大气颗粒物源解析CMB法与PFA法原理及比较研究

大气颗粒物已经成为中国许多大中城市的首要空气污染物.弄清楚大气颗粒物的来源及定量地计算出各个源的贡献值,为颗粒污染物的防治提供依据,这就涉及到大气颗粒物源解析技术.本文详细介绍了化学质量平衡（CMB）和主因子分析法（PFA）这两种主要的大气颗粒物源解析原理及方法,并比较两种方法各自的优缺点,以供选择合适的源解析方法对大气颗粒污染物的来源进行解析.     

Mass balance and long-term fate of PCDD/Fs in a lagoon sediment and paddy soil, Niigata, Japan

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) in a sediment core and in samples of surface sediment and paddy soil collected from the Toyano lagoon and Kameda basin in Niigata, Japan, were analyzed to elucidate the temporal trends of their concentrations in the lagoon sediment and the relationship between the sediment and the paddy soil. The mass balance of these pollutants was also estimated to determine their long-term fate in surface waters. An analysis by chemical mass balance identified the agrochemicals pentachlorophenol and 2,4,6-trichlorophenyl 4-nitrophenyl ether as the major sources of PCDD/Fs. On the basis of the findings regarding the mass balance in the Kameda basin over the last 40 years, we estimate that more than half the input of PCDD/Fs to the Kameda basin has disappeared. We suggest that the PCDD/Fs that flowed out from the paddy fields have been transferred to the lower basin.     

应用化学质量平衡模型解析烟台市污染源的排放贡献率

根据烟台地区污染排放特点,应用化学质量平衡模型（CMB8）进行污染源解析分析,得出每个污染源对于受体地区颗粒物体样本的排放贡献率。最终的模型结果显示,建筑尘和居民烯煤锅炉排放,海洋尘和冶炼厂排放对于大气环境污染也有一定的贡献,以上分析可以为城市污染源治理提供一定的依据。     

城市间PM2.5源的碳成分谱比较

为了解我国不同城市PM_2.5源的碳成分谱特征和地域差异,采集沈阳市、十堰市和乌鲁木齐市的燃煤源、柴油车尾气源、汽油车尾气源和餐饮源样品,使用热光透射法分析PM_2.5中的总碳（TC）、有机碳（OC）和元素碳（EC）,以及细分的8种碳组分（OC1,OC2,OC3,OC4,EC1,EC2,EC3和OPC_T）,构建各类污染源碳成分谱.结果表明：3个城市4类源TC/PM_2.5从高到低分别为：餐饮源（65.1%±8.4%）、柴油车尾气源（46.2%±9.5%）、汽油车尾气源（37.7%±3.5%）和燃煤源（17.3%±8.0%）;OC/TC在餐饮源中最高（98.0%±0.5%）,EC/TC在柴油车尾气源中最高（38.6%±8.5%）.3个城市同类源的碳组分含量受污染源细分后的不同类型影响有一定差异,但归一化处理后总体仍表现为燃煤源中OC2（14%~30%）和OC3（13%~23%）含量最高,柴油车尾气源中EC2（22%~56%）含量最高,汽油车尾气源中OC2（24%~41%）、OC1（16%~42%）和OC3（12%~26%）含量最高,餐饮源中OC2（21%~43%）和OC3（23%~49%）含量最高.不同污染源的OC/EC值为燃煤源在0.4~7.6之间,柴油车尾气源在0.2~5.6之间,汽油车尾气源在1.1~38.5之间,餐饮源在6.4~170.2之间.分歧系数结果显示3个城市不同源的碳成分谱具有差异性,同类源的碳成分谱具有相似性.将3个城市同类源碳成分谱合并后利用化学质量平衡灵敏度矩阵得到OC2,OC3,OC4,EC1和OPC_T可共同作为燃煤源的标识组分;EC2是柴油车尾气源的标识组分;OC1,OC2和OC3可共同作为汽油车尾气源的标识组分;OC2和OC3可共同作为餐饮源的标识组分.沈阳市、十堰市和乌鲁木齐市相同污染源相似的碳成分谱和一致的标识碳组分可为国内其他城市相关研究提供数据参考.     

乌鲁木齐市重污染期间PM2.5污染特征与来源解析

目前有关我国城市大气重污染期间PM_2.5污染特征及其来源的研究较少,为深入了解典型城市大气重污染期间PM_2.5的污染特征与来源构成,于2013年1月19—30日在乌鲁木齐市采集PM_2.5样品,并依据相关划分标准,确定1月19—28日为重污染天气. 分析了重污染天气下ρ(PM_2.5)及主要化学组成(包括水溶性离子、无机元素和碳组分),运用统计学方法研究了重污染期间PM_2.5的污染特征,并且采用富集因子法和CMB受体模型解析了PM_2.5的来源构成.结果表明:大气重污染期间ρ(PM_2.5)严重超标,其中米东区环境保护局采样点的ρ(PM_2.5)最高,其次是铁路局、市监测站;PM_2.5化学组分以SO₄2-、TC、Si和NO₃-为主,其中二次离子占ρ(PM_2.5)的43.1%;城市扬尘、煤烟尘和二次粒子是环境空气中PM_2.5的主要污染源类,三者在乌鲁木齐市以及米东区的分担率分别为24.7%、15.6%、38.0%和20.8%、28.0%、36.2%,其中二次硫酸盐的分担率在两地更分别达到28.6%和27.0%.      

化学质量平衡法在水体污染物源解析中的应用

化学质量平衡法（ＣＭＢ）是大气污染物源解析的主要方法之一。本实验模拟静肪水全点源恒流排放的条件,各污染物在水中的扩散行为,建立扩散经验模型来验证化学质量平衡法是否适用于水全污染物的源解析。做污染物浓度－距离曲线可预测各污染物的扩散行为;由同一污染源中污染物扩散方程的比较来确定污染源“成分谱”随扩散过程的变化,再由受体的污染物浓度便可求出每一污染源对该受体的贡献度,除极个别点外,污染物浓度实验值与预     

大气中挥发性有机化合物(VOCs)的人为来源研究

在2002年春、夏、秋、冬四季对环境大气中挥发性有机化合物的组成和变化规律进行了研究,在此基础上运用CMB8.0受体模型对各类污染源进行了源解析,得到受体点各人为污染源的年平均贡献率分别为:汽车尾气62%,汽油挥发9%,石油液化气10%,涂料6%,石油化工6%,未知源6%.对不同物种贡献的分析显示,环境大气中的乙烯、苯和甲苯等化合物主要来自于汽车尾气的排放,异戊烷来自于汽油的挥发,石油液化气、涂料、石油化工分别对大气中的异丁烷、正己烷和2,4-二甲基戊烷贡献量最大.     

北京城区和郊区大气细粒子有机物污染特征及来源解析

2004年在定陵、北京大学、奥体中心、良乡、通州共5个采样点采集北京市PM2.5,样品,并对其中有机碳(OC)、元素碳(EC)和有机物组成进行了测定.分析了北京市城区和郊区细粒子中有机化合物的污染特征.共检出有机物188种.主要物种为正构烷烃、正构烷酸、霍烷、多环芳烃、脱氧单糖苷以及其它多种源的示踪物.各监测点有机物浓度均呈现1月浓度最高、10月其次,7月浓度最低,4月居中的特征.市区点(奥体、北大)和近郊点(良乡、通州)的污染物浓度远高于受人为活动影响较小的远郊定陵.以正构烷烃、霍烷、多环芳烃、左旋葡聚糖和EC为示踪物,利用化学质量平衡(CMB)受体模型对北京市PM2.5中的OC进行了来源解析.结果表明,北京市细粒子OC的主要来源为柴油车排放(15.3%)、汽油车排放(20.5%)、燃煤排放(19.0%)、生物质燃烧(2.1%)和植物碎屑(1.1%).机动车和燃煤排放仍然是北京市细粒子OC的主要来源.而且有加重趋势.     

台州市市区环境空气中PM2.5的多模型联用来源解析

为对台州市市区环境空气中PM_2.5的主要来源进行全面分析,运用CMAQ(空气质量模型)模型中的ISAM源追踪算法,计算了台州市本地各类污染源及外来源对PM_2.5的贡献,同时基于CMB模型的初步源解析结果,利用CMAQ模型解析二次前体物排放源的贡献,得到CMB-CMAQ联用模型的源解析结果,综合分析CMAQ模型和CMB-CMAQ联用模型解析结果最终获得台州市市区空气中PM_2.5的贡献源数据.结果表明:①CMAQ模型和CMB-CMAQ联用模型解析结果均表明,台州市市区PM_2.5本地源中首要贡献源为工业源,两个模型中工业源贡献率分别为20.13%和26.94%,其次为扬尘源(贡献率分别为16.98%、19.37%)和道路移动源(贡献率分别为16.44%、18.14%).②CMB-CMAQ联用模型解析结果中工业源、扬尘源和道路移动源的贡献率均高于CMAQ模型解析结果,而外来源和电力源的贡献率均低于CMAQ模型解析结果.③CMAQ模型和CMB-CMAQ联用模型综合分析分配结果表明,外来源、工业源、扬尘源、道路移动源是对区域中PM_2.5贡献较大的4个污染源,贡献率分别为26.10%、22.38%、16.09%、15.07%.研究显示,台州市市区环境空气中PM_2.5污染呈以工业源、扬尘源为主,道路移动源污染突出的复合型污染特征,加强这三类源的排放管理对于台州市市区PM_2.5污染防治具有重要意义.      

Comparison of receptor models for source apportionment of volatile organic compounds in Beijing, China

Identifying the sources of volatile organic compounds (VOCs) is key to reducing ground-level ozone and secondary organic aerosols (SOAs). Several receptor models have been developed to apportion sources, but an intercomparison of these models had not been performed for VOCs in China. In the present study, we compared VOC sources based on chemical mass balance (CMB), UNMIX, and positive matrix factorization (PMF) models. Gasoline-related sources, petrochemical production, and liquefied petroleum gas (LPG) were identified by all three models as the major contributors, with UNMIX and PMF producing quite similar results. The contributions of gasoline-related sources and LPG estimated by the CMB model were higher, and petrochemical emissions were lower than in the UNMIX and PMF results, possibly because the VOC profiles used in the CMB model were for fresh emissions and the profiles extracted from ambient measurements by the two-factor analysis models were "aged".