4城市的环境空气颗粒物源解析技术及进展48页PPT

•甲
乙
甲50%，乙50% 不能用甲乙来拟合
大气颗粒物源解析技术
大气颗粒物（TSP和PM10）来源解析研究
技术路线
排放源类识别 建立源成分谱
机动车尾气
碳
氮氧化物 挥发性有机物
道路扬尘
二次有机物
PM2.5
二次颗粒物对PM2.5的贡献显著
二次颗粒物也称二次粒子，它不是直接由污染源排放 的，而是大气中的气态污染物通过光化学氧化反应生成的。 主要包括二次硫酸盐、二次硝酸盐和二次碳颗粒。
二次颗粒物的形成机制
燃煤源
SO2气体
大
气
机动车排放
NOx气体
•甲
乙
甲50%，乙50% 不能用甲乙来拟合
大气颗粒物源解析技术
大气颗粒物（TSP和PM10）来源解析研究
技术路线
排放源类识别 建立源成分谱
无机元素 碳组分 离子组分 有机组分 粒度分布
受体采样的时空选择 建立受体成分谱
化学质量平衡受体模型（CMB）
各类排放源分担率
各类排放源贡献值
颗粒物污染防治对策
对大气颗粒物的来源进行定性或定量研究的 技术称之为源解析技术
大气颗粒物源解析技术
在多种受体模型中，化学质量平衡（CMB）受体模型原理 简单易懂，可以定量地给出各类排放源的分担率，成为了实 际研究工作中研究最多，应用最广的受体模型。
CMB受体模型的建立基于以下假设，其基础是质量守恒:
（1）可以识别出对环境受体中的大气颗粒物有明显贡献的所有 污染源类，并且各源类所排放的颗粒物的化学组成有明显的差 别； （2）各源类所排放的颗粒物的化学组成相对稳定，化学组分之 间无相互影响； （3）各源类所排放的颗粒物之间没有相互作用，在传输过程中 的变化可以被忽略；
PM /PM
2.5
10
我国主要城市 PM10和PM2.5浓 度值均高于新 标准，且远高 于国外。 细粒子污染占 总体颗粒物污 染比例总体较 高，其中南方 城市细粒子所 占比例较北方 城市高。
PM2.5来源复杂，防控难度很大
城市
我国PM2.5污染来源构成情况 （%）
机动车 二次硫 二次硝
开放源 煤烟尘
我国机动车保有量逐年递增，2012年全国机动车保有量已达 2.4亿辆，其中汽车保有量1.2亿辆。机动车排放对我国环境空气 质量的影响正越来越显著。
中国历年机动车保有量 （千万辆）
我国颗粒物污染类型的演变
煤烟型污染
混合型污染
复合型污染
TSP
PM10
一次排放源类为主
PM2.5 多重源类并重
发展趋势……复合污染
氧
化
过
程
其它排放源类
VOCs
硫酸盐
硝酸盐
二次有机碳 臭氧、醛、
酮、酸等
大气颗粒物源解析技术
大气颗粒物源解析的由来
• 大气颗粒物的来源非常复杂，既有有组织源又有无组织 开放源，常规的源模型（扩散模型）已不能满足实际工作 的需要，源模型不能建立全面的颗粒物污染源与大气环境 质量之间的输入响应关系。 • 颗粒物污染普遍且严重，为了有效地控制颗粒物的污染， 需要清楚颗粒物的来源。
大气颗粒物源解析技术
在多种受体模型中，化学质量平衡（CMB）受体模型原理 简单易懂，可以定量地给出各类排放源的分担率，成为了实 际研究工作中研究最多，应用最广的受体模型。
CMB受体模型的建立基于以下假设，其基础是质量守恒:
（1）可以识别出对环境受体中的大气颗粒物有明显贡献的所有 污染源类，并且各源类所排放的颗粒物的化学组成有明显的差 别； （2）各源类所排放的颗粒物的化学组成相对稳定，化学组分之 间无相互影响； （3）各源类所排放的颗粒物之间没有相互作用，在传输过程中 的变化可以被忽略；
大气颗粒物源解析技术的实施 • 对所研究的区域内的主要颗粒物污染源进行调查研究，确定对 受体中颗粒物有贡献的主要排放源类； • 采集所确定的主要颗粒物排放源类的样品并进行前处理，比如 采集燃煤飞灰等； • 根据所研究区域的大小及区域内污染源的分布情况，结合气象 因素，确定受体样品采集的点位及分布，同时，根据一年内颗 粒物污染变化情况，确定受体样品的采样周期和采样时间； • 选择适当的采样滤膜和采样器，采集受体样品； • 分析源和受体样品中的化学组分，建立源和受体的成分谱； • 把源和受体的成分谱纳入CMB模型进行拟合计算，得到各源类 对受体的贡献值和分担率，即源解析结果。 • 根据大气颗粒物源解析结果，制定颗粒物污染控制方案。
二次碳
尾气尘 酸盐 酸盐
杭州 22.4
9.4
17.4 18.6
9.6
-
宁波 20.4 14.4 15.2 16.9
9.8
8.8
成都 22.4 13.3 18.0 19.8
9.8
4.6
天津 22.2
8.8
21.3 20.2 10.1
8.0
我国城市扬尘污染依然严重， 是颗粒物污染的主要来源
机动车尾气排ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对PM2.5贡献显著
大气颗粒物源解析技术
化学质量平衡模型的基本原理
J
Ci
Fi j • S j
j 1
Ci — 受体大气颗粒物中元素i的浓度测量值，μg /m3； Fij — 第j类源的颗粒物中元素i的含量测量值， Sj — 第j类源贡献的浓度计算值，μg /m3； J — 源类的数目，j=1，2……J； I — 元素的数目，i=1，2……I。
大气颗粒物源解析技术
化学质量平衡模型的基本原理
J
Ci
Fi j • S j
j 1
Ci — 受体大气颗粒物中元素i的浓度测量值，μg /m3； Fij — 第j类源的颗粒物中元素i的含量测量值， Sj — 第j类源贡献的浓度计算值，μg /m3； J — 源类的数目，j=1，2……J； I — 元素的数目，i=1，2……I。
我国PM2.5污染形势十分严峻
颗粒物浓度（g/m3）
200
1.0
PM 10
180
PM
2.5
160
PM /PM
0.8
2.5
10
140
120
0.6
100
80
PM 标准（70g/m3） 0.4
10
60
40
PM 标准（35g/m3） 2.5
0.2
20
0
0.0
北京 天津 南昌 杭州 广州 深圳 美国 德国 日本澳大利亚
4城市的环境空气颗粒物源解析技术及 进展
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
中国煤炭及能源消费总量逐年增加
中国历年能源消费量（亿吨）