氣溶膠力學(xué)2源解析

氣溶膠力學(xué)討論提綱氣溶膠的定義、分類、來源？影響氣溶膠性質(zhì)的影響因素的分析中國地區(qū)氣溶膠污染特征和來源分析氣溶膠源解析方法PM10、PM2.5對呼吸健康的危害影響氣溶膠力學(xué)討論提綱超細(xì)微塵?？刂萍夹g(shù)的新進(jìn)展氣溶膠的擴散與沉積氣溶膠的凝并作用機制,強化凝并作用的方法靜風(fēng)條件下粒子的擴散模型化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）受體模型原理硫酸鹽氣溶膠的分布變化規(guī)律的研究城市大氣顆粒物來源解析技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢主要內(nèi)容我國城市大氣顆粒物的污染狀況顆粒物來源解析技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展國內(nèi)源解析工作介紹展望2002年度全國343個城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況比例空氣質(zhì)量城市數(shù)占統(tǒng)計城市總數(shù)的比例達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)11734.1%達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)11934.5%超過三級標(biāo)準(zhǔn)10731.2%62.6%的城市顆粒物濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)一、我國城市空氣顆粒物污染狀況大氣顆粒物濃度居高不下的省份主要集中在華北和西北，如:新疆，青海，甘肅，陜西，山西，內(nèi)蒙古，寧夏和河北1、大氣顆粒物源解析研究的由來大氣顆粒物的來源非常復(fù)雜，既有有組織源又有無組織開放源，常規(guī)的源模型（擴散模型）已不能滿足實際工作的需要，源模型不能建立全面的顆粒物污染源與大氣環(huán)境質(zhì)量之間的輸入響應(yīng)關(guān)系。顆粒物污染普遍且嚴(yán)重，為了有效地控制顆粒物的污染，需要清楚顆粒物的來源。二、大氣顆粒物源解析技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展對大氣顆粒物的來源進(jìn)行定性或定量研究的技術(shù)稱之為源解析技術(shù)2、源模型（擴散模型）與受體模型源模型使用源排放計算環(huán)境濃度。受體模型使用環(huán)境濃度計算源貢獻(xiàn)。

(FromWatson,1979.)源排放參數(shù)擴散參數(shù)源模型估計環(huán)境濃度源模型流程示意圖一些源的參數(shù)環(huán)境濃度一些擴散參數(shù)受體模型估計源的影響受體模型流程示意圖CMB受體模型的建立基于以下假設(shè)，其基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒:在多種受體模型中，化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）受體模型原理簡單易懂，可以定量地給出各類排放源的分擔(dān)率，成為了實際研究工作中研究最多，應(yīng)用最廣的受體模型。

3、化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）受體模型的發(fā)展（1）可以識別出對環(huán)境受體中的大氣顆粒物有明顯貢獻(xiàn)的所有污染源類，并且各源類所排放的顆粒物的化學(xué)組成有明顯的差別；（2）各源類所排放的顆粒物的化學(xué)組成相對穩(wěn)定，化學(xué)組分之間無相互影響；（3）各源類所排放的顆粒物之間沒有相互作用，在傳輸過程中的變化可以被忽略；甲乙甲50%，乙50%不能用甲乙來擬合化學(xué)質(zhì)量平衡模型的基本原理Ci—受體大氣顆粒物中元素i的濃度測量值，μg/m3；Fij—第j類源的顆粒物中元素i的含量測量值，%Sj

—第j類源貢獻(xiàn)的濃度計算值，μg/m3；J—源類的數(shù)目，j=1，2……J；I—元素的數(shù)目，i=1，2……I。西安市1998年TSP源解析結(jié)果02年石家莊PM10二重解析結(jié)果（城區(qū)年平均）同一源類的顆粒物可以通過多種排放途徑進(jìn)入到環(huán)境空氣中（以電廠煤煙塵為例）電廠煤煙塵大氣環(huán)境點源吹灰場揚塵原煤堆4、CMB模型應(yīng)用中存在的問題顆粒物進(jìn)入環(huán)境空氣中的途徑問題源解析結(jié)果的區(qū)域性源解析結(jié)果說明的是一個區(qū)域的顆粒物污染特點，而對于某一個采樣點位來說，其結(jié)果的準(zhǔn)確度就會下降，源解析并不試圖研究區(qū)域中某一點的污染情況源解析結(jié)果的不確定性選擇不同的擬合元素進(jìn)行計算，對于同一受體來說會得到不同的結(jié)果；當(dāng)源類的共線性達(dá)到不能同時進(jìn)行擬合計算時，分別納入模型計算也要產(chǎn)生多種結(jié)果揚塵的特點揚塵是一種混合源類，既可以視為環(huán)境空氣中顆粒物的排放源類，又可以視為各單一塵源類所排放的顆粒物的接受體揚塵對環(huán)境空氣中顆粒物的貢獻(xiàn)客觀存在采用CMB受體模型可以計算各單一塵源類對揚塵的分擔(dān)率，也可以計算揚塵對環(huán)境空氣中顆粒物的分擔(dān)率5、二重源解析技術(shù)揚塵是混合源，它包含各類源的成分揚塵煤煙塵風(fēng)沙塵建筑水泥塵其它甲乙丙丙乙甲城郊周邊外來風(fēng)沙道路運輸塵各種料堆二重源解析技術(shù)原理示意圖(以煤煙塵為例）A代表煤煙塵對受體總的分擔(dān)率；B代表揚塵對受體的分擔(dān)率；C

代表煤煙塵在揚塵中的分擔(dān)率；D代表煤煙塵以揚塵的形式進(jìn)入到受體中的分擔(dān)率；E

代表煤煙塵除去進(jìn)入揚塵的部分后對受體的分擔(dān)率。

D=B×CE=A－D

以揚塵形式進(jìn)入

到受體的煤煙塵D

直接進(jìn)入到

受體的煤煙塵E

E

D

C

揚塵對受體的貢獻(xiàn)B

大氣環(huán)境中的煤煙塵A

二重源解析的步驟不考慮混合塵源類揚塵，僅用各單一塵源類進(jìn)行解析（一次源解析）得到一次解析結(jié)果Ai；以環(huán)境受體中顆粒物來源的實際情況劃分顆粒物排放源類，把地區(qū)揚塵也納入CMB模型進(jìn)行解析，得到結(jié)果Bi；把揚塵作為受體，用各單一塵源類對其進(jìn)行解析，得到各單一塵源類在揚塵中的分擔(dān)率Ci；用揚塵作為受體時的解析結(jié)果Ci和揚塵對環(huán)境受體的分擔(dān)率B對一次解析結(jié)果Ai進(jìn)行修正，得到各單一塵源類除去進(jìn)入揚塵的部分后直接對受體的貢獻(xiàn)率Ei；對Bi和Ei進(jìn)行對照分析，并檢驗和印證源解析結(jié)果，綜合得到二重源解析結(jié)果。1、源的識別與分類土壤風(fēng)沙塵揚塵建筑塵煤煙塵鋼鐵塵燃油塵機動車尾氣塵2、受體樣品的采集采樣站位分布站位名稱地點采樣高度代表功能區(qū)濟南化工廠濟洛路12米二類濟南環(huán)保監(jiān)測站山大路12米二類山東省種子站倉庫黃臺南路10米二類濟南機床廠機床二廠路10米三類國防科工委干休所英雄山路12米二類序號源類AiBiCiDiEi二重源解析結(jié)果1揚塵34342土壤風(fēng)沙塵3221391418183燃煤塵332422825254建筑塵143812225機動車尾氣塵86<1266濟南市環(huán)境空氣中TSP二重源解析結(jié)果(%)實例分析解析結(jié)果TSP結(jié)果PM10結(jié)果6、域際源解析技術(shù)域際的劃分（石家莊市為例）域際解析結(jié)果分析（以石家莊采暖季TSP解析結(jié)果為例）揚塵的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率域際解析結(jié)果分析（以石家莊市采暖季TSP解析結(jié)果為例）土壤風(fēng)沙塵的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率域際解析結(jié)果分析（以石家莊市采暖季TSP解析結(jié)果為例）燃煤塵的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率域際解析結(jié)果分析（以石家莊采暖季TSP解析結(jié)果為例）建筑水泥塵的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率域際解析結(jié)果分析（以石家莊采暖季TSP解析結(jié)果為例）鋼鐵塵的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率二重源解析技術(shù)說明了揚塵這一混合塵源類與各單一塵源類之間的關(guān)系，揭示了單一塵源類以不同的形式通過不同的途徑對大氣顆粒物貢獻(xiàn)的規(guī)律，揭示了揚塵這一特殊污染源的本質(zhì)特征；二重源解析技術(shù)同時解析出了揚塵和其它單一塵源類對受體的分擔(dān)率，解決了揚塵與其它單一塵源類存在嚴(yán)重共線性問題及一套數(shù)據(jù)多個解析結(jié)果的問題；利用二重源解析技術(shù)得到了各單一塵源類進(jìn)入到揚塵中的比例及各單一塵源類在揚塵中的分擔(dān)率，為顆粒物分類治理提供了科學(xué)依據(jù)；7、小結(jié)域際解析方法建立在二重解析技術(shù)基礎(chǔ)之上，清晰地描繪出了各源類對顆粒物貢獻(xiàn)的空間分布特征，為研究整個城市環(huán)境空氣中顆粒物來源的空間分布規(guī)律提供了新的技術(shù)方法。域際解析結(jié)果提供了城市中不同區(qū)域的各源類、尤其是開放源類的貢獻(xiàn)值和分擔(dān)率，這些結(jié)果為環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報中開放源類參數(shù)的確定提供了更全面、更準(zhǔn)確的依據(jù)。域際解析結(jié)果不但為環(huán)境管理部門指明了治理顆粒物污染的重點源類，同時又指明了各源類的重點治理區(qū)域。20世紀(jì)八十年代初期南開大學(xué)承擔(dān)“六五”科技攻關(guān)子課題“天津市大氣顆粒物來源研究”進(jìn)行了排放源成分譜的研究開展了天津市TSP和PM10的源解析工作編制了普通加權(quán)最小二乘法的軟件提出了多元統(tǒng)計處理新方法——目標(biāo)識別因子分析(TRFA)確定了揚塵是中國北方城市大氣顆粒物的主要來源，并對其污染特征進(jìn)行了深入研究發(fā)表了系列科研論文三、南開大學(xué)開展的源解析工作濟南主要結(jié)論1、“九五”期間，濟南市區(qū)大氣主要污染物（TSP和SO2）呈逐年下降趨勢，環(huán)境空氣質(zhì)量逐年好轉(zhuǎn)。顆粒物是環(huán)境空氣的首要污染物，是影響濟南市環(huán)境空氣質(zhì)量長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的主要因素。2、濟南市大氣顆粒物排放源類主要有：揚塵、土壤風(fēng)沙塵、建筑塵、機動車尾氣塵、煤煙塵等五類。3、利用巴柯粒度分級器開展了濟南市主要排放源類的顆粒物粒徑分布試驗研究，得到了各源類顆粒物的中位直徑。建立了包括17種元素、碳、3種陰離子和12種多環(huán)芳烴的源與受體的粗和細(xì)顆粒物的成分譜數(shù)據(jù)庫。

4、揚塵、土壤風(fēng)沙塵、煤煙塵、建筑塵和機動車尾氣塵是濟南市區(qū)環(huán)境空氣中TSP和PM10的主要排放源類，其中揚塵、土壤風(fēng)沙塵、煤煙塵是制約TSP和PM10達(dá)標(biāo)的主要源類，是污染防治的重點。5、本研究深入分析了采樣期間的主要氣象條件和采樣當(dāng)季、當(dāng)年和近五年氣象條件的相對偏差，在20%以下。采樣期間的主要氣象條件和采樣當(dāng)季、當(dāng)年和近五年氣象條件的一致性較好，在采樣期間的氣象條件下采集的顆粒物樣品具有較好的代表性。八十年代末到~九十年代中期

應(yīng)用有效方差最小二乘法，開展了天津市大港區(qū)TSP的源解析研究。應(yīng)用CMB受體模型與源模型相結(jié)合的復(fù)合模型研究天津地區(qū)工業(yè)排放源的貢獻(xiàn)率。九十年代中期~九十年代末期

編寫了漢字版本的CMB受體模型軟件NKCMB1.0發(fā)展了源解析的采樣及分析技術(shù)

—對污染源的分類進(jìn)行了界定

—編寫了源和受體樣品的采樣規(guī)范

—研究了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備方法并規(guī)范了儀器分析技術(shù)對多個城市進(jìn)行了顆粒物的來源解析研究

在此期間的研究以TSP為主，建立了源和受體的元素譜，這些城市主要包括：秦皇島（海港區(qū)和山海關(guān)區(qū)）天津市大港區(qū)（顆粒物來源解析和非甲烷總烴源解析）天津市（第二次）唐山市天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)九十年代中期~九十年代末期（續(xù)）2000~現(xiàn)在

開展了多城市的源解析研究（TSP/PM10)“863”課題副組長單位二重源解析技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用汽車尾氣隨車采樣器的研制和應(yīng)用煙道稀釋混合分級采樣器的研制和應(yīng)用研發(fā)了NKCMB2.0軟件顆粒物上二次粒子的分擔(dān)率研究道路揚塵的貢獻(xiàn)率及來源研究穩(wěn)定碳同位素技術(shù)解析顆粒物上多環(huán)芳烴的來源顆粒物上的多環(huán)芳烴（PAHs）來源解析國家自然科學(xué)基金：區(qū)域大氣環(huán)境苯并（a)芘總量控制目標(biāo)研究國家自然科學(xué)基金：穩(wěn)定碳同位素技術(shù)用于解析顆粒上多環(huán)芳烴的來源天津大港塘沽唐山濟南、石家莊、太原等城市

2000-現(xiàn)在，源解析主要針對TSP和PM10進(jìn)行，并且建立了源和受體的五類成分譜，包括：元素譜、離子譜、碳譜、粒度譜以及多環(huán)芳烴譜。技術(shù)路線

大氣顆粒物（TSP和PM10）來源解析研究排放源類識別受體采樣的時空選擇離子組分無機元素碳組分有機組分粒度分布建立源成分譜建立受體成分譜化學(xué)質(zhì)量平衡受體模型（CMB）各類排放源貢獻(xiàn)值各類排放源分擔(dān)率顆粒物污染防治對策與南開大學(xué)合作開展顆粒物污染防治研究的城市受國家環(huán)?？偩治谐修k的

培訓(xùn)班2001年4月：“全國重點城市污染物源解析培訓(xùn)班”2002年5月：“城市空氣顆粒物污染防治研討班”

環(huán)?？偩值牟块T負(fù)責(zé)人出席并發(fā)表重要講話，共有來自全國各地的50多個城市的環(huán)保部門和有關(guān)科研單位的技術(shù)和管理人員參加，培訓(xùn)研討班取得了良好的效果。推廣的基礎(chǔ)和能力國家級：國家科技部的“國家科技成果重點重點推廣計劃”項目的技術(shù)依托單位省部級：確認(rèn)為國家環(huán)境保護總局2003年國家重點環(huán)境保護實用技術(shù)天津市：天津市城市環(huán)境空氣污染防治技術(shù)推廣中心開發(fā)了新儀器設(shè)備和計算機軟件人才培養(yǎng)2003年3月成立“城市顆粒物污染防治協(xié)作組”近年來對環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的房屋、設(shè)備投入超過3千萬元新型儀器的開發(fā)顆粒物再懸浮采樣器煙道稀釋混合湍流分級采樣器汽車尾氣隨車采樣器真密度測定儀源解析結(jié)果的特點源解析技術(shù)不是空氣污染治理技術(shù)，是宏觀環(huán)境管理定量化技術(shù)源解析結(jié)果有一定的時效性源解析結(jié)果有一定的區(qū)域性源解析結(jié)果的應(yīng)用要結(jié)合氣象因子源解析結(jié)果的時效性大氣顆粒物源解析源的分擔(dān)率變化各類源的分擔(dān)率實施方案顆粒物濃度下降新的源解析結(jié)果修訂實施方案實施走定量化管理的道路建立詳細(xì)的污染源數(shù)據(jù)庫，對各類排放源實行定量化管理建立污染源與環(huán)境質(zhì)量之間的定量關(guān)系工業(yè)污染源治理城市建設(shè)煙塵排放減少值