《最新大气颗粒物源解析宋涛PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新大气颗粒物源解析宋涛PPT课件（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大气颗粒物源解析大气颗粒物源解析- -宋涛宋涛我国当前大气污染的特征我国当前大气污染的特征复合型复合型煤燃烧煤燃烧煤燃烧煤燃烧+ + + +汽车尾气汽车尾气汽车尾气汽车尾气+ + + +扬尘扬尘扬尘扬尘能见度降低能见度降低大气氧化性增强大气氧化性增强以城市为中心，呈区域性以城市为中心，呈区域性PM2.5的环境效应的环境效应 降低大气能见度降低大气能见度降低大气能见度降低大气能见度阳伞效应阳伞效应阳伞效应阳伞效应 云凝结核云凝结核云凝结核云凝结核致酸物质致酸物质致酸物质致酸物质 干沉降干沉降干沉降干沉降危害生态系统危害生态系统危害生态系统危害生态系统 远距离输送远距离输送远距离输送远距离输送区域
2、性酸沉降区域性酸沉降区域性酸沉降区域性酸沉降 污染物载体污染物载体污染物载体污染物载体携带有害有毒污染物携带有害有毒污染物携带有害有毒污染物携带有害有毒污染物 进入呼吸道进入呼吸道进入呼吸道进入呼吸道影响人体健康影响人体健康影响人体健康影响人体健康 化学反应床化学反应床化学反应床化学反应床多相化学反应多相化学反应多相化学反应多相化学反应美国在1997年颁布了PM2.5 的空气质量标准规定年均值为0.015g/m3 ，日均值为0.065g/m3，而中国还没有关于PM2.5的标准。目前，我国还没有对PM2.5 进行大规模的系统研究，只有部分城市进行了一些短期的监测研究；我国城市空气的我国城市空气的
3、PMPM2.52.5大大超过环境标准大大超过环境标准PM2.5年平均浓度年平均浓度 g/m3清华大学和同济大学环境系清华大学和同济大学环境系19991999年测定年测定我国我国我国我国PMPM1010环境标准环境标准环境标准环境标准美国美国美国美国PMPM2.52.5环境标准环境标准环境标准环境标准大气颗粒物的源解析技术(Source apportionment)是指对大气颗粒物的来源进行定性或定量研究的技术。定性的识别大气中颗粒物的来源；定量的计算各个污染源对环境污染的贡献值。源解析的意义有助于制定大气污染防治规划；确定污染治理重点，指导环境管理和科学决策；确定排放源的种类和排放源的贡献，可
4、以重点突出，治理污染严重的污染物及排放源；有效控制大气污染，提高空气质量。CMB模型基本假设： 存在对受体中的大气颗粒物有贡献的若干源类存在对受体中的大气颗粒物有贡献的若干源类( j) ( j) ； 各源类所排放的颗粒物的化学组成有明显的差别；各源类所排放的颗粒物的化学组成有明显的差别； 各源类所排放的颗粒物的化学组成相对稳定；各源类所排放的颗粒物的化学组成相对稳定； 各源类所排放的颗粒物间无相互作用各源类所排放的颗粒物间无相互作用, , 在传输过程在传输过程中的变化可忽略。中的变化可忽略。总物质浓度是各源类贡献浓度值的线性加和：总物质浓度是各源类贡献浓度值的线性加和： (1) (1) 式中式
5、中: C: C:受体大气颗粒物的总质量浓度，受体大气颗粒物的总质量浓度，g/mg/m3 3； S Sj: :第第j j类源贡献的质量浓度，类源贡献的质量浓度，g/mg/m3 3； j : j : 源类的数目；源类的数目；受体颗粒物上的化学组分受体颗粒物上的化学组分i i的浓度为的浓度为C Ci i, ,公式可以写成公式可以写成: : (2) (2)C Ci i ：受体大气颗粒物中元素：受体大气颗粒物中元素i i的浓度测量值，的浓度测量值，g/mg/m3 3 F Fij ij ：第：第J J类源的颗粒物中元素类源的颗粒物中元素i i的含量测量值，的含量测量值，%S%SS Si i : : 第第j
6、 j类源贡献的浓度计算值，类源贡献的浓度计算值，g/mg/m3 3J J：源类的数目，：源类的数目，j=1j=1，2 2，3 3，.j.ji i：元素的数目，：元素的数目，i=1i=1，2 2，3.i3.i只有当i j 时, 方程组(2)有解。源类j 的分担率为: = ( Sj /C) 100% 使用使用CMBCMB最大的障碍是缺乏准确可靠的污染源成最大的障碍是缺乏准确可靠的污染源成份谱，而源成份谱的取得离不开对颗粒物的排放源份谱，而源成份谱的取得离不开对颗粒物的排放源的种类、分布、数量和排放量等基础资料做详细的的种类、分布、数量和排放量等基础资料做详细的调查和污染源排放的颗粒物做采样分析。调
7、查和污染源排放的颗粒物做采样分析。局限： 没有考虑到环境空气中颗粒物来源的这种复杂性，经常遇到一组数据多种结果的现象； 扬尘污染源的特殊性,与土壤风沙尘、建筑尘等存在着较为严重的共线性, 无法通过选择合适的标识元素将它们区分开，很难准确地解析出它们对受体的分担率。2002年冯银厂结合CMB模型，提出了二重源解析技术,解决了城市大气颗粒物来源解析中存在的一些问题，并成功的应用于济南市环境空气中TSP的解析中；基本原理基本原理(1) (1) 土壤风沙尘、煤烟尘、建筑水泥尘、机动车尾土壤风沙尘、煤烟尘、建筑水泥尘、机动车尾气尘、钢铁尘等排放源类为单一尘源类气尘、钢铁尘等排放源类为单一尘源类, ,扬尘
8、为混扬尘为混合尘源类；合尘源类；(2) (2) 扬尘既可以视为环境空气中颗粒物的排放源类扬尘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又可以视为各单一尘源类所排放的颗粒物的接受体；体；(3) (3) 扬尘对环境空气中颗粒物的贡献是客观存在的，扬尘对环境空气中颗粒物的贡献是客观存在的，环境空气中的同一源类的颗粒物一部分直接来源环境空气中的同一源类的颗粒物一部分直接来源于源的排放于源的排放, ,另一部分则是在环境空气中沉降后再另一部分则是在环境空气中沉降后再次或多次以扬尘的形式进入到环境空气中；次或多次以扬尘的形式进入到环境空气中；(4) (4) 扬尘既然
9、是其它源类的接受体扬尘既然是其它源类的接受体, ,根据化学质量平衡原理根据化学质量平衡原理, ,可以采用可以采用CMB CMB 受体模型来计算其它单一尘源类对扬尘的受体模型来计算其它单一尘源类对扬尘的分担率；同时分担率；同时, ,扬尘既然是环境空气中颗粒物的排放源类扬尘既然是环境空气中颗粒物的排放源类, ,也可以用也可以用CMB CMB 模型计算其对受体的分担率模型计算其对受体的分担率. .根据以上分析根据以上分析, ,如果用如果用i i 代表不同的源类代表不同的源类, ,用用A A 、B B 、C C、D D 、E E 分别表达如下含义分别表达如下含义: : A Ai i代表不考虑颗粒物进入
10、环境空气中途径的情况下代表不考虑颗粒物进入环境空气中途径的情况下, ,用用CMB CMB 模型计算出的各单一尘源类对受体的分担率模型计算出的各单一尘源类对受体的分担率; ;B B 代表用扬尘代替与其贡献最严重的单一尘源类如土壤风沙代表用扬尘代替与其贡献最严重的单一尘源类如土壤风沙尘用尘用CMB CMB 模型计算出的扬尘对受体的分担率模型计算出的扬尘对受体的分担率; ;C Ci i代表将扬尘作为受体代表将扬尘作为受体, ,其它各单一尘源类作为对其有贡献的其它各单一尘源类作为对其有贡献的源源, ,用用CMB CMB 模型计算出的各单一尘源类对扬尘的分担率模型计算出的各单一尘源类对扬尘的分担率; ;
11、D Di i代表各单一尘源类以扬尘的形式进入到受体中的分担率代表各单一尘源类以扬尘的形式进入到受体中的分担率; ;E Ei i代表各单一尘源类除去进入扬尘的部分后对受体的分担率代表各单一尘源类除去进入扬尘的部分后对受体的分担率. .那么有那么有: :Di = B Di = B CiCiEi = A i - DiEi = A i - Di 求出的结果求出的结果Ei Ei 与扬尘的分担率与扬尘的分担率B B 共同组成颗粒物共同组成颗粒物二重源解析结果二重源解析结果. . 这种技术方法建立在这种技术方法建立在3 3 次不同的次不同的CMB CMB 模型计模型计算结果基础之上算结果基础之上, ,充分考
12、虑到了颗粒物排放源的特充分考虑到了颗粒物排放源的特征征, ,巧妙利用扬尘这一特殊污染源的特点巧妙利用扬尘这一特殊污染源的特点, ,科学地将科学地将不同的不同的CMB CMB 模型计算结果定量地联系在一起模型计算结果定量地联系在一起, ,融融合了合了CMB CMB 模型的技术优势模型的技术优势, ,并解决了并解决了CMB CMB 模型目模型目前没有解决的技术难题。前没有解决的技术难题。济南市环境空气中TSP 二重源解析结果表明,进入扬尘的土壤风沙尘占对受体有贡献的总的土壤风沙尘(Di/Ai) 的44 % ,燃煤尘为24 % ,建筑尘为86 % ,机动车尾气尘25 %. 说明各源类和自身相比,建筑
13、尘进入扬尘的比例最大，其次是土壤风沙尘和燃煤尘；建筑尘大部分。结论二重源解析技术解决了同时解析出扬尘和其它单二重源解析技术解决了同时解析出扬尘和其它单一尘源类对受体的分担率的矛盾；一尘源类对受体的分担率的矛盾；说明了扬尘这一混合尘源类与各单一尘源类之间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；这一特殊污染源的本质特征；二重源解析技术丰富并发展了环境空气中污染物二重源解析技术丰富并发展了环境空气中污染物源
14、解析的理论，为环境中各类污染物的来源解析源解析的理论，为环境中各类污染物的来源解析提供了新的技术方法。提供了新的技术方法。参考文献11郝明途郝明途, , , ,林天佳林天佳. .我国我国PM2.5PM2.5的污染状况和污染特征的污染状况和污染特征J.J.环境科学与管理环境科学与管理,2006,31(2):58,2006,31(2):5861.61.22冯银厂冯银厂, ,白志鹏白志鹏, ,朱朱 坦坦. .大气颗粒物二重源解析技术原理与应用大气颗粒物二重源解析技术原理与应用J. J. 环境科学环境科学,2002,23(,2002,23(增刊增刊):106):106108.108.33郝明途郝明途,
15、 ,侯万国侯万国. .大气颗粒物二重源解析技术的方法改进大气颗粒物二重源解析技术的方法改进J.J.中国环境科学中国环境科学2005,25(2):1382005,25(2):138141.141.44郭光焕郭光焕, ,吴建会吴建会. .城市扬尘及其来源解析技术城市扬尘及其来源解析技术城市扬尘及其来源解析技术城市扬尘及其来源解析技术JJJJ城市环境与城市生态，城市环境与城市生态，2007,20(4):312007,20(4):3133.33.55王玮王玮, ,汤大钢汤大钢. .中国中国中国中国PM2PM2PM2PM21 15 5 5 5污染状况和污染特征的研究污染状况和污染特征的研究污染状况和污染
16、特征的研究污染状况和污染特征的研究J.J.J.J.环境科学研究环境科学研究,2000,2000，1313（1 1）：）：1 15.5.66易慧易慧, ,叶代启叶代启. .大气可吸入颗粒物源解析方法研究进展大气可吸入颗粒物源解析方法研究进展大气可吸入颗粒物源解析方法研究进展大气可吸入颗粒物源解析方法研究进展J.J.J.J.环境保护科学环境保护科学环境保护科学环境保护科学, , , ,2007,33(1):82007,33(1):811.11.77王淑兰王淑兰, ,柴发合柴发合. .成都市大气可吸入颗粒物来源解析研究成都市大气可吸入颗粒物来源解析研究成都市大气可吸入颗粒物来源解析研究成都市大气可吸
17、入颗粒物来源解析研究J.J.J.J.地理科学地理科学,2006,26(2):717,2006,26(2):717721.721.88王英王英, ,金军金军. .北京市基于北京市基于北京市基于北京市基于PM10/CO PM10/CO PM10/CO PM10/CO 关系的可吸入颗粒物自然源解析关系的可吸入颗粒物自然源解析关系的可吸入颗粒物自然源解析关系的可吸入颗粒物自然源解析J.J.J.J.环境科学环境科学学报学报,2006,26(7):1203,2006,26(7):12031208.1208.99陶俊陶俊, ,陈刚才陈刚才. .重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析J.J.J.J.中国科学院研究生院学报中国科学院研究生院学报中国科学院研究生院学报中国科学院研究生院学报,2006,23(4):489,2006,23(4):489,2006,23(4):489,2006,23(4):489493.493.493.493.1010矫淑卿矫淑卿. .浅谈二重源解析技术浅谈二重源解析技术浅谈二重源解析技术浅谈二重源解析技术J.J.J.J.环境科学与管理，环境科学与管理，20072007，32(4):6732(4):6769.69.The End结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！32
