源解析方法摘錄講述講解

排放源清單法、擴散模型法以及受體模型法放源擴散模型通過以污染源排放資料為基礎(chǔ)進行污染物空間分布的估算，來判斷各種源對于目標區(qū)域內(nèi)大氣環(huán)境的污染的貢獻，它對于小尺度區(qū)域內(nèi)有組織的工業(yè)煙塵及粉塵源同區(qū)域大氣顆粒物濃度間響應(yīng)關(guān)系的建立有較好的效果。但其需要收集較為詳細的污染源的排參數(shù)。因此在面對較大尺度范圍或無組織開放源問題時，這些參數(shù)的取得及其規(guī)律性的把握為擴散模型的實際應(yīng)用帶來很大的困難。料以及氣象資料來估算污染源對于顆粒物的貢獻。該方法的核心部分是大氣擴散模型，用以模擬大氣顆粒物的輸送擴散以及擴散過程中經(jīng)歷的轉(zhuǎn)化等。大氣擴散模型按發(fā)展歷程分為三個階段,第一階段模型為高斯擴散模型⑸，它是一種經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，大量的實驗?shù)據(jù)表明污染物濃度分布與高斯分布非常近似。高斯模型的數(shù)學(xué)形式非常簡單,通過大數(shù)據(jù)獲取計算時所需要的各種參數(shù)，適用于各種氣象條件。第一階段模型有兩個特點：一是水平方向與垂直方向的濃度計算都可用高斯分布假設(shè)；二是湍流分類和擴散參數(shù)采用離散化的分類方法，僅用常規(guī)的氣象條件就可以估測擴歐拉網(wǎng)格模型口°】，徹底地拋棄了傳統(tǒng)的離散的穩(wěn)定度分類HRDM,RegADM為代表。第三階段模型門口可以反映大氣污染物形成機制之間的關(guān)聯(lián)性，只是提出一個概念，代表模型為模擬研究京津冀地區(qū)夏季大氣污染物的分布和演變。馬欣、陳東度參數(shù)化。按模型的作而來分，擴散模型法也可以分為三類：一[⑷。大氣模型本身就是一種數(shù)學(xué)模式，用于描述從污染源到環(huán)境遷移過程的一素外，下墊面特征、污染源排放情況都對其有明顯影響。的源未知受體模型；另一類是需要知道源類及其詳細組成特征信息的源未知受體模型與顯微法川有些相似…不需要知道源的詳細信息，而是通過一些先進的科學(xué)手段或工具來分析檢測，提取多個因子，然后再與源類型一一對應(yīng)識別，最后估算源對受體的貢獻大?。涸次粗氖荏w模型種類很多，其中源已知受體模型最主要的代表模型是化學(xué)質(zhì)量平衡法，其基本原源解析主要有物理法、顯微法、化學(xué)法。物理方法主要有兩種，即X射線衍射(XRD)法和軌線分析法(TrajectoryAnalysis),其主要原理是利用XRD確定顆粒物中的物相顯微法的實質(zhì)是利用顯微鏡對顆粒污染物的大小、形貌等表面特鏡法(OM)、電子掃描顯微鏡法(SEM)以及計算機控制電子掃描顯微鏡具有特定的形態(tài)特征。顯微法的優(yōu)點是直觀,簡便,但其需要建立龐大的顯微清單源數(shù)據(jù)庫，而且分析時間長，費用昂貴，通常適用于定性化學(xué)法實質(zhì)上是化學(xué)與數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的方法，以質(zhì)量守恒為基本假設(shè)，其基本原理是由受體采集的大氣顆粒污染物樣品的特征值 (如濃度、組成等)可以由受體區(qū)域內(nèi)對大氣顆粒污染物貢獻值不為零的各污染源排放時的相應(yīng)特征值利用線性疊加表示。量分析和空間模式法。量平衡(CMB)模型、因子分析、特征向量分析、富集因子法、投影尋二重源解析技術(shù)是為了解決不同顆粒物排放源類的共線性問題而提出的。二重源解析技術(shù)方法是針對利用CMB模型開展大氣顆粒物來源研究中所遇到的一套數(shù)據(jù)多種結(jié)果和同一源類的顆粒物會以不同的形式通過不同的途徑進入到環(huán)境空二重源解析技術(shù)解決了使用CMB模型計算出現(xiàn)的多解現(xiàn)象，分析混合源-城 (1)不考慮顆粒物進入大氣環(huán)境的途徑，用CMB模型計算出各單一塵源類 (2)用揚塵取代對其貢獻最大的單一塵源(如土壤風(fēng)沙塵)，用CMB模型MB(4)根據(jù)(2)(3)兩步中的結(jié)果，計算各單一塵源類以揚塵形式進入受體的分本文[城市大氣PM10來源的二重源解析研究，侯潔，吉林大學(xué)，2012]將揚塵對環(huán)境受體的貢獻率“拆分”回各單一塵源對環(huán)境受體的貢獻率，再與傳統(tǒng)源解析的結(jié)果相結(jié)合，構(gòu)成了二重源解析的改進方法，該方法的具體操作步驟及條件如下：(1)用CMB模型計算出傳統(tǒng)源解析中各塵源(包括混合源揚塵及單(2)以揚塵為受體，用CMB模型計算出各單一塵源對揚塵的貢獻率。需要注意的是，此時模型運行結(jié)果中的百分質(zhì)量(％MASS)必須W100,即假設(shè)納入擬合的各單一塵源間互不影響，分別以各自的形態(tài)則應(yīng)將擬合結(jié)果中貢獻值出現(xiàn)負值的源類去掉，重新計算；(3)用(2)中求得的各單一塵源對揚塵的貢獻率乘以(1)中揚塵對環(huán)境受體的總貢獻率，得出單一源以揚塵的形式對環(huán)境受體的貢獻率，即將揚塵“拆分”為各單一塵源； 貢獻的貢獻率，即得出各單一塵源對環(huán)境受體的總貢獻率(無論以何種形式存在)，而揚塵的貢獻率應(yīng)減去以其他塵源形式存在的部分?；瘜W(xué)質(zhì)量平衡模型的算法主要有有效方差最小二乘法、普通加權(quán)最小二乘法、示蹤元素法、線性程序法和嶺回歸加權(quán)最小二乘法等。度不高，可用于粗略估計源的貢獻值；線性程序解法在提出后沒有得到充分發(fā)展；普通加權(quán)最小二乘法考慮了環(huán)境受體處物質(zhì)實測濃度的誤差，為解析結(jié)果提供了置信區(qū)間；嶺回歸解法在解析共線性源方面體現(xiàn)了普通加權(quán)最小二乘法不具備的優(yōu)點；有效方差最小二乘法不僅考慮了環(huán)境受體處物質(zhì)實測濃度的誤差，而且考慮了在確定源成分譜型參數(shù)尋優(yōu)，解析過程沒有任何條件限制，結(jié)果精確可靠，但參數(shù)的還有待進一步深入研究。易懂，解析結(jié)果符合實際、且可以分析多種來源體系。1.污染源種類小于或等于化學(xué)組分種類；2.各種排放源類排放的顆粒物化學(xué)元素有明顯的差別；3.各種排放源類所排放的顆粒物的化學(xué)組分相對穩(wěn)定，它們之問沒有相互影響；4.各源類顆粒物之問沒有相互作用，且在可以忽略其傳輸過程中的變化；5.所有成分譜是線性那么可以認為化學(xué)組分的濃度等于每種源類的化學(xué)組分的含量值和源貢獻值的線性加和。用公式寫成:……1M,2……j)(1)粒物化學(xué)組分的含量測量值，圖加一質(zhì)獻的濃度計代表化學(xué)蛆分的數(shù)目,種數(shù),缺點有：1.用此方法分析過程需要收集詳細的污染源成分譜，這就常常需力；2.解析過程中如果污染物的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定得出的結(jié)果可能會有數(shù)目的確定2．標識元素的選擇3．源樣品與受體樣品采集析模型(FA)因子分析法是從研究變量內(nèi)部之問的依賴關(guān)系出發(fā),把一些具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個綜合因子的一種多變量統(tǒng)計分析方法。該方法的基本思想是直接分析受體樣品化學(xué)成分,根據(jù)它們之問的相互關(guān)系,綜合總結(jié)得出公因子,并且計算出每個因子載荷,通過分析各因子載荷情況以及結(jié)合現(xiàn)有元素知識來簡化數(shù)據(jù)得出結(jié)果,從出污染源類型。因子分析法的主要優(yōu)點是不需要事先設(shè)想污染源的結(jié)構(gòu)、數(shù)目和假定由一個源所排放出來的所有元素在達到采樣點之前保持等同相關(guān),而且因子分析方法中不僅包括濃度參數(shù),還可以包括非濃度參數(shù),如粒此,因子分析也成為顆粒物源解析的重要手段之一,尤其在污染源化學(xué)成分譜尚不完全的情況下,這種方法更加顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢。因子分析法目前已形成了主因子分析(PFA)、正矩陣因子分析(PMF)、目標轉(zhuǎn)移因子分析(丁丁尸人)和目標識別因子分析(TRFA)等色的因子分析方法。某種元素是由多個互不相關(guān)的污染源貢獻率的線性組合；3)由各個污染源貢獻的某元素的量差別較大，采樣和分析期間的變化較小。假設(shè)傳個化學(xué)組分是各種源類貢獻的代數(shù)和.可將源貢獻分為兩L=En4+仆,十苞⑵A=1式中.八代表的式元素的濃度,單位是ugXn3口.代表的是因子.載荷，單位ug血g備代表的是公共因」代哀的是唯一因子，單位總工代表的是元素i的測量過程或其他產(chǎn)生的誤差川矩陣可以表示為:因子分析法就是從實際數(shù)據(jù)出發(fā).根據(jù)它們之間相互關(guān)系，從全部變量中歸納總結(jié)出最少數(shù)目的公因子，并且比算出各個因子我荷富集因子法(EF)富集因子法是用于研究大氣顆粒物中元素的富集程度，定量分析污染物某元素狀況，判斷和評價元素的自然來源和人為來源的一種分析方法，通常有固定的參比元素作為指標，如國際上常用的Fe、Al或Si元素。分析大氣污染狀況的一種源分析模型。其公式計算如下:f/L-. L 式中泮代表參比元素;EF值越大，富集程度就越高，說明人為源的貢獻越大。根據(jù)富集因子的大小可以將元素分為兩類:1.當富集因子小于10時，則1.5穩(wěn)定同位素法同位素的組成在特定污染物中是特定的，采用穩(wěn)定同位素同在物與中用環(huán)城生[同在物與中用環(huán)城生溯源市態(tài),2006,19(.4):29—32.1.6解析方法中出現(xiàn)的問題CMB模型雖然技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，能夠定量計算源貢獻率，但存在某些污染源共線性，缺乏源類成分譜，染源，但需要大量的樣品，工作量大。當PCA法因子符析污染物的來源,單獨使用只能簡單的定性分析。空氣質(zhì)些物質(zhì)參數(shù)設(shè)置不合理和模擬結(jié)果存在系統(tǒng)誤差的情況，需要不斷的完善和補充參數(shù)設(shè)置.，使得模擬結(jié)果接近實究并不深入，多集中在穩(wěn)定碳同位素的分飾。另外,環(huán)境樣品有大量含量較低的干擾物，分析難度大,研究適合的模型優(yōu)點一是難以準確估計大氣受體之間不是簡單的線性關(guān)系輸入模型的源類信息輸入模型的源類信息比較主觀，共線影響大(CMB)理意義叫硝，直接為管理服務(wù)正定矩陣因子分析模型(PMD不需耍輸入污染源的需正定矩陣因子分析模型(PMD息,提取的污提數(shù)據(jù)，無法分別提染源信息比較應(yīng)用限制多,需耍可以針對大量的數(shù)的受體樣品多,模據(jù)使用較少的有因子分析代型得出的因子載荷表性的因-r來說明和因-(YX)廣得分常常出!污染源的眾多信息現(xiàn)負值,影響對污染源的解析析的難題，而且簡便絕對因子分析染源的指紋譜圖，(AFS)(AFS)易行對模型結(jié)果的解釋RARA物質(zhì)燃燒排放源，是源，應(yīng)用范圍較窄稱使用參數(shù)少，計算方法簡單，在多數(shù)情況卜可.以得到滿意的結(jié)果，解析污目多的體系更顯優(yōu)越要求排放源物質(zhì)成分線性獨立的假設(shè)條件很難滿足，其數(shù)值解不反映源排放和環(huán)境的時間變化，未能把次生顆粒物列入，而且費用較高客觀性強，對成分情況降解要求低對成分相似的源分解無能為力，且數(shù)據(jù)量大，計算過于復(fù)雜有較好的客觀性，模型有較強的解析性聯(lián)想記憶，計算快速，較強的實用析能力強等用于排放源貢獻率大小的計算估計有參數(shù)初始范圍的選取無理論指導(dǎo)解析技術(shù)塵和其它單一塵源對受獻率的矛盾在實際運算中，有時會出現(xiàn)診斷參數(shù)的現(xiàn)象CMBCMB③能定量地給出各類污染①不需要事先了解具體的污染排放源情況；②可以辨識一些很重要但可能被遺漏掉的源；③經(jīng)常使用在一定程度上可以發(fā)生相互反應(yīng)的元素作方法比較①可以解釋輸入測量值中的不確定性；②可以處理缺省的或檢測限以下的數(shù)據(jù)；③主成分負荷矩陣中不性①需要知道具體的污染排放之間不能發(fā)生反應(yīng)；④不能解決共線性污染源的問題。①當顆粒物中某些元素不可獲得，或者一種元素是幾種污染源污染源類型時主觀性相對較強些：②不能很清晰地分開協(xié)同作用的源；③源譜沒有什么物理意義；④需耍大量的環(huán)境荷矩陣中可能存在負數(shù)。①當顆粒物上某些元素不可獲得或者一種元素是幾種源的標志元素時，解釋污染源類型主觀性相對較強些：②不能很清晰地分開協(xié)同作用的源;計算輸入受體樣本化學(xué)組分質(zhì)量濃度污染排放源源譜。源譜數(shù)據(jù)輸入和計算源貢獻比較耗時間。受體樣本化學(xué)組分質(zhì)①不需要特殊的軟件，用一般的統(tǒng)計學(xué)軟件即可完成；②計算過程快捷方便。受體樣本化學(xué)組分質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)以及及對