源解析方法摘录讲述讲解

排放源清单法、扩散模型法以及受体模型法放源扩散模型通过以污染源排放资料为基础进行污染物空间分布的估算，来判断各种源对于目标区域内大气环境的污染的贡献，它对于小尺度区域内有组织的工业烟尘及粉尘源同区域大气颗粒物浓度间响应关系的建立有较好的效果。但其需要收集较为详细的污染源的排参数。因此在面对较大尺度范围或无组织开放源问题时，这些参数的取得及其规律性的把握为扩散模型的实际应用带来很大的困难。料以及气象资料来估算污染源对于颗粒物的贡献。该方法的核心部分是大气扩散模型，用以模拟大气颗粒物的输送扩散以及扩散过程中经历的转化等。大气扩散模型按发展历程分为三个阶段,第一阶段模型为高斯扩散模型⑸，它是一种经验模型，大量的实验数据表明污染物浓度分布与高斯分布非常近似。高斯模型的数学形式非常简单,通过大数据获取计算时所需要的各种参数，适用于各种气象条件。第一阶段模型有两个特点：一是水平方向与垂直方向的浓度计算都可用高斯分布假设；二是湍流分类和扩散参数采用离散化的分类方法，仅用常规的气象条件就可以估测扩欧拉网格模型口°】，彻底地抛弃了传统的离散的稳定度分类HRDM,RegADM为代表。第三阶段模型门口可以反映大气污染物形成机制之间的关联性，只是提出一个概念，代表模型为模拟研究京津冀地区夏季大气污染物的分布和演变。马欣、陈东度参数化。按模型的作而来分，扩散模型法也可以分为三类：一[⑷。大气模型本身就是一种数学模式，用于描述从污染源到环境迁移过程的一素外，下垫面特征、污染源排放情况都对其有明显影响。的源未知受体模型；另一类是需要知道源类及其详细组成特征信息的源未知受体模型与显微法川有些相似…不需要知道源的详细信息，而是通过一些先进的科学手段或工具来分析检测，提取多个因子，然后再与源类型一一对应识别，最后估算源对受体的贡献大小：源未知的受体模型种类很多，其中源已知受体模型最主要的代表模型是化学质量平衡法，其基本原源解析主要有物理法、显微法、化学法。物理方法主要有两种，即X射线衍射(XRD)法和轨线分析法(TrajectoryAnalysis),其主要原理是利用XRD确定颗粒物中的物相显微法的实质是利用显微镜对颗粒污染物的大小、形貌等表面特镜法(OM)、电子扫描显微镜法(SEM)以及计算机控制电子扫描显微镜具有特定的形态特征。显微法的优点是直观,简便,但其需要建立庞大的显微清单源数据库，而且分析时间长，费用昂贵，通常适用于定性化学法实质上是化学与数学统计学相结合的方法，以质量守恒为基本假设，其基本原理是由受体采集的大气颗粒污染物样品的特征值 (如浓度、组成等)可以由受体区域内对大气颗粒污染物贡献值不为零的各污染源排放时的相应特征值利用线性叠加表示。量分析和空间模式法。量平衡(CMB)模型、因子分析、特征向量分析、富集因子法、投影寻二重源解析技术是为了解决不同颗粒物排放源类的共线性问题而提出的。二重源解析技术方法是针对利用CMB模型开展大气颗粒物来源研究中所遇到的一套数据多种结果和同一源类的颗粒物会以不同的形式通过不同的途径进入到环境空二重源解析技术解决了使用CMB模型计算出现的多解现象，分析混合源-城 (1)不考虑颗粒物进入大气环境的途径，用CMB模型计算出各单一尘源类 (2)用扬尘取代对其贡献最大的单一尘源(如土壤风沙尘)，用CMB模型MB(4)根据(2)(3)两步中的结果，计算各单一尘源类以扬尘形式进入受体的分本文[城市大气PM10来源的二重源解析研究，侯洁，吉林大学，2012]将扬尘对环境受体的贡献率“拆分”回各单一尘源对环境受体的贡献率，再与传统源解析的结果相结合，构成了二重源解析的改进方法，该方法的具体操作步骤及条件如下：(1)用CMB模型计算出传统源解析中各尘源(包括混合源扬尘及单(2)以扬尘为受体，用CMB模型计算出各单一尘源对扬尘的贡献率。需要注意的是，此时模型运行结果中的百分质量(％MASS)必须W100,即假设纳入拟合的各单一尘源间互不影响，分别以各自的形态则应将拟合结果中贡献值出现负值的源类去掉，重新计算；(3)用(2)中求得的各单一尘源对扬尘的贡献率乘以(1)中扬尘对环境受体的总贡献率，得出单一源以扬尘的形式对环境受体的贡献率，即将扬尘“拆分”为各单一尘源； 贡献的贡献率，即得出各单一尘源对环境受体的总贡献率(无论以何种形式存在)，而扬尘的贡献率应减去以其他尘源形式存在的部分。化学质量平衡模型的算法主要有有效方差最小二乘法、普通加权最小二乘法、示踪元素法、线性程序法和岭回归加权最小二乘法等。度不高，可用于粗略估计源的贡献值；线性程序解法在提出后没有得到充分发展；普通加权最小二乘法考虑了环境受体处物质实测浓度的误差，为解析结果提供了置信区间；岭回归解法在解析共线性源方面体现了普通加权最小二乘法不具备的优点；有效方差最小二乘法不仅考虑了环境受体处物质实测浓度的误差，而且考虑了在确定源成分谱型参数寻优，解析过程没有任何条件限制，结果精确可靠，但参数的还有待进一步深入研究。易懂，解析结果符合实际、且可以分析多种来源体系。1.污染源种类小于或等于化学组分种类；2.各种排放源类排放的颗粒物化学元素有明显的差别；3.各种排放源类所排放的颗粒物的化学组分相对稳定，它们之问没有相互影响；4.各源类颗粒物之问没有相互作用，且在可以忽略其传输过程中的变化；5.所有成分谱是线性那么可以认为化学组分的浓度等于每种源类的化学组分的含量值和源贡献值的线性加和。用公式写成:……1M,2……j)(1)粒物化学组分的含量测量值，图加一质献的浓度计代表化学蛆分的数目,种数,缺点有：1.用此方法分析过程需要收集详细的污染源成分谱，这就常常需力；2.解析过程中如果污染物的化学性质不稳定得出的结果可能会有数目的确定2．标识元素的选择3．源样品与受体样品采集析模型(FA)因子分析法是从研究变量内部之问的依赖关系出发,把一些具有错综复杂关系的变量归结为少数几个综合因子的一种多变量统计分析方法。该方法的基本思想是直接分析受体样品化学成分,根据它们之问的相互关系,综合总结得出公因子,并且计算出每个因子载荷,通过分析各因子载荷情况以及结合现有元素知识来简化数据得出结果,从出污染源类型。因子分析法的主要优点是不需要事先设想污染源的结构、数目和假定由一个源所排放出来的所有元素在达到采样点之前保持等同相关,而且因子分析方法中不仅包括浓度参数,还可以包括非浓度参数,如粒此,因子分析也成为颗粒物源解析的重要手段之一,尤其在污染源化学成分谱尚不完全的情况下,这种方法更加显现出它的优势。因子分析法目前已形成了主因子分析(PFA)、正矩阵因子分析(PMF)、目标转移因子分析(丁丁尸人)和目标识别因子分析(TRFA)等色的因子分析方法。某种元素是由多个互不相关的污染源贡献率的线性组合；3)由各个污染源贡献的某元素的量差别较大，采样和分析期间的变化较小。假设传个化学组分是各种源类贡献的代数和.可将源贡献分为两L=En4+仆,十苞⑵A=1式中.八代表的式元素的浓度,单位是ugXn3口.代表的是因子.载荷，单位ug血g备代表的是公共因」代哀的是唯一因子，单位总工代表的是元素i的测量过程或其他产生的误差川矩阵可以表示为:因子分析法就是从实际数据出发.根据它们之间相互关系，从全部变量中归纳总结出最少数目的公因子，并且比算出各个因子我荷富集因子法(EF)富集因子法是用于研究大气颗粒物中元素的富集程度，定量分析污染物某元素状况，判断和评价元素的自然来源和人为来源的一种分析方法，通常有固定的参比元素作为指标，如国际上常用的Fe、Al或Si元素。分析大气污染状况的一种源分析模型。其公式计算如下:f/L-. L 式中泮代表参比元素;EF值越大，富集程度就越高，说明人为源的贡献越大。根据富集因子的大小可以将元素分为两类:1.当富集因子小于10时，则1.5稳定同位素法同位素的组成在特定污染物中是特定的，采用稳定同位素同在物与中用环城生[同在物与中用环城生溯源市态,2006,19(.4):29—32.1.6解析方法中出现的问题CMB模型虽然技术成熟，应用广泛，能够定量计算源贡献率，但存在某些污染源共线性，缺乏源类成分谱，染源，但需要大量的样品，工作量大。当PCA法因子符析污染物的来源,单独使用只能简单的定性分析。空气质些物质参数设置不合理和模拟结果存在系统误差的情况，需要不断的完善和补充参数设置.，使得模拟结果接近实究并不深入，多集中在稳定碳同位素的分饰。另外,环境样品有大量含量较低的干扰物，分析难度大,研究适合的模型优点一是难以准确估计大气受体之间不是简单的线性关系输入模型的源类信息输入模型的源类信息比较主观，共线影响大(CMB)理意义叫硝，直接为管理服务正定矩阵因子分析模型(PMD不需耍输入污染源的需正定矩阵因子分析模型(PMD息,提取的污提数据，无法分别提染源信息比较应用限制多,需耍可以针对大量的数的受体样品多,模据使用较少的有因子分析代型得出的因子载荷表性的因-r来说明和因-(YX)广得分常常出!污染源的众多信息现负值,影响对污染源的解析析的难题，而且简便绝对因子分析染源的指纹谱图，(AFS)(AFS)易行对模型结果的解释RARA物质燃烧排放源，是源，应用范围较窄称使用参数少，计算方法简单，在多数情况卜可.以得到满意的结果，解析污目多的体系更显优越要求排放源物质成分线性独立的假设条件很难满足，其数值解不反映源排放和环境的时间变化，未能把次生颗粒物列入，而且费用较高客观性强，对成分情况降解要求低对成分相似的源分解无能为力，且数据量大，计算过于复杂有较好的客观性，模型有较强的解析性联想记忆，计算快速，较强的实用析能力强等用于排放源贡献率大小的计算估计有参数初始范围的选取无理论指导解析技术尘和其它单一尘源对受献率的矛盾在实际运算中，有时会出现诊断参数的现象CMBCMB③能定量地给出各类污染①不需要事先了解具体的污染排放源情况；②可以辨识一些很重要但可能被遗漏掉的源；③经常使用在一定程度上可以发生相互反应的元素作方法比较①可以解释输入测量值中的不确定性；②可以处理缺省的或检测限以下的数据；③主成分负荷矩阵中不性①需要知道具体的污染排放之间不能发生反应；④不能解决共线性污染源的问题。①当颗粒物中某些元素不可获得，或者一种元素是几种污染源污染源类型时主观性相对较强些：②不能很清晰地分开协同作用的源；③源谱没有什么物理意义；④需耍大量的环境荷矩阵中可能存在负数。①当颗粒物上某些元素不可获得或者一种元素是几种源的标志元素时，解释污染源类型主观性相对较强些：②不能很清晰地分开协同作用的源;计算输入受体样本化学组分质量浓度污染排放源源谱。源谱数据输入和计算源贡献比较耗时间。受体样本化学组分质①不需要特殊的软件，用一般的统计学软件即可完成；②计算过程快捷方便。受体样本化学组分质量浓度数据以及及对