城市大气气溶胶源解析方法浅析
大气中气溶胶的光学性质与源解析
大气中气溶胶的光学性质与源解析气溶胶是空气中悬浮的微小颗粒,是大气中重要的组成部分。
它们对大气的光学性质有着重要影响,同时也是大气组成与污染源解析研究的重要对象。
本文将从气溶胶的光学性质及其与源解析两方面进行探讨。
首先,气溶胶的光学性质是指气溶胶颗粒对光的吸收、散射和透射特性。
这些性质受到气溶胶颗粒的形状、大小、化学成分等多种因素的影响。
对于大气环境而言,气溶胶的光学性质直接影响到大气的辐射平衡和能量分布。
例如,某些气溶胶颗粒对太阳辐射的散射可以形成美丽的日落,而某些气溶胶颗粒对太阳辐射的吸收则会使大气变暖,对气候变化产生重大影响。
因此,研究气溶胶光学性质对于了解大气的光学特性、气候变化等具有重要意义。
其次,气溶胶源解析是指通过对气溶胶样本的分析,确定其成分和来源的过程。
气溶胶的来源多种多样,包括自然源和人为源。
自然源包括火山喷发、植物挥发物和海洋喷射等,而人为源则包括燃烧排放、工业废气和机动车尾气等。
研究气溶胶的源解析可以帮助我们了解不同源区气溶胶的特性,进而制定相应的环境管理政策。
例如,如果我们能够确定某个城市的气溶胶主要来自于汽车尾气,那么可以采取相应的措施减少汽车尾气排放,改善大气质量。
对于气溶胶的源解析研究,现代科学技术提供了许多有效的手段。
其中,一种重要的方法是使用质谱仪。
质谱仪可以分析气溶胶样本中的化学成分,从而确定其源区特征。
在进行源解析时,常常利用化学计量学的原理,通过对不同源区气溶胶样本的化学成分进行分析比较,确定其来源。
此外,还可以利用同位素技术和模型模拟等手段来进行源解析研究。
通过这些方法,我们可以更加准确地了解大气中气溶胶的来源,推测其对大气环境的影响。
总之,气溶胶在大气中具有重要的光学性质,并且研究气溶胶的源解析对于了解大气环境和制定相应的环境管理政策具有重要意义。
未来,我们需要进一步深入探索气溶胶的光学性质和源解析方法,以更好地理解大气中气溶胶的特性及其对大气环境的影响。
大气环境中气溶胶的来源解析与气象影响
大气环境中气溶胶的来源解析与气象影响气溶胶是指悬浮在大气中的固体或液体微小颗粒,它们的直径一般在0.001至10微米之间。
气溶胶在大气中具有广泛的来源,包括自然来源和人为活动的排放。
气溶胶对大气环境和气象过程产生着重要的影响。
本文将从气溶胶的来源解析以及气象影响两个方面来进行探讨。
一、气溶胶的来源解析气溶胶的来源主要分为自然来源和人为活动的排放。
自然来源包括海洋、陆地及大气自身的过程,而人为活动的排放则涵盖了工业、交通以及生活排放等。
1. 自然来源(1)海洋来源:海洋是全球最大的气溶胶源之一。
海洋表面的波浪破裂形成泡沫,泡沫中所包含的海水微粒在破裂时释放到大气中,形成气溶胶。
此外,海洋中的海盐也可以进入大气中,成为气溶胶的组成部分。
(2)陆地来源:土壤风蚀、植物花粉、细菌孢子以及植被火灾等都是气溶胶的陆地来源。
这些微小颗粒会通过风力将它们带入大气中。
(3)大气自身来源:大气本身的过程如挥发、凝结、沉积等也是气溶胶的来源。
2. 人为活动的排放(1)工业排放:工业过程中的燃烧、石化、金属冶炼等都会产生大量的气溶胶颗粒。
排放源的类型和规模决定了其对气溶胶浓度的贡献。
(2)交通排放:汽车尾气中的颗粒物排放是城市中主要的气溶胶来源之一。
尾气中的颗粒物主要包括炭黑和硫酸盐等。
(3)生活排放:燃煤、燃油以及家庭烹饪等过程都会释放大量的气溶胶颗粒。
二、气象影响气溶胶对气象过程有着重要的影响,主要体现在以下几个方面:1. 辐射平衡影响:气溶胶对太阳辐射和地球辐射的散射和吸收作用会改变大气的辐射平衡。
辐射平衡的改变会导致地表温度的变化,进而影响气温分布和大气稳定度。
2. 云和降水影响:气溶胶充当着云滴和降水颗粒的凝结核,对云的形成和降水的发生起着重要的作用。
气溶胶的浓度和分布会影响云的亮度、持续时间以及降水强度等。
3. 大气能见度改变:气溶胶的浓度会直接影响大气的能见度。
高浓度的气溶胶会导致能见度降低,影响人类的视觉感受和空气质量状况。
大气环境中气溶胶的来源解析与迁移模拟
大气环境中气溶胶的来源解析与迁移模拟气溶胶是大气环境中的重要组成部分,对气候变化、空气质量和人类健康产生重要影响。
了解气溶胶的来源和迁移模拟对于有效控制大气污染具有重要意义。
本文将对大气环境中气溶胶的来源进行解析,并介绍气溶胶迁移模拟的方法与应用。
一、气溶胶的来源解析1. 自然源自然源是指大气中气溶胶的天然来源,包括火山喷发、植被和土壤颗粒物的悬浮物质、海洋表面的盐粒子、植物花粉等。
这些来源的气溶胶在大气中具有一定的浓度和分布规律。
2. 人为源人为源指由人类活动所引起的气溶胶排放,包括工业生产过程中的燃烧排放、交通运输尾气排放、农业活动中的农药和化肥颗粒物等。
人为源气溶胶的排放量随着人类经济发展和城市化进程的加快而不断增加。
二、气溶胶的迁移模拟方法与应用1. 欧拉模型欧拉模型是一种常用的气溶胶迁移模拟方法,该模型基于质点追踪法,通过计算质点的位置和速度来预测气溶胶的迁移轨迹和浓度分布。
欧拉模型广泛应用于大气环境模拟和污染物传输预测等领域。
2. 拉格朗日模型拉格朗日模型是另一种常见的气溶胶迁移模拟方法,该模型基于质点的物理运动方程,从微观角度上模拟气溶胶的运动和变化。
拉格朗日模型适用于描述气溶胶的细观特性和复杂的物理化学过程。
3. 数值模拟数值模拟是一种基于计算机模型和大气动力学原理的气溶胶迁移模拟方法,通过数学模型和数值算法来模拟大气中气溶胶的运动和分布。
数值模拟方法具有较高的准确性和预测能力,广泛应用于大气环境科学研究和环境保护决策支持。
4. 应用案例气溶胶迁移模拟方法与应用涵盖了大气环境污染监测、空气质量预报、环境影响评估等多个方面。
例如,利用气溶胶迁移模拟方法可以准确预测某个地区的气溶胶浓度分布,为该地区空气污染的防治提供科学依据。
另外,气溶胶迁移模拟方法也可以用于评估工业排放的污染物对周围环境的影响程度,进而指导环境管理和调控措施的制定。
结论通过对大气环境中气溶胶的来源解析和迁移模拟方法与应用的介绍,可以看出气溶胶对于大气环境的影响非常重要。
大气环境中有机气溶胶的来源解析和气象效应研究
大气环境中有机气溶胶的来源解析和气象效应研究引言:大气环境中的有机气溶胶是由多种有机物质构成的微小颗粒,对大气质量和气象环境产生重要影响。
了解有机气溶胶的来源和气象效应有助于更好地改善大气质量和环境保护。
一、有机气溶胶的来源解析1. 自然源自然源是大气中有机气溶胶的重要来源之一。
植物排放的挥发性有机物、海洋的生物活动产生的气溶胶,以及土壤微生物代谢过程中释放的有机物都会进入大气中形成有机气溶胶。
2. 人为源工业活动、交通尾气、燃煤排放等人为活动是大气中有机气溶胶的主要来源之一。
例如,燃烧过程中产生的挥发性有机物和颗粒物会形成大量的有机气溶胶,而大气中的机动车尾气中也含有大量的有机气溶胶。
3. 大气化学反应在大气环境中,一系列气象条件和化学反应导致有机物质的氧化和组合,形成有机气溶胶。
例如,挥发性有机物在大气中与氮氧化合物反应会生成二次有机气溶胶。
二、有机气溶胶的气象效应研究1. 光学效应有机气溶胶对太阳辐射具有吸收和散射作用,能够改变大气中的辐射传输特性。
有机气溶胶的存在会导致地球表面的短波辐射减少,造成地面的能量不平衡,从而影响大气和地表温度分布。
2. 云凝结核有机气溶胶可以作为云凝结核,对云微物理过程产生重要影响。
有机气溶胶吸湿性较高,能够吸附水汽并形成云滴或云晶,影响云的持久性和云粒子的生长。
3. 光化学反应大气中的有机气溶胶可以参与光化学反应,产生一系列活性物质,如臭氧和光化学烟雾。
这些活性物质对大气环境和人类健康产生负面影响。
结论:有机气溶胶在大气中的来源解析和气象效应研究对于改善大气质量和环境保护具有重要意义。
综合考虑自然源、人为源以及大气化学反应的贡献,能够更加全面地理解有机气溶胶的组成和分布规律,并找到相应的防治方法。
此外,深入研究有机气溶胶的气象效应,对于预测和调控气候变化具有重要意义。
因此,进一步加强相关研究是迫切需要的。
大气气溶胶的来源与成分分析
大气气溶胶的来源与成分分析悬浮在空气中的微小颗粒物,叫做大气气溶胶。
这些气溶胶是固体和液体的混合物,主要由二氧化硅、二氧化铝、铁、钙、钠、镁等元素构成。
不同的元素和组合形成了不同形态的气溶胶,它们来源广泛,从大气本身到人类活动都有贡献。
下面就来简要介绍大气气溶胶的来源与成分分析。
一、自然来源(1)大气本身。
一些大气气溶胶是地球上自然的粒子物质,如沙尘暴、火山喷发等自然现象会带来大量气溶胶。
(2)海洋。
海洋中存在大量浮游生物和有机物质,也是大气气溶胶的来源之一。
当海浪打破时,海水中的溶解气体会释放出来,其中就包含许多的气溶胶。
(3)林区。
林区存在大量挥发性有机化合物和森林芬香等气体,这些气体在遇到太阳光线或大气氧气时会发生氧化反应,从而形成大量气溶胶。
二、人类活动的贡献(1)能源生产和消费。
包括化石燃料燃烧、电力生产、交通运输等,这些活动会产生大量排放物,如硫化物、氮化物、二氧化碳等,导致空气中的气溶胶数量增加。
(2)工业过程和废弃物处理。
由于工业生产和废弃物处理过程中产生的放射性物质、重金属、揮發性有机化合物等,都会对空气中的气溶胶增加贡献。
三、成分分析大气气溶胶的成分种类繁多,这里列举其中几种:(1)硫酸盐。
随着能源生产和消费活动的加剧,空气中的硫化物排放量大大增加,最终形成了硫酸盐的气溶胶。
硫酸盐是一种酸性气溶胶,会对人体及环境造成严重的危害。
(2)氮酸盐。
氮酸盐是氮气与空气中氨或硝酸等化合物反应形成的气溶胶。
氮酸盐也可能同时含有碳,如纤维素、脂肪酸等。
(3)碳化物。
碳化物是大气中含碳颗粒连成的结构,主要来源是机动车和油烟排放。
与硫酸盐气溶胶相比,碳化物对健康的危害更小。
(4)飞沫。
飞沫是液滴气溶胶,主要由水和生物颗粒物组成,如细菌、真菌、病毒等。
飞沫对身体的影响较大,是流感等疾病传播的一种方式。
总的来说,大气气溶胶的来源除了大自然之外,人类的活动也给予了极大的影响。
了解气溶胶的成分分析和来源,不仅有助于环保,也能更好地保障人体健康。
大气气溶胶监测与分析方法研究
大气气溶胶监测与分析方法研究引言:大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物,包括尘埃、烟雾、颗粒物等。
它们对空气质量和气候变化具有重要影响。
因此,研究大气气溶胶的监测与分析方法对于环境保护和预测气候变化具有重要意义。
本文将探讨现有的大气气溶胶监测与分析方法,并分析其优缺点。
一、大气气溶胶样品采集方法在进行大气气溶胶监测前,首先需要采集样品以供后续分析。
常用的大气气溶胶样品采集方法包括高空气球采样、飞机巡航层采样、地面监测站抽样等。
这些方法各有利弊,需要根据实际情况选择合适的方法。
二、大气气溶胶物理性质测试方法大气气溶胶的物理性质包括粒径分布、浓度、组成等。
常用的测试方法有激光粒度仪、颗粒计数器和X射线荧光光谱仪等。
这些方法可以快速准确地获取大气气溶胶的物理性质,为后续的化学分析提供基础数据。
三、大气气溶胶化学成分分析方法大气气溶胶的化学成分对其性质和影响具有重要作用。
常见的大气气溶胶化学成分分析方法有质谱仪、离子色谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等。
这些方法能够对大气气溶胶进行定性和定量分析,从而揭示大气污染源和化学转化过程。
四、大气气溶胶来源识别方法大气气溶胶的来源多种多样,包括工业排放、交通尾气、生物气溶胶等。
通过识别大气气溶胶的来源,可以有针对性地采取措施来减少空气污染。
现今常用的大气气溶胶来源识别方法有元素分析、同位素比值测定和化学计量学方法等。
这些方法能够通过分析大气气溶胶中的元素组成和同位素比值来确定其来源。
五、大气气溶胶模拟与预测方法随着大气污染问题的日益突出,对大气气溶胶的模拟与预测方法的需求也越来越迫切。
目前常用的大气气溶胶模拟与预测方法有数值模拟方法、统计回归方法和机器学习方法等。
这些方法可以通过建立模型,预测未来的大气气溶胶浓度和组成,为环境管理和气候预测提供重要参考。
结论:大气气溶胶监测与分析方法的研究对于环境保护和气候预测具有重要意义。
通过采用合适的样品采集方法、物理性质测试方法、化学成分分析方法、来源识别方法以及模拟与预测方法,可以全面了解大气气溶胶的性质和影响因素。
大气环境中气溶胶的来源解析与控制技术研究
大气环境中气溶胶的来源解析与控制技术研究气溶胶是指悬浮在大气中的固体或液体微粒,其存在对于气候变化和空气质量有着重要的影响。
气溶胶的来源多种多样,包括自然来源和人为活动的排放。
随着人类活动的不断增加,大气中气溶胶的浓度和种类也发生了变化,所以研究气溶胶的来源解析和控制技术对于保护环境和人类健康具有重要意义。
一、天然气溶胶的来源天然气溶胶主要来源于自然界的活动,包括海洋、林火、植物和地壳等。
海洋中的海水飞溅和海浪破裂会释放水滴和盐颗粒,形成海洋气溶胶。
林火释放出大量的烟雾和颗粒物,形成林火气溶胶。
植物通过挥发有机物和释放花粉等方式形成植物气溶胶。
地壳中的火山喷发、土壤风蚀和沙尘暴等现象也会产生大量的气溶胶。
二、人为活动排放的气溶胶人为活动排放的气溶胶主要来自工业、交通和能源生产等领域。
工业排放是气溶胶的重要来源之一,工厂烟囱排放的废气中含有大量的颗粒物和化学物质。
交通运输中的机动车尾气中也含有大量的颗粒物和有害气体,特别是柴油车辆排放的颗粒物较多。
能源生产和利用中,燃煤和石油等化石燃料的燃烧会产生大量的气溶胶。
三、气溶胶来源解析技术为了准确了解气溶胶的来源和成分,科学家们开展了大量的研究并提出了一系列的来源解析技术。
常用的技术包括气溶胶采样、质谱分析和同位素分析等。
气溶胶采样是指通过采集大气中的气溶胶样品,在实验室中进行后续的分析和测量。
质谱分析则是通过质谱仪等设备对气溶胶中的粒子进行成分分析,以确定其来源。
同位素分析是利用同位素丰度的差异来判断气溶胶中不同成分的来源。
四、气溶胶控制技术研究为了减少气溶胶对空气质量的影响,研究人员也致力于开发和应用气溶胶控制技术。
其中常见的技术包括过滤、洗涤和化学处理等。
过滤技术可以通过过滤器将空气中的颗粒物截留下来,从而减少气溶胶的浓度。
洗涤技术则是通过水或溶液对气溶胶进行洗涤,将其中的颗粒物去除。
化学处理技术则是在气溶胶中添加化学物质,使其发生反应并聚集成大颗粒,方便后续的处理和去除。
大气层中的气溶胶成分与来源解析
大气层中的气溶胶成分与来源解析大气层中的气溶胶是指悬浮在空气中的微小颗粒物质,包括固体、液体或混合态的颗粒。
它们对大气环境和气候变化产生着重要的影响。
了解气溶胶的成分和来源对于环境保护和空气质量改善至关重要。
一、气溶胶成分的分类根据气溶胶颗粒的组成和特性,可以将气溶胶分为几个主要类别。
1. 无机盐类气溶胶:包括硫酸盐、硝酸盐和氯化物等。
它们主要来源于工业排放、车辆尾气、燃煤和燃油等能源燃烧过程。
2. 有机物气溶胶:主要由碳组成,包括挥发性有机物(VOCs)和颗粒有机物(POPs)等。
VOCs主要来自于汽车尾气、工业废气和挥发性溶剂使用等,而POPs则主要来自于森林火灾、生物质燃烧和一些有机化合物的氧化反应。
3. 黑碳气溶胶:也称为炭黑,是一种固体颗粒,主要来源于燃煤、木材燃烧、交通尾气和工业排放等。
黑碳对气候变化有较强的正向驱动作用,它能够吸收太阳辐射并改变地球能量平衡。
4. 海盐气溶胶:主要由海洋风暴和波浪破碎产生,是大气中的重要成分之一。
海盐气溶胶对气候变化和云微物理起着重要作用。
二、气溶胶来源的解析气溶胶的来源多种多样,主要可以归结为自然和人为两个方面。
1. 自然来源:自然界中的一些过程能够产生气溶胶,如植物释放的挥发性有机物、火山喷发和森林火灾等。
这些自然来源的气溶胶对于地球的气候变化有一定的影响。
2. 人为来源:人类的活动是大气中气溶胶的主要来源之一。
工业生产、交通运输、燃煤和燃油等能源利用过程会排放大量的气溶胶颗粒。
此外,农业燃烧、城市建设和可持续发展等也会对大气中的气溶胶产生影响。
三、气溶胶成分与来源的研究意义研究大气中气溶胶的成分和来源有助于我们更好地理解气溶胶的作用和影响。
1. 环境保护:了解气溶胶的成分和来源有助于制定科学合理的环境保护政策,减少大气污染物的排放,并改善空气质量。
2. 气候变化:不同类型的气溶胶对气候变化的影响不同。
研究气溶胶的成分和来源可以帮助我们更好地估计气溶胶的辐射违规能力,进一步了解气溶胶的气候效应。
大气气溶胶源解析及其影响因素分析
大气气溶胶源解析及其影响因素分析大气气溶胶是指悬浮在空气中的微小颗粒物质,它们包括尘埃、烟雾、颗粒物和液滴等。
大气气溶胶的来源广泛,从自然源到人为源都有贡献,它们对大气环境和气候变化都有重要的影响。
本文将对大气气溶胶的来源进行解析,并分析影响其浓度和组成的因素。
一、自然源1. 自然界中的火山喷发、森林火灾、沙尘暴以及地壳活动等会释放大量的气溶胶。
火山喷发喷发的气溶胶粒径较大,容易在大气中形成云团,甚至影响太阳辐射和气候变化。
2. 植物通过植物的新陈代谢和排放等途径也会释放气溶胶,尤其是在热带雨林等植被茂密的地区。
3. 海洋中的泡沫,像海浪打破时产生的气溶胶,也是大气气溶胶的一种重要来源。
海洋中的盐分还可以增加气溶胶粒子的亲水性。
二、人为源1. 工业排放是大气气溶胶的主要人为源之一,包括排放的燃烧废气、工业生产的尾气等。
这些排放物中的颗粒物和化学物质会形成大气气溶胶,对空气质量和人类健康产生不良影响。
2. 交通排放也是大气气溶胶的重要来源。
车辆尾气中的排放物,特别是柴油车排放的颗粒物,对大气气溶胶的贡献较大。
3. 还有农业活动和生活污染等人为源也会释放大量的气溶胶,如农药雾剂、炊烟等。
三、影响因素分析1. 气象因素:风速、降水和温度等气象因素会影响大气气溶胶的输送和沉降。
高风速可以加速气溶胶的扩散和稀释,而弱风则容易导致气溶胶浓度升高;降水可以清除空气中的气溶胶,减少其浓度;温度对气溶胶的形成、增长和沉降都有影响。
2. 地理因素:地理位置和地形也会对大气气溶胶的浓度和组成产生影响。
例如,靠近工业区、城市和交通繁忙地区的地方气溶胶浓度通常较高。
3. 气象因素:大气气溶胶的浓度和组成还受到大气化学反应、气体排放和大气层结等因素的影响。
大气中的化学反应可以导致气溶胶的化学变化和组成的改变;气体排放的影响可通过改变原始气溶胶粒子的化学组分和颗粒物的生成途径来实现;大气层结的变化会影响气溶胶的上升和沉降。
综上所述,大气气溶胶的来源包括自然源和人为源。
大气环境中的气溶胶分析方法
大气环境中的气溶胶分析方法大气气溶胶是指悬浮在空气中的微小颗粒物,主要来自于自然尘埃、海盐、火山喷发、森林火灾等自然因素,以及人类活动产生的工业污染、机动车尾气、燃煤等。
气溶胶的化学成分、来源、大小分布等与人类健康、能源消耗、气候变化等问题密切相关。
因此,对气溶胶的详细分析成为大气环境研究的重要内容之一。
本文将简要介绍目前常用的气溶胶分析方法。
1. 直接取样测量法直接取样测量法是最直接的气溶胶分析方法。
它的原理是利用采集器从空气中采集气溶胶样品,然后通过化学分析的方法确定化学成分。
常见的气溶胶采集器有大气颗粒捕集器(PM10、PM2.5等)和垂直拦截器。
这种分析方法的优点是简单易操作,缺点是无法分析微小的气溶胶颗粒,并且在采集和储存样品的过程中易受到污染。
2. 气相色谱-质谱法气相色谱-质谱法(GC-MS)是一种常用的气溶胶分析方法,它能够定性和定量分析特定化学物质。
其工作原理是利用气相色谱将混合物中的各组分分离开来,然后通过质谱分析得到物质的分子量和种类等信息。
GC-MS方法具有高灵敏度、高分辨率、高可靠性等特点,但需要对样品进行预处理,易受到干扰。
3. 激光多角度散射法激光多角度散射法(LAMS)是一种对气溶胶粒子进行实时、在线测量的方法。
它的原理是利用激光器照射气溶胶粒子,再通过角度变化的多个散射粒子的大小、形状、复折射率等信息来定性和定量分析气溶胶。
LAMS方法的优点是实时性好、无需采样和预处理等,但只能分析较大的气溶胶颗粒。
4. 电喷雾质谱法电喷雾质谱法(ESI-MS)是一种新兴的气溶胶分析方法。
它与GC-MS方法类似,但是不需要像GC-MS方法那样对样品进行预处理。
该方法主要使用电喷雾质谱技术进行气溶胶中的化学物质的测量。
ESI-MS方法具有高度的灵敏度和分辨率,并且可以快速进行分析。
但该方法的唯一缺点是对于痕量有机物的分析,其灵敏度不高。
综上所述,大气环境中的气溶胶分析方法是多种多样的。
大气气溶胶的化学成分和源解析
大气气溶胶的化学成分和源解析大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小固体或液态粒子,它们是大气污染的重要组成部分,也是影响气候变化和空气质量的关键因素之一。
气溶胶的化学成分和来源对其影响有重要作用,因此本文将重点探讨气溶胶的化学成分和来源的解析。
一、气溶胶化学成分气溶胶的化学成分十分复杂,包括了无机物、有机物、元素和化合物等多种成分。
其中,无机物主要包括了硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,有机物主要包括了碳氧类化合物、氮氧类化合物、海盐气溶胶等。
1.硫酸盐硫酸盐是气溶胶中最常见的无机物之一,它们通常由大气中的硫化氢、二氧化硫和硫酸等化学物质转化而来。
硫酸盐既可以通过自然来源如火山喷发、风沙和海洋等产生,也可以通过人类活动如化石燃料燃烧和工业生产等产生。
硫酸盐不仅与酸雨形成有关,还可能造成健康问题和大气污染。
它们可以刺激眼睛和呼吸系统,引发肺炎和其他疾病。
同时,硫酸盐还被认为是全球气候变化的重要因素之一。
2.硝酸盐硝酸盐是气溶胶中另一种常见的无机物,通常由大气中的氮氧类化合物和水蒸气反应而成。
它们也可以通过自然来源如闪电和生物降解等产生,也可以通过人类活动如机动车尾气和工业生产等产生。
硝酸盐可能对人类健康和环境造成负面影响。
它们可以导致臭氧污染和光化学烟雾的形成,使人们更容易受到呼吸系统感染的影响。
同时,硝酸盐还可以对森林生长和动植物健康造成影响。
3.有机物气溶胶中的有机物通常是来自人类活动和自然来源的化合物,包括了挥发性有机物、二次有机气溶胶等。
挥发性有机物通常来自于摩托车和汽车尾气的排放,还包括了燃气和涂料等工业产品的挥发物质。
二次有机气溶胶则是由挥发性有机物和大气中其他化学物质的反应而来的。
它们可以导致人类健康和环境问题,包括气喘、心脏病和大气污染。
二、气溶胶来源解析气溶胶主要来源于自然和人类活动。
这些活动可以是地面运动、运输、建筑和工业生产等。
不同来源的气溶胶化学成分和粒子尺寸不同,对人类健康和环境造成的影响也不同。
城市大气气溶胶源解析方法浅析
城市大气气溶胶源解析方法浅析城市大气气溶胶源解析方法浅析摘要:本文简要介绍了大气污染源解析工作中所常用两种模型:源模型与受体模型,并着重分析了其中的受体模型,介绍了其中的两种方法化学质量平衡法(CMB )与因子分析法,而且对CMB 方法中的二重解析技术作出简要论述。
最后给出两种方法在实际运用时的联合使用方案。
关键词:源解析,受体模型,化学质量平衡,因子分析,二重解析0 引言在研究城市大气气溶胶时,必须了解其化学分布特征的关系并利用相关的资料分析并推断气溶胶源的类型及相对贡献,以便于研究城市大气气溶胶的环境、气候和生态效应。
并为政府部分制定宏观监测方案提供依据。
城市大气气溶胶来源鉴别方法总体上分为两大类:源扩散模式和受休模式。
在早期大气污染物研究中,主要依据污染源排放率统计资料。
用扩散模式估算气溶胶的空间分布,进而判断各类源对目标区气溶胶的贡献。
但这种方法仅适用于小尺度范围内化学稳定的原生质粒的扩散问题。
它不能考虑从源到目标区较长距离输运过程中的气相化学反应和气粒转化过程,而较大范围内排放源的资料,包报移动、变化源难以精确统计[1]。
1 源模型与受体模型随着气溶胶采样仪器和化学分析技术的进步,他我们能在观测点(相对于各源来说可视作接受器)同时获得不同粒度气溶胶中。
几十种元素的高精度资料。
从而为定量分析各种源对观测点不同粒度气溶胶的化学成分、质量浓度的贡献奠定了基础。
实际上接受点获得的气溶胶质粒的物理、化学特性的系统资料,包含有各类源相对贡献的信息。
根据对各类源的特性的了解,通过统计分析可提取这些信息.类似于遥感探测的反演问题。
必须指出逆问题的求解往往不收敛或不唯一,应借助于各种优化为方法求得最优解。
受体模式日前已取代扩散模式、作为城市大气气溶放研究的最主要方法,但传统的扩散模式依然有用武之地,因为受体模式只能分析现状,不能预测新建源或源变化的影响。
无论是源模式还是受体模式都可以用以下过程来描述,设某地区有多源j ,接受点采样分析后可得元素i 的浓度为X i ,此时各类源质粒的元素组成与接受点环境空气中质粒的元素组成间存在下列关系[1],[2]i i j i j X a sα=∑其中ij a 表示源j 发射的质粒中个i 元素的份数,ij α是联系源大气和接受点间的一调节参数,表征从源发射后在到达接受点途中发生的稀释、沉降、化学反应和转化使元素i 发生的变化,对大多数元素ij α=l ,对挥发性强的无机元素ij α< l ,对在大气中产生化学反应的物种ij α可大于l 或小于1。
大气气溶胶的污染源解析与控制策略
大气气溶胶的污染源解析与控制策略大气污染是一个日益严重的环境问题,而气溶胶是其中一个重要的污染源。
本文将从大气气溶胶的来源及其污染特征出发,探讨其危害和对策。
一、大气气溶胶的来源大气气溶胶主要来自于自然和人为两个方面。
1. 自然来源自然来源主要包括火山喷发、沙尘暴、海洋气溶胶和植物挥发物等。
火山喷发会释放大量的火山灰和气溶胶颗粒物,对大气质量造成很大影响。
沙尘暴则是由于干旱地区的风力将大量沙尘带入大气中,其中携带的气溶胶颗粒物会造成空气质量下降。
海洋气溶胶则是海水蒸发形成的盐颗粒物在空气中的悬浮态,对气象和气候有很大的影响。
植物挥发物则是由于植物释放的气体与空气中的其他成分混合形成的气溶胶颗粒物。
2. 人为来源人为来源主要包括工业排放、交通排放和生物质燃烧等。
工业排放是大气气溶胶的主要来源之一,包括燃煤、石油燃烧和工业废气排放等,其中释放的颗粒物、气体和有机化合物都会对环境和健康造成危害。
交通排放主要来自车辆尾气排放,其中包括颗粒物、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
生物质燃烧主要源于农村地区和发展中国家,如农作物秸秆燃烧、柴火燃烧等。
二、大气气溶胶的污染特征大气气溶胶的污染特征主要表现在以下几个方面。
1. 化学成分复杂大气气溶胶的化学成分十分复杂,既含有无机物如硫酸盐和硝酸盐,也含有有机物如多环芳烃和挥发性有机化合物等。
其中,硫酸和硝酸是大气中主要的无机气溶胶成分,而有机气溶胶则具有很高的多样性。
2. 大气传输和沉降大气气溶胶既可以通过大气传输而扩散到更远的地方,也可以沉降到地表或水体中。
大气传输主要受气象条件、气溶胶的物理性质和环境条件的影响,而气溶胶沉降则受到重力和空气动力学的影响。
3. 健康和环境危害大气气溶胶对健康和环境造成严重的危害。
细颗粒物(PM2.5)是其中最为关注的气溶胶颗粒物之一,其直径小于2.5微米,能够携带大量的有害物质进入呼吸道并进一步进入血液循环系统,对人体健康产生直接影响。
气溶胶颗粒物在城市空气污染中的来源分析
气溶胶颗粒物在城市空气污染中的来源分析气溶胶颗粒物是指在空气中浮游或悬浮的固体或液态颗粒物质,常见的包括二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、颗粒物等。
这些颗粒物质对人类健康和环境产生了严重的影响。
城市空气污染是气溶胶颗粒物主要的来源之一,特别是在工业化和城市化发展较快的地区。
市区交通是气溶胶颗粒物的主要来源之一。
车辆尾气排放中包含了大量的二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物和挥发性有机物等,而随着城市交通的不断增长,车辆排放的二氧化硫、颗粒物、一氧化碳和氨等污染物的排放量也不断增加。
除此之外,城市中的工业污染也是气溶胶颗粒物的重要来源。
工业过程中的燃烧、挥发、雾化、破碎和搅拌等过程都会产生大量的气溶胶颗粒物。
尤其是重工业,包括钢铁、水泥、电力、化工等行业,它们的生产过程中需燃烧大量的煤炭和石油,会排放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物。
此外,城市生活垃圾堆放与处理也是城市空气污染中的重要因素。
生活垃圾的填埋和焚烧过程都会排放较高浓度的气溶胶颗粒物和其他污染物。
另外,城市建筑施工、道路铺设以及装修等活动都会产生大量的颗粒物和挥发性有机物,进一步加剧城市空气污染。
针对城市空气污染,需要采取一系列的措施来防止和治理。
首先,要加强城市交通管理。
建立完善的公交系统,鼓励居民使用公共交通工具,限制小汽车的使用,减少城市交通排放的污染物。
其次,加强监管企业的污染排放。
要严格控制工业污染的排放,在工业企业的运营过程中建立严格的环保制度,对有违反行为的企业进行罚款或者强制停产整治。
此外,要改善生活垃圾处理的方式,降低垃圾填埋和焚烧带来的污染。
加强市民环保意识宣传和环保教育,推广科研成果,引导公众积极参与环保行动。
这样才能保障我们的健康和环境的可持续发展。
总之,气溶胶颗粒物在城市空气污染中是一大问题,其来源复杂。
为了实现城市可持续发展,要采取多种措施,减少污染物的排放,改善城市环境质量。
同时也需要推广环保理念,引导公众积极参与,以共建美丽中国为目标,为城市环境的改善做出积极的贡献。
大气工程中的气溶胶来源与成分分析
大气工程中的气溶胶来源与成分分析近年来,大气污染问题引起了全球范围内的广泛关注。
气溶胶作为大气污染的主要组成部分之一,对人类健康和环境产生了重要影响。
因此,研究气溶胶的来源和成分分析成为了大气工程领域的热点之一。
气溶胶来源主要可以分为自然来源和人为来源。
自然来源的气溶胶包括火山喷发、森林火灾、植物挥发物等。
火山喷发释放的气溶胶中含有大量的硫酸盐和其他化合物,对大气的光学性质和气候产生了显著影响。
森林火灾产生的气溶胶中富含碳和有机物,对气候变化和空气质量产生了重要影响。
此外,植物挥发的有机物也是自然来源的一部分,它们对大气中光学性质和生物气候影响不可忽视。
人为来源的气溶胶主要来自工业活动、交通尾气和生活排放等。
工业生产过程中释放的气溶胶主要包括颗粒物和有机物,其成分和浓度与不同工业过程有着密切的关系。
交通尾气释放的气溶胶含有大量的颗粒物、元素碳和有机物,特别是机动车尾气排放对城市大气质量的贡献较大。
生活排放的气溶胶主要来自家庭、商业建筑和餐饮等场所。
燃煤排放和生活烧烤释放的气溶胶中含有大量的颗粒物和黑碳等有害物质,对空气质量产生了严重影响。
对气溶胶成分的分析是了解其来源和影响的关键。
随着技术的不断发展,现代分析手段能够对气溶胶中的成分进行精确测量和定量分析。
常见的气溶胶成分包括无机盐、有机物、碳和金属元素等。
无机盐包括硫酸盐、硝酸盐和铵盐等,它们是大气中常见的成分,与气溶胶的光学性质和酸雨等环境问题密切相关。
有机物是气溶胶中含量较高的成分之一,包括挥发性有机化合物和非挥发性有机物。
有机物对气溶胶的吸湿性、光学性质和化学反应具有重要影响。
碳是气溶胶中的重要组成部分,包括元素碳、有机碳和黑碳等。
它们对大气的辐射平衡和气候变化具有重要影响。
金属元素是气溶胶中的微量成分,但对人类健康具有重要影响,如铅、镍、锰等。
分析气溶胶成分可以通过多种手段,包括质谱、光谱和化学分析等。
质谱技术可以用于气溶胶中各种成分的定性和定量分析,例如气相色谱质谱联用技术可以对挥发性有机物进行分析。
大气环境中气溶胶的化学组成与来源解析
大气环境中气溶胶的化学组成与来源解析气溶胶是指悬浮在大气中的微小固体或液体颗粒物质,其化学组成与来源对于大气化学和环境科学至关重要。
了解气溶胶的组成和来源是研究大气污染、气候变化以及人类健康等问题的重要基础。
本文将从不同来源的气溶胶的化学组成和影响因素两个方面进行解析。
一、自然来源的气溶胶化学组成自然来源的气溶胶主要包括海洋气溶胶、生物气溶胶和沙尘气溶胶等。
海洋气溶胶中的化学成分主要有海盐颗粒、有机物质、微生物和浮游生物死亡后的碎片等。
其中,海盐颗粒由氯化钠和硫酸钠等盐类组成,有机物质则包括碳氢化合物、脂质和蛋白质等。
生物气溶胶主要由植物花粉、细菌、病毒和真菌孢子组成,其成分与季节、地域和植被类型等因素有关。
沙尘气溶胶主要由土壤颗粒和微生物组成,同时还含有多种金属元素、氧化物和硫酸盐等。
二、人为来源的气溶胶化学组成人为活动是大气中气溶胶的重要来源之一。
工业活动、能源燃烧和交通运输等都会释放大量的气溶胶物质进入大气中。
工业排放的气溶胶主要包括硫酸盐、硝酸盐和颗粒物等,其化学组成与工业过程和燃料类型有关。
能源燃烧释放的气溶胶包括煤烟、石油燃烧产生的颗粒物和挥发性有机物等。
交通运输排放的气溶胶主要包括车辆尾气中的颗粒物、有机化合物和金属元素等。
三、气溶胶组成的影响因素大气中气溶胶的组成受到多种因素的影响。
首先是气候条件,包括温度、湿度和风速等。
气候条件的变化会影响气溶胶的物理状态和化学反应速率,从而改变其组成。
其次是生物活动,植物的生长、细菌的代谢和海洋的生物过程等都会对气溶胶的组成产生影响。
第三是大气氧化能力,由于大气中存在大量的氧化剂,如氧气、臭氧和氮氧化物等,这些氧化剂会与气溶胶中的物质发生反应,从而改变其组成。
综上所述,大气环境中气溶胶的化学组成与来源对于了解大气污染形成机制、气候变化和人类健康等问题具有重要意义。
不同来源的气溶胶具有不同的化学组成,其中自然来源与人为活动释放的气溶胶对大气环境具有重要影响。
大气环境中有机气溶胶的组分与来源分析
大气环境中有机气溶胶的组分与来源分析近年来,随着工业化的快速发展和城市化进程的加速,大气环境问题日益引起人们的关注。
有机气溶胶作为大气中的主要污染物之一,对空气质量和人类健康产生重要影响。
本文将就有机气溶胶的组分和来源进行较全面的分析。
首先,有机气溶胶的组分可以分为挥发性有机物(VOCs)和非挥发性有机物(NVOCs)。
VOCs主要包括甲烷、乙烯、苯等。
这些物质通常由工业排放、机动车尾气、挥发性有机溶剂使用等产生,并且易于被大气中的氧化剂氧化成NVOCs。
NVOCs主要是氧化产物,包括有机酸、醛类、酮类等。
这些物质一般由VOCs在大气中发生化学反应而生成。
有机酸如乙酸、乙醛等具有刺激性气味,对人体健康有一定的危害。
其次,有机气溶胶的来源多种多样。
第一来源是化石燃料燃烧,特别是车辆尾气和燃煤排放。
机动车尾气中的有机气溶胶主要是由燃油中的有机物燃烧后产生,而煤燃烧排放的有机气溶胶主要是由煤中的有机质燃烧后释放到大气中。
第二来源是工业过程排放,包括化工厂、电厂和钢铁厂等。
这些工业过程中产生的废气中含有大量有机物,当这些废气排放到大气中时,有机物会氧化生成有机气溶胶。
第三来源是生物质燃烧和生物过程释放。
例如,农田燃烧、森林火灾和生物质锅炉燃烧等都会释放大量有机气溶胶。
另外,现代农业中广泛使用的农药和化肥也是有机气溶胶的来源之一。
化肥中的挥发性有机物和农药残留在农田中,随着风力或冲洗效应等因素而挥发到大气中,形成有机气溶胶。
这部分有机气溶胶对农作物的生长和环境的健康产生了一定的影响。
除了以上主要来源之外,还有一些其他因素也会导致有机气溶胶的生成。
例如,大气中的光化学反应会产生大量有机气溶胶。
这是因为大气中的氮氧化物和挥发性有机物在光照条件下发生光化学反应,生成大量有机气溶胶。
此外,生物源性有机气溶胶也是大气中较重要的一种来源。
这部分有机气溶胶主要是由植物和海洋等生物体中的挥发性有机物排放到大气中所产生。
总结起来,大气环境中有机气溶胶的组分多种多样,主要包括挥发性有机物和非挥发性有机物。
大气环境中有机气溶胶的来源与组成分析
大气环境中有机气溶胶的来源与组成分析近年来,大气环境中的污染问题引起了人们的广泛关注。
有机气溶胶作为一种重要的空气污染物,其来源和组成分析对于改善空气质量、保护人类健康具有重要意义。
本文将从大气环境中有机气溶胶的主要来源和组成分析两个方面展开论述。
首先,大气环境中有机气溶胶的主要来源可以分为自然来源和人为来源。
自然来源主要包括植物排放、火山喷发和海洋生物排放等。
植物排放的有机气溶胶是大气中最重要的来源之一。
植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气,同时会排放挥发性有机物质,这些有机物质会与大气中的气体和颗粒物发生化学反应形成有机气溶胶。
另外,火山喷发也是产生大量有机气溶胶的重要来源,火山喷发时释放出的气体和颗粒物与大气中的氧化剂反应形成有机气溶胶。
海洋生物排放的有机气溶胶主要是由海洋微生物和藻类排放的有机物质形成的,这些有机物质在大气中的氧化反应会生成有机气溶胶。
人为来源主要包括工业废气排放、交通尾气和燃煤排放等。
工业废气中的有机气溶胶主要来自于石化、化工、纺织和冶金等工业生产过程中的挥发性有机物排放。
交通尾气中的有机气溶胶主要来自于汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化物的氧化产物。
燃煤排放中的有机气溶胶主要来自于煤的燃烧过程中产生的有机物质。
其次,大气环境中有机气溶胶的组成分析是研究其来源和影响的重要手段。
有机气溶胶由成百上千种化合物组成,其中包括碳氢化合物、羧酸、醛类、酮类、醚类和酚类等。
碳氢化合物是有机气溶胶中含量最高的组分,主要来自于石油和天然气的挥发性有机物排放。
羧酸是有机气溶胶中的重要成分之一,主要来自于挥发性有机物的氧化产物。
醛类和酮类是有机气溶胶中含量较高的成分,主要来自于交通尾气和燃煤排放。
醚类和酚类来自于工业废气和燃煤排放。
此外,有机气溶胶中还存在一些有毒有害的物质,如多环芳烃和酚类化合物,它们对人类健康和环境造成潜在危害。
在大气环境中,有机气溶胶的来源和组成分析有助于我们更好地理解空气污染的形成机制,并采取相应的控制措施。
大气环境中气溶胶的生物源解析与影响
大气环境中气溶胶的生物源解析与影响对于大气环境中的气溶胶,人们常常将其与工业排放和交通尾气等无机源联系起来。
然而,近年来的研究表明,生物源也是气溶胶的重要来源之一。
本文将探讨大气环境中气溶胶的生物源解析以及其对生态环境和人类健康的影响。
一、生物源气溶胶的来源生物源气溶胶是指大气中悬浮着的生物粒子,主要由细菌、真菌、藻类、植物颗粒和动物细胞等组成。
这些生物粒子可以通过风力将其携带至大气中,并在大气中分散和传播。
生物源气溶胶的主要来源包括植物排放、海洋生物活动以及土壤悬浮微粒等。
1. 植物排放植物排放是大气中生物源气溶胶的重要来源之一。
植物通过气孔释放气溶胶颗粒,其中包括花粉、细胞碎片和挥发性有机物等。
花粉在春季对气溶胶的贡献尤为显著,而细胞碎片和挥发性有机物在植物的生长和衰亡过程中也会释放到大气中。
2. 海洋生物活动海洋生物活动也是生物源气溶胶的重要来源之一。
海洋中的浮游生物,如浮游植物和浮游动物,会随着波浪和气流的作用而被抬升到大气中,形成海洋生源气溶胶。
这些气溶胶颗粒富含有机物质,如脂肪酸、糖类和蛋白质等,对大气化学反应和云微物理过程具有重要影响。
3. 土壤悬浮微粒土壤悬浮微粒是大气中生物源气溶胶的另一个重要来源。
土壤中存在大量的细菌、真菌和植物残体等有机物质,这些有机物质可以随着风力而被搬运到大气中。
此外,土壤中的微生物活动也会释放气溶胶颗粒,使其成为土壤生源气溶胶的重要组成部分。
二、生物源气溶胶的影响生物源气溶胶对生态环境和人类健康都具有重要的影响。
下面分别从生态环境和人类健康两方面进行探讨。
1. 生态环境影响生物源气溶胶通过携带病原微生物、有机物质和营养成分等,对生态环境的生物多样性和能量流动产生影响。
一方面,生物源气溶胶可以作为微生物的传播媒介,影响生物群落的结构和功能;另一方面,生物源气溶胶中的有机物质和营养成分可以为其他生物提供营养,促进生态系统的物质循环和能量转化。
2. 人类健康影响生物源气溶胶中的微生物和有机物质可能对人类健康产生负面影响。
大气气溶胶的来源和影响分析
大气气溶胶的来源和影响分析近年来,随着人们对气候变化和大气污染的关注增加,大气气溶胶这一物质也开始逐渐受到关注。
大气气溶胶是指大小在0.1~100微米之间的悬浮在大气中的微小颗粒物,它们来自人类活动、自然因素和大气本身。
一、来源1. 人类活动人类的活动是大气气溶胶的主要来源之一。
其中,工业生产和交通运输是造成大气气溶胶污染的重要因素。
强烈的光照和高温有利于挥发有机物和颗粒物,从而增加了气溶胶的质量。
此外,人类还通过燃煤、油和天然气等化石燃料的燃烧排放大量的气溶胶。
2. 自然因素自然因素也是大气气溶胶的一个重要来源。
一些天然现象,如火山爆发、草原火灾和沙尘暴等,都会产生大量的气溶胶颗粒。
此外,海洋中的浪花和潮汐运动也会将海水中的盐颗粒催化形成气溶胶。
3. 大气本身大气本身也会释放大量的气溶胶颗粒。
大气气体中的硫化氢、二氧化碳和其他化学物质在大气中发生化学反应,产生大量的气溶胶颗粒。
此外,在自然界中,由于某些植物的种子中含有挥发性有机物和水溶性物质,这些植物也会产生气溶胶颗粒。
二、影响1. 气候变化大气气溶胶对气候变化有着重要影响。
一方面,气溶胶中的黑碳和颗粒物会吸收太阳辐射并散热,从而对气温产生影响。
另一方面,气溶胶中的硫酸盐和有机物能够通过浮云和霞光的形成,进一步增加了大气中的反射作用,从而导致气候变化。
2. 健康影响大气气溶胶对人类健康也有着危害性。
悬浮在空气中的细小气溶胶能够进入人体呼吸道并引发哮喘、气管炎等疾病。
一些气溶胶颗粒还可能在肺部沉积,引起慢性炎症和感染。
3. 环境影响大气气溶胶也会在环境中造成影响。
气溶胶的存在会改变大气的透明度,影响阳光的照射和地面的能量收集。
此外,气溶胶颗粒还可能被降水或风扫拂到海洋或地表水中,对水体造成污染和水生生物的生长和繁衍等带来影响。
结论综上所述,大气气溶胶是一种复杂的物质,来源多样,影响广泛。
因此,我们需要采取合适的措施,减少人类活动对大气气溶胶的影响,同时加强对大气气溶胶的研究,以更好地管理和监测这种重要的大气污染物。
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城市大气气溶胶源解析方法浅析
摘要:本文简要介绍了大气污染源解析工作中所常用两种模型:源模型与受体模型,并着重分析了其中的受体模型,介绍了其中的两种方法化学质量平衡法(CMB )与因子分析法,而且对CMB 方法中的二重解析技术作出简要论述。
最后给出两种方法在实际运用时的联合使用方案。
关键词:源解析,受体模型,化学质量平衡,因子分析,二重解析
0 引言
在研究城市大气气溶胶时,必须了解其化学分布特征的关系并利用相关的资料分析并推断气溶胶源的类型及相对贡献,以便于研究城市大气气溶胶的环境、气候和生态效应。
并为政府部分制定宏观监测方案提供依据。
城市大气气溶胶来源鉴别方法总体上分为两大类:源扩散模式和受休模式。
在早期大气污染物研究中,主要依据污染源排放率统计资料。
用扩散模式估算气溶胶的空间分布,进而判断各类源对目标区气溶胶的贡献。
但这种方法仅适用于小尺度范围内化学稳定的原生质粒的扩散问题。
它不能考虑从源到目标区较长距离输运过程中的气相化学反应和气粒转化过程,而较大范围内排放源的资料,包报移动、变化源难以精确统计[1]。
1 源模型与受体模型
随着气溶胶采样仪器和化学分析技术的进步,他我们能在观测点(相对于各源来说可视作接受器)同时获得不同粒度气溶胶中。
几十种元素的高精度资料。
从而为定量分析各种源对观测点不同粒度气溶胶的化学成分、质量浓度的贡献奠定了基础。
实际上接受点获得的气溶胶质粒的物理、化学特性的系统资料,包含有各类源相对贡献的信息。
根据对各类源的特性的了解,通过统计分析可提取这些信息.类似于遥感探测的反演问题。
必须指出逆问题的求解往往不收敛或不唯一,应借助于各种优化为方法求得最优解。
受体模式日前已取代扩散模式、作为城市大气气溶放研究的最主要方法,但传统的扩散模式依然有用武之地,因为受体模式只能分析现状,不能预测新建源或源变化的影响。
无论是源模式还是受体模式都可以用以下过程来描述,设某地区有多源j ,接受点采样分析后可得元素i 的浓度为X i ,此时各类源质粒的元素组成与接受点环境空气中质粒的元素组成间存在下列关系[1],[2]
i i j i j X a s
α=∑
其中ij a 表示源j 发射的质粒中个i 元素的份数,ij α是联系源大气和接受点间的一调节参数,
表征从源发射后在到达接受点途中发生的稀释、沉降、化学反应和转化使元素i 发生的变化,对大多数元素ij α=l ,对挥发性强的无机元素ij α< l ,对在大气中产生化学反应的物种ij α可大于l 或小于1。
若已知源状态ij α(通过对源发射物的分析)以s j 为媒介。
可求得接受点的质粒状况,此即源扩散模式。
从Xi 的测量分析值,通过统计分析求出sj ,此即受体模式。
ij a 在计算中同时确定。
2受体模型分析方法
2.1化学质量平衡法
此种方法的使用的一个关键与前提是有关TSP 发射源必须完全正确,而且各类物质的调节参数必须符合实际[3]。
现举在石家庄市运用CMB 方法进行源解析为例[4],将各源类的成分谱(各化学组分的百分含量平均值及其标准偏差)和受体的成分谱(各化学组分的浓度平均值及其标准偏差)代入CMB 模型,用CMB 模型软件进行计算。
得到各源类对环境空气中TSP 和PM 10的贡献值与分担率。
在进行消除源的共线性的筛选工作后,最终选择土壤风沙尘、扬尘、煤烟尘、建筑尘、机动车尾气尘、钢铁尘和Mg 、Ai 、Si 、Ca 、Fe 、TC 、SO 4,等化学组份进行拟合计算,得到石家庄市区源贡献值。
据王静[4]的工作中表明,这种解析结果出现了负的贡献度值与拟合优度诊断指标变坏的情况,经分析出现此种情况的原因是扬尘与共它的源类之间存在的共线性,使得它的分担率出现了错误的估算,由此需要对扬尘进行单独解析。
2.1.1扬尘的二重解析技术
扬尘具有以下特征[4],[6]:
(一)扬尘是一种混合源类,它由各单一尘源类的颗粒物混合组成。
实际上各单一尘源类所排放的颗粒物只是部分的“进入”了扬尘,各单一尘源类所排放的颗粒物在扬尘中所占的份额是不一样的。
(二)部分“进入”扬尘的各单一尘源类的颗粒物的形态和化学组成一般不会变化或是这种变化可以忽略;单一尘源类的颗粒物没有进入扬尘的部分,仍以原来的组成和形念存在。
(三)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体,所以扬尘既是排放源类又是接受体。
(四)扬尘与各单一尘源类是共线性源类,但共线程度各有不同。
而二重解析技术就是把扬尘视为接受体,采用CMB 模型,计算单一尘源类对扬尘的贡献率;然后用这个贡献率分解结果一中扬尘的分担率,得到单一尘源类进入到扬尘中的分担率,用之前所算得各单一尘源的分担率减去其进入到扬尘中的分担率就可以计算出没有 “进入”扬尘的单一尘源类对受体的分担率,从而得到新的结果。
这技术方法本研究称之为“二重解析”技术。
由结果表明经二重解析之后的TSP 解析结果,能够符合质量控制技术的指标要求,拟合质量较好[4]。
2.2因子分析法
因子分析的原理是在承认与污染源有关的变量间存在着某种相关性的前提下,在不损失主信息的前提下,将一些具有复杂关系的变量或样品归结为数量较少的几个综合因子, 可用下式表达[1],[2]:
1122ji j i j i jp pi j ji X a F a F a F d U =++++ …
式中,X ji 是对所有变量都适用的一些因子Fji 和对每一变量适用的唯一因子U ji 的线性组合。
a ji 是对每个变量的因子负载系数,d j 是对唯一变量j 的标准回归系数。
因子分析主要目的是求出公因子数的因子负载系数a ji 等。
因子负载系数的大小反映因子与变量间的相关程度。
此法用颗粒物的实测元素浓度进行运算, 再结合被测地区的具体情况行分析,获得主要污染来源及其贡献率。
在实际运用时,往往是通过几种方式相互结合,来进行源解析的工作, 而上述所讲的源解析方法CMB 与因子分析法在实际运用中各有优缺点,CMB 方法除了要解决单一源之间的共线性问题外,还要求源成分谱的全面性,以及对各类源分析的准确性。
对于源数目较多的样品,CMB 方法更具有优势。
因子分析法作为一种多元统计方法,通过减少变量数目,使问题到简化。
但是它得不到各类源的绝对贡献值,需要进行近一步的回归分析,所以有时也将其与CMB 法合使用,由因子分析法确定源, 由CMB 方法确定贡献率[5],[7]。
3 结语
本文所介绍的CMB 方法与因子分析方法是源解析工作中所比较成熟的方法,但在实际运用时由于两种方法各有优缺点,而把种方法结合使用。
除了这两种方法之外,源解析工作还应根据源种类,污染物粒径等选择其它更为合适的方法,但仍需进行各种方法相互结合使用,这样才能达到优势互补,提高源解析工作的精度。
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