PM25来源解析汇编.doc

环境空气中 PM ,特别是粒径小于 μm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相关。近年来,大量研究也表明 PM 、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, PM 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。 PM ,有时可以达到几天以上,这就导致 PM , 从而可以对远方的城市或地区造成影响。随着人们对 PM ,世界各国对 PM 的要求也越来越严格。美国于199 7年提出 PM 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 PM ,并开始加大对 PM 的污染状况及其控制的研究。本文系统的从源解析技术、成分的提取、细颗粒物的采样以及成分检测等方面简述其在国内外的进展。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。而在说到受体模型之前又不得不提到标识元素,所谓标识元素是指那些能够表征排放源特征并且在大气的迁移过程中变化不大的元素。它是某源类区别于其他源类的重要标志,对排放源的确定起了很重要的作用。由于源分类的不同,标识元素的选取也不尽相同。以土壤为主的地质尘一般选取 Si、 Ca 和 OC 作为标识元素; HO 在香港地区的成分谱研究中将 Si、 Al、K、 Ca 、 Ti 、和 Fe 作为土壤和铺过路面的道路尘的标示元素。华蕾等对北京市土壤尘、道路扬尘、城市扬尘、建筑施工尘、钢铁尘、煤烟尘等主要 PM 10无组织排放源和固定源进行采样、分析,建立相应的成分谱数据库,通过对其化学组分分析,确定各类 PM 10排放源的化学组分特征和标识元素。土壤尘、建筑施工扬尘、钢铁尘、煤烟尘 PM1 0 的标识元素分别为 Si、 Ca 、 Fe、 Al ,道路扬尘显示出明显的土壤尘、建筑施工尘和机动车污染的特征,城市扬尘成分谱与道路尘有很强的共线性, 具有明显的道路扬尘特征。杨复沫等人选用 Ca 作为建筑尘的标识元素,因为他发现 Ca 随着建筑施工活动的减少而减少, WATSON 等人将几种金属元素 Ti、V、 Mn 用来标识建筑水泥尘, FUNG 在香港空气污染源分担率的研究中(PM10) 发现 Se在建筑尘中占了相当大的质量比例。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 PM ,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 PM 10,结果表明,居民区燃煤烟尘对 PM 10的贡献最大,占42% ;在工业区,机动车尾气尘是 PM 10 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 % ,% ,% ,% 。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(A