气溶胶力学2源解析

气溶胶力学讨论提纲气溶胶的定义、分类、来源？影响气溶胶性质的影响因素的分析中国地区气溶胶污染特征和来源分析气溶胶源解析方法PM10、PM2.5对呼吸健康的危害影响气溶胶力学讨论提纲超细微尘粒控制技术的新进展气溶胶的扩散与沉积气溶胶的凝并作用机制,强化凝并作用的方法静风条件下粒子的扩散模型化学质量平衡（CMB）受体模型原理硫酸盐气溶胶的分布变化规律的研究城市大气颗粒物来源解析技术研究现状与发展趋势主要内容我国城市大气颗粒物的污染状况颗粒物来源解析技术的产生和发展国内源解析工作介绍展望2002年度全国343个城市环境空气质量状况比例空气质量城市数占统计城市总数的比例达到二级标准11734.1%达到三级标准11934.5%超过三级标准10731.2%62.6%的城市颗粒物浓度超过国家二级标准一、我国城市空气颗粒物污染状况大气颗粒物浓度居高不下的省份主要集中在华北和西北，如:新疆，青海，甘肃，陕西，山西，内蒙古，宁夏和河北1、大气颗粒物源解析研究的由来大气颗粒物的来源非常复杂，既有有组织源又有无组织开放源，常规的源模型（扩散模型）已不能满足实际工作的需要，源模型不能建立全面的颗粒物污染源与大气环境质量之间的输入响应关系。颗粒物污染普遍且严重，为了有效地控制颗粒物的污染，需要清楚颗粒物的来源。二、大气颗粒物源解析技术的产生和发展对大气颗粒物的来源进行定性或定量研究的技术称之为源解析技术2、源模型（扩散模型）与受体模型源模型使用源排放计算环境浓度。受体模型使用环境浓度计算源贡献。

(FromWatson,1979.)源排放参数扩散参数源模型估计环境浓度源模型流程示意图一些源的参数环境浓度一些扩散参数受体模型估计源的影响受体模型流程示意图CMB受体模型的建立基于以下假设，其基础是质量守恒:在多种受体模型中，化学质量平衡（CMB）受体模型原理简单易懂，可以定量地给出各类排放源的分担率，成为了实际研究工作中研究最多，应用最广的受体模型。

3、化学质量平衡（CMB）受体模型的发展（1）可以识别出对环境受体中的大气颗粒物有明显贡献的所有污染源类，并且各源类所排放的颗粒物的化学组成有明显的差别；（2）各源类所排放的颗粒物的化学组成相对稳定，化学组分之间无相互影响；（3）各源类所排放的颗粒物之间没有相互作用，在传输过程中的变化可以被忽略；甲乙甲50%，乙50%不能用甲乙来拟合化学质量平衡模型的基本原理Ci—受体大气颗粒物中元素i的浓度测量值，μg/m3；Fij—第j类源的颗粒物中元素i的含量测量值，%Sj

—第j类源贡献的浓度计算值，μg/m3；J—源类的数目，j=1，2……J；I—元素的数目，i=1，2……I。西安市1998年TSP源解析结果02年石家庄PM10二重解析结果（城区年平均）同一源类的颗粒物可以通过多种排放途径进入到环境空气中（以电厂煤烟尘为例）电厂煤烟尘大气环境点源吹灰场扬尘原煤堆4、CMB模型应用中存在的问题颗粒物进入环境空气中的途径问题源解析结果的区域性源解析结果说明的是一个区域的颗粒物污染特点，而对于某一个采样点位来说，其结果的准确度就会下降，源解析并不试图研究区域中某一点的污染情况源解析结果的不确定性选择不同的拟合元素进行计算，对于同一受体来说会得到不同的结果；当源类的共线性达到不能同时进行拟合计算时，分别纳入模型计算也要产生多种结果扬尘的特点扬尘是一种混合源类，既可以视为环境空气中颗粒物的排放源类，又可以视为各单一尘源类所排放的颗粒物的接受体扬尘对环境空气中颗粒物的贡献客观存在采用CMB受体模型可以计算各单一尘源类对扬尘的分担率，也可以计算扬尘对环境空气中颗粒物的分担率5、二重源解析技术扬尘是混合源，它包含各类源的成分扬尘煤烟尘风沙尘建筑水泥尘其它甲乙丙丙乙甲城郊周边外来风沙道路运输尘各种料堆二重源解析技术原理示意图(以煤烟尘为例）A代表煤烟尘对受体总的分担率；B代表扬尘对受体的分担率；C

代表煤烟尘在扬尘中的分担率；D代表煤烟尘以扬尘的形式进入到受体中的分担率；E

代表煤烟尘除去进入扬尘的部分后对受体的分担率。

D=B×CE=A－D

以扬尘形式进入

到受体的煤烟尘D

直接进入到

受体的煤烟尘E

E

D

C

扬尘对受体的贡献B

大气环境中的煤烟尘A

二重源解析的步骤不考虑混合尘源类扬尘，仅用各单一尘源类进行解析（一次源解析）得到一次解析结果Ai；以环境受体中颗粒物来源的实际情况划分颗粒物排放源类，把地区扬尘也纳入CMB模型进行解析，得到结果Bi；把扬尘作为受体，用各单一尘源类对其进行解析，得到各单一尘源类在扬尘中的分担率Ci；用扬尘作为受体时的解析结果Ci和扬尘对环境受体的分担率B对一次解析结果Ai进行修正，得到各单一尘源类除去进入扬尘的部分后直接对受体的贡献率Ei；对Bi和Ei进行对照分析，并检验和印证源解析结果，综合得到二重源解析结果。1、源的识别与分类土壤风沙尘扬尘建筑尘煤烟尘钢铁尘燃油尘机动车尾气尘2、受体样品的采集采样站位分布站位名称地点采样高度代表功能区济南化工厂济洛路12米二类济南环保监测站山大路12米二类山东省种子站仓库黄台南路10米二类济南机床厂机床二厂路10米三类国防科工委干休所英雄山路12米二类序号源类AiBiCiDiEi二重源解析结果1扬尘34342土壤风沙尘3221391418183燃煤尘332422825254建筑尘143812225机动车尾气尘86<1266济南市环境空气中TSP二重源解析结果(%)实例分析解析结果TSP结果PM10结果6、域际源解析技术域际的划分（石家庄市为例）域际解析结果分析（以石家庄采暖季TSP解析结果为例）扬尘的贡献值和分担率域际解析结果分析（以石家庄市采暖季TSP解析结果为例）土壤风沙尘的贡献值和分担率域际解析结果分析（以石家庄市采暖季TSP解析结果为例）燃煤尘的贡献值和分担率域际解析结果分析（以石家庄采暖季TSP解析结果为例）建筑水泥尘的贡献值和分担率域际解析结果分析（以石家庄采暖季TSP解析结果为例）钢铁尘的贡献值和分担率二重源解析技术说明了扬尘这一混合尘源类与各单一尘源类之间的关系，揭示了单一尘源类以不同的形式通过不同的途径对大气颗粒物贡献的规律，揭示了扬尘这一特殊污染源的本质特征；二重源解析技术同时解析出了扬尘和其它单一尘源类对受体的分担率，解决了扬尘与其它单一尘源类存在严重共线性问题及一套数据多个解析结果的问题；利用二重源解析技术得到了各单一尘源类进入到扬尘中的比例及各单一尘源类在扬尘中的分担率，为颗粒物分类治理提供了科学依据；7、小结域际解析方法建立在二重解析技术基础之上，清晰地描绘出了各源类对颗粒物贡献的空间分布特征，为研究整个城市环境空气中颗粒物来源的空间分布规律提供了新的技术方法。域际解析结果提供了城市中不同区域的各源类、尤其是开放源类的贡献值和分担率，这些结果为环境空气质量预报中开放源类参数的确定提供了更全面、更准确的依据。域际解析结果不但为环境管理部门指明了治理颗粒物污染的重点源类，同时又指明了各源类的重点治理区域。20世纪八十年代初期南开大学承担“六五”科技攻关子课题“天津市大气颗粒物来源研究”进行了排放源成分谱的研究开展了天津市TSP和PM10的源解析工作编制了普通加权最小二乘法的软件提出了多元统计处理新方法——目标识别因子分析(TRFA)确定了扬尘是中国北方城市大气颗粒物的主要来源，并对其污染特征进行了深入研究发表了系列科研论文三、南开大学开展的源解析工作济南主要结论1、“九五”期间，济南市区大气主要污染物（TSP和SO2）呈逐年下降趋势，环境空气质量逐年好转。颗粒物是环境空气的首要污染物，是影响济南市环境空气质量长期稳定达标的主要因素。2、济南市大气颗粒物排放源类主要有：扬尘、土壤风沙尘、建筑尘、机动车尾气尘、煤烟尘等五类。3、利用巴柯粒度分级器开展了济南市主要排放源类的颗粒物粒径分布试验研究，得到了各源类颗粒物的中位直径。建立了包括17种元素、碳、3种阴离子和12种多环芳烃的源与受体的粗和细颗粒物的成分谱数据库。

4、扬尘、土壤风沙尘、煤烟尘、建筑尘和机动车尾气尘是济南市区环境空气中TSP和PM10的主要排放源类，其中扬尘、土壤风沙尘、煤烟尘是制约TSP和PM10达标的主要源类，是污染防治的重点。5、本研究深入分析了采样期间的主要气象条件和采样当季、当年和近五年气象条件的相对偏差，在20%以下。采样期间的主要气象条件和采样当季、当年和近五年气象条件的一致性较好，在采样期间的气象条件下采集的颗粒物样品具有较好的代表性。八十年代末到~九十年代中期

应用有效方差最小二乘法，开展了天津市大港区TSP的源解析研究。应用CMB受体模型与源模型相结合的复合模型研究天津地区工业排放源的贡献率。九十年代中期~九十年代末期

编写了汉字版本的CMB受体模型软件NKCMB1.0发展了源解析的采样及分析技术

—对污染源的分类进行了界定

—编写了源和受体样品的采样规范

—研究了标准物质的制备方法并规范了仪器分析技术对多个城市进行了颗粒物的来源解析研究

在此期间的研究以TSP为主，建立了源和受体的元素谱，这些城市主要包括：秦皇岛（海港区和山海关区）天津市大港区（颗粒物来源解析和非甲烷总烃源解析）天津市（第二次）唐山市天津经济技术开发区九十年代中期~九十年代末期（续）2000~现在

开展了多城市的源解析研究（TSP/PM10)“863”课题副组长单位二重源解析技术的开发和应用汽车尾气随车采样器的研制和应用烟道稀释混合分级采样器的研制和应用研发了NKCMB2.0软件颗粒物上二次粒子的分担率研究道路扬尘的贡献率及来源研究稳定碳同位素技术解析颗粒物上多环芳烃的来源颗粒物上的多环芳烃（PAHs）来源解析国家自然科学基金：区域大气环境苯并（a)芘总量控制目标研究国家自然科学基金：稳定碳同位素技术用于解析颗粒上多环芳烃的来源天津大港塘沽唐山济南、石家庄、太原等城市

2000-现在，源解析主要针对TSP和PM10进行，并且建立了源和受体的五类成分谱，包括：元素谱、离子谱、碳谱、粒度谱以及多环芳烃谱。技术路线

大气颗粒物（TSP和PM10）来源解析研究排放源类识别受体采样的时空选择离子组分无机元素碳组分有机组分粒度分布建立源成分谱建立受体成分谱化学质量平衡受体模型（CMB）各类排放源贡献值各类排放源分担率颗粒物污染防治对策与南开大学合作开展颗粒物污染防治研究的城市受国家环保总局委托承办的

培训班2001年4月：“全国重点城市污染物源解析培训班”2002年5月：“城市空气颗粒物污染防治研讨班”

环保总局的部门负责人出席并发表重要讲话，共有来自全国各地的50多个城市的环保部门和有关科研单位的技术和管理人员参加，培训研讨班取得了良好的效果。推广的基础和能力国家级：国家科技部的“国家科技成果重点重点推广计划”项目的技术依托单位省部级：确认为国家环境保护总局2003年国家重点环境保护实用技术天津市：天津市城市环境空气污染防治技术推广中心开发了新仪器设备和计算机软件人才培养2003年3月成立“城市颗粒物污染防治协作组”近年来对环境科学与工程学院的房屋、设备投入超过3千万元新型仪器的开发颗粒物再悬浮采样器烟道稀释混合湍流分级采样器汽车尾气随车采样器真密度测定仪源解析结果的特点源解析技术不是空气污染治理技术，是宏观环境管理定量化技术源解析结果有一定的时效性源解析结果有一定的区域性源解析结果的应用要结合气象因子源解析结果的时效性大气颗粒物源解析源的分担率变化各类源的分担率实施方案颗粒物浓度下降新的源解析结果修订实施方案实施走定量化管理的道路建立详细的污染源数据库，对各类排放源实行定量化管理建立污染源与环境质量之间的定量关系工业污染源治理城市建设烟尘排放减少值