵數據缺乏以及數據代表性問題等因素而存在一定的不確定性[1]。

3 擴散模型法

擴散模型是基于污染源排放清單和氣象場,用數值方法模擬污染物在大氣中的傳輸、擴散、化學轉化以及沉降等過程，從而估算不同污染源對受體點污染物濃度的貢獻情況[2]。擴散模型法使用簡單，快速反應污染變化，但是和源清單法一樣，由于在源清單數據具有不確定性，同時由于影響擴散過程的氣象條件、地形、下墊面狀況及污染本身的復雜性，基于現有的理論，還不能找到一個適用于各種條件下的大氣擴散模型來描述所有這些復雜條件下的大氣擴散問題。

4 受體模型法

受體模型就是通過測量源和大氣環境樣品的物理、化學性質,定性識別對受體有貢獻的污染源，進一步定量分析統計各污染源的貢獻率[3]。受體模型主要是研究排放源對受體的貢獻量,與擴散模型相比，繞開了應用擴散模型所遇到的困難，因此受體模型在源解析研究得到了較廣泛應用。目前受體模型的研究方法主要有三類：顯微法、物理法和化學-統計學法。該方法的不確定性主要來自于大氣顆粒物樣品采集和化學成分測量的不確定性、源成分譜的共線性以及對二次來源正確判定等問題[4]。

5 源解析技術的展望

5.1 建立本地源成分譜及排放源清單

目前已發表的顆粒物解析工作中,一些國內文獻顆粒物源解析的污染源主要借鑒國外源譜。鄭枚等研究發現若使用不同的示蹤物種為源譜，得出源解析結果中污染源貢獻量也不同，因此選擇合適的源譜是減少受體模型解析結果誤差的主要因素之一[5]。準確可靠的源成分譜對于解析出顆粒物的準確來源具有十分重要的作用，我國各城市能源結構、產業結構、地理條件及社會經濟水平存在較大差異，即使對同一城市，隨著經濟的發展、產業結構的調整，排放污染源類也會隨之變化，過去的源譜已經不能于污染源源解研究，需要不斷更新與研究。建立、獲取、更新源成分譜是今后大氣顆粒物源解析研究重點。

5.2 多種模型的聯用

目前,環境管理和污染控制需要更加細致的顆粒物的來源進行，大氣污染物復雜，由于解析方法的原理或假設不同,表現出各自在應用上的優勢和局限性。單靠一個模型很難解決需要面對的大量問題，多方法聯用及相互驗證技術,使解析結果更加可靠。多種模型的聯用源解析研究的趨勢之一。

5.3 快速在線源解析技術

當前源解析以離線分析采樣濾膜為主,是在采集大量樣品進行再通過運用各種模型對污染物進行源解析。這種方式可能會使某些顆粒物的特征元素無法完全解析出來，從而有可能造成弱排放源和低濃度污染源的漏判。且無法研究小時間尺度的突發污染事件,快速源解析可為環境空氣污染治理提供及時、動態的技術支撐,這是也是源解重要的研究方向。

[1]鐘流舉,鄭君瑜,雷國強.大氣污染物排放源清單不確定性定量分析方法及案例研究.環境科學研究,2007,20（4）：15-19.

[2]曹國良,安心琴,周春紅,等.中國區域反應性氣體排放源清單［J］.中國環境科學,2010,30（7）：900-906.

[3]金蕾,華蕾.大氣顆粒物源解析受體模型應用研究及發展現狀.中國環境監測，2007，23（1）：38-42.

[4]郝明途,高健,戴曉燕,等．大氣顆粒物化學質量平衡源解析方法研究［J］．環境科學與管理，2011，36(12）:54-61．

[5]鄭玫,張延君,閆才青,等.上海PM2.5工業源譜的建立.中國環境科學,2013,33(8）:1354-1359.