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大气颗粒物源解析研究方法比较与进展

大气颗粒物源解析研究方法比较与进展
大气颗粒物源解析研究方法比较与进展

第五章环境污染防治技术研究与开发1393?

大气颗粒物源解析研究方法比较与进展

吕森林1汪安璞1焦正2陈小慧2

(1上海大学环境与化学工程学院射线所)

(2中国科学院生态环境研究中心)

摘要首先对源解析的两类方法(扩散模型和受体模型)进行了分析对比,指出两类方法中存在

的问题,接着对受体模型中的主要研究方法进行了介绍,比较了它们的优缺点,并分析了源解析发展的特点,最后对今后开展此类研究提出了建议。

关键词大气颗粒物源解析扩散模型受体模型

一、引言

大气颗粒物是大气环境中组成复杂、危害较大的污染物之一按颗粒物的空气动力学直径大小分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PMlo)以及超细颗粒物(UF)。它本身含有许多有毒有害物质,同时也是其它污染物的载体。10|lm以下的颗粒物会随着人的呼吸进入体内,有致癌作用,能引起肺组织纤维硬化等疾病;大气颗粒物还对生态环境、历史文物有严重的破坏作用。由于大气颗粒物的来源复杂,影响因素很多,既受人群活动的影响又受到气象条件等诸多因素的制约。为了有效控制大气颗粒物的浓度,提高空气质量,就必须了解大气中颗粒物的来源。在研究过程中,不仅要定性地识别大气颗粒物的来源,还要定量地计算出各种源对环境污染的贡献值(分担率),这就是源解析(SourceApportionment)川。因此,弄清大气颗粒物的来源及各来源所占比例,对于防治颗粒物污染是一个非常重要而又复杂的课题,也是大气颗粒物研究领域的重要内容之一。源解析的结果不仅能够为制定大气污染防治规划提供科学的依据,而且对于确定污染治理有着十分重要的指导意义。

二、研究现状

自1980年以来,对大气颗粒物的来源识别、评价的方法主要有两种,一种是以污染源为对象的扩散模型(diffusionmodel),另一种是以污染区域为对象的受体模型(receptormodel)。对前者的研究及其应用已比较多,而对后者的研究及应用主要集中在大气污染物的研究中。美国、日本等国家从20世纪70年代起,G.K.FriedLander等人开始由排放源转移到受体对进行大气颗粒物的源解析,提出了化学质量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、目标变换因子分析法(TTFA)等方法,形成了称为受体模型的研究体系,为源解析奠定了基础呓巧1。

我国直到80年代中期和后期才有一些研究人员分别在北京市、天津市、重庆市、广州市、兰州市、唐山市等人巾城市开展大气颗粒物的源解析T作怕¨。可以说,源解析_T作在巾国仍处于起步阶段,虽然在源成分谱方面积累了一定的资料,模式计算方面也获得一定的经验,但在源解析的全面性、准确性及评估源解析结果的可靠程度等方面与世界先进水平相比仍有很人差距。

(一)两种源解析方法的异同

扩散模型(diffusionmodel)和?曼.奉模型(receptormodel)都是描述环境质量变化规律的方法,但是他们的处理方法和作用不同。扩散模型(diffusionmodel)是从模拟排放污染源的迁移与稀释方面描述环境质量的变化规律,而受体模型(receptormodel)是根据污染源的特征与环境条件之间的关系,用统计的方法对环境质量的变化规律进行研究。两者的差异如下表l所示。

1394?中国环境保护优秀论文集(2005)

(二)受体模型的几种方法

受体模式按其取得资料的方法分为显微镜法和化学法,各类中又有各自的数学处理方法,如图1所示。现将常用的分析方法简述于下:

1.富集因子法(EF)是用于研究大气颗粒物中元素的富集程度,判断和评价其自然来源和人为来源。它是用元素的相对浓度,以双重归一化的方法处理资料,因而可以消除采样过程中受风速、风向,样品量的多少,离污染源的距离等可变因素的影响。因此,它比用元素的绝对浓度或单一的相对浓度来解析污染源的性质更为确切、可靠。颗粒物中待考元素i与参比元素R的相对浓度(xi/xR)颗粒物和地壳中相应元素i和R的平均丰度求得的相对浓度(Xi’/XR’)地壳,按下述的数学表达式求得富集因子(En

表1扩散模式和受体模式的比较

比较条件扩散模式.受体模式

必要的基木排放因子木环境与污染物的物理化学资料

本资料水气象条件(粒度分布,化学组成,形貌,状态等)

3Ic颗粒物的生成,变化,清除过程等颗粒物的区域分布等

木排放量预测,环境浓度预测木污染源对环境的浓度的

可得的结果水排放量与环境浓度之间的关系贡献率的定性定量确定

水为符合环境标准确定允许排放量木只能得出几种污染源的贡献率

,Ic排放量不易测准水不能知道每个污染源的贡献率

存在问题;Ic排放量的时间变化难以掌握木只限于被测颗粒物的地区

模式中的各种假设导致结果不确定性木不能预测

图1受体模式分析方法

(EF)地壳=(Xi/XR)颗粒物/(Xi/XR)地壳

关于参比元素,常选用地壳中普遍大量存在的,人为污染源很小的,化学稳定性好、挥发性较底的元素。国际上多选用Fe,Al或Si为参比元素。如果气溶胶中某种元素相对地壳的富集因子值较大时,表明该元素有了富集。

2.化学元素平衡法(CEB)又称化学质量平衡法(CMB),它是受体模式的一种。此法建立在这样的假设基础上,即颗粒物从排放源传输到采样点(受体)的过程中不发生任何量和质的变

第五章环境污染防治技术研究与开发?1395

化(无扩散和凝聚、无沉降、无化学转化等物理化学过程),颗粒物中各元素的组分是各污染源排放颗粒物元素组分的总和。也就是说,它们之间是呈线性组合的关系。根据质量平衡原理,可求出各污染源在给定采样点(受体)颗粒物样品中各元素浓度及其贡献率,表达式如下:、

Ci2EmjXu

贡献率=mj/CIX100%

其中Ci是从某采样点颗粒物中元素i的浓度(1|g/m3),mj是从污染源J排放的颗粒物浓度,xij是从污染源J排放的颗粒物中元素i的浓度(魄/m3)。Ci和Xii从实测可得到;再用最d"--乘法求解mi,从而可求得各污染源颗粒物中各元素对采样点的份额,这就是贡献率。此法可定量污染的来源,但因各污染源排放出的颗粒物,总有粗细不同的粒度,受气象条件影响会沉降、吸附或发生化学转化,而不能传输到采样点。因此,线性组合的加和假设是不确切的,这会导致定量结果的不确切性。

3.因子分析法(f’A)是多元统计分析方法的一种,它的基本假定是从污染源到采样点之间,污染物在途中保持质量守恒,这是受体模式的共同要求;污染物中第i种元素是由k个污染源贡献的线性组合,这个污染源之间是互不相关的。这是因子分析法的基础;由各个污染源贡献的某元素的量(称为因子负荷aii)应有足够的差别,并且它在采样和分析过程无变化。

基于上述假定,因子分析的数学表达式写为:

Zij=ajkFki+diui(k=1,2……m)

式中zii是每个样品J中各元素i的浓度xij,通过下式可以求得

zu2(强一Xip)/oi

xip是全部样品中元素的平均浓度,oi是xi分布的标准偏差

aik是在第k个源排放物中第i种元素的含量(瞻/mg),称为因子负荷

Fkj是第k个源对第J个样品所贡献的质量浓度(垤/m3),它对所有的i种元素(变量)都有

贡献,称为公共因子

Ui是仅对第i种元素有贡献的特殊源的排放量(.g/m3),称为唯一因子

d;是唯一因子系数

m是公共因子

因子分析的目的是从实测资料zii出发,根据它们之间的相关关系,从全部变量资料中综合、归纳出最少数目的公共因子,计算出因子模式中的各个因子负荷。

在此基础上,先后发展了主因子分析(PFA)、目标变换因子分析(TrFA)等,它们都是通

(三)受体模式几种方法的比较。

受体模式的各种方法,各有其不同的技术和缺点。其中化学法的各种方法都受制于受体模式见表2。、

三、源解析技术发展的一些特点

1.由于采样技术有了很大进步,为源解析提供更详实的数据

从早期的TSP采集,发展到按粗细颗粒两种粒度的采集,到近年来多达12种大小粒度的多过找出每个主因子的负荷和因子数,结合源的特征元素知识,进行污染源的判断。主因子分析法在确定因子数方面比目标变换因子分析法简单易行,分辨源的能力也比目标变换因子分析法强些。但主因子分析法得不出源的组成,而这点正是目标变换因子分析法的优点…。。基本假设(线性组合),而显微镜法则不然。模式要通过大量数学计算处理,显微镜法则主要靠直接观测获得图象和数据,但前者可以得到定量结果,后者只能获得定性的、至多是半定量的结果,级采样器的应用,并对各级颗粒分别进行称重,无机元素,有机碳和元素碳的测定,气态硝酸和

?1396?中国环境保护优秀论文集(2005)

颗粒态硝酸盐、总硝酸盐的测定,NH4+离子的比色测定,S02和S042。、N02和N03的同时采集与测定,以及用离予色谱测定NH4+、Cl一,F一、S042一、N03和P04},这为成分谱的完善提供了基础资料。

2.分析测试技术有了显著发展

颗粒物样品的化学元素分析,从早期的x射线荧光光谱(xRF)、中子活化分析(NAA)和原予吸收光谱(AAS)分析发展到质子荧光光谱(PⅨE)、等离子发射光谱(ICP—AES),以及近年来的等离子体质谱(ICP—MS)。同时,由于带能谱的扫描电镜(SEM—EDX)和各种微探针技术,如核子微探针(NM)或扫描质子微探针(SPM)、x射线微探针(Ⅺ雌)和激光微探针(LMA)等的应用隅1,可观测颗粒物的形貌、测定单个粒子的组分,大大提高和扩大了源解析需要的信息量。

表2受体模型几种方法的比较

方法技术内容与特点缺点源贡献率的推断

细粒粗粒

光学显微镜法可鉴定颗粒物的形状可鉴定大于2微米的颗粒

显微镜法颜色,表面结构,其它光学性质须有熟练的技术半定量

扫描电镜可观察1微米以下的颗粒价格昂贵,无定形物质不能使用半定量半定量带能谱的可识别颗粒物的粒径,形态价高,不适用有机颗粒定量定量扫描电镜兀素组分,分析速度快

大多数颗粒均可测定

因子分析法用颗粒物元素可得不同类型必须有一定数量的系统资料定量定量

污染源的贡献率,不需要

污染源的成分资料

化学质量根据实测资料,可定量贡献率必须有较完整的污染源成分,定量定量化学法平衡法对化学成分不清楚的污染源

不能鉴定

富集因子根据颗粒物中元素组分比的变化须有污染源成分资料半定量半定量

可推断污染源,方法简单易行对个别污染源不能判定

时间序列分析可推断污染源。比较简单一般不能推断个别污染源定性定性空间序列分析可推断污染源,比较简单不能获得源贡献率定性定性3.受体模型研究应用了同位素技术

特别是对Pb和S的同位素丰度的测定旧1,为了解人气污染物的认为源和天然源以及排放强度,提供了可靠的定量分析参数,而对14C的测定可以区分当代

碳元素还是化石燃烧的颗粒物,凶为化石燃料中无14C。特别是加速器质谱技术的应用,对样品的要求已降到几毫克的量级,对来源解析是一种独特而有效的手段。’

4.随着对颗粒物中有机成分研究的开展

气相色谱、色谱一质谱联用技术在受体模式研究巾也得到了应用,对有机污染物的来源识别增添了内容¨州。

第五章环境污染防治技术研究与开发?1397?

5.受体模型是从大气气溶胶来源解析起始的

进而发展到用于探讨大气能见度下降的渊源和定量解析。近年来又开展了气溶胶致突变性的来源解析,开辟了受体模型应用的新领域

6.受体模型的应用已从一个城市向区域性的范围发展

有人把扩散模型与受体模型结合起来,称为“杂化受体模式”,使发生源与污染源的长距离输送相联系;还有将因子分析与多元回归相结合的模型,其结果引人注目[11]。

7.由于大气颗粒物的研究向更深入更广泛的方向发展

这为源解析的研究提供了新的研究思路,如利用气溶胶中某些特殊的组分、物种(如元素碳和有机碳、阴阳离子)或存在的状态(如不同化合物、物相、有机碳中各种有机物等5进行源解析。

四、研究展望

今后在开展此类研究工作时,以下几方面的应引起注意:

①加强源解析模型解法和相关程序的开发,以及各类污染源成分谱调查等基础性研究工作,可把受体模型用于重要水体的有毒组分(有害重金属元素等)的源解析。

②随着人们对环境问题和自身健康的越来越关注,研究重点转向对大气中PM2.5、有机物及室内微环境中污染物的源解析。

③随着分析测量技术的发展,着重从微观上研究单颗粒物形貌特征,在单颗粒的物化特征的基础上进行源解析,这将是准确、快捷进行源解析的途径之一。

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大气颗粒物源解析研究方法比较与进展作者:作者单位:吕森林,汪安璞,焦正,陈小慧吕森林,汪安璞(上海大学环境与化学工程学院射线所,焦正,陈小慧(中国科学院生态环境研究中心相似文献(10条 1.期刊论文李祚泳.丁恒康.丁晶大气颗粒物源解析的BP网络权重分析模型 -四川大学学报(自然科学版)2004,41(5 应用BP网络进行大气颗粒物源解析,将大气采集样本中的元素含量及其污染源成分谱构成训练样本集,用BP网络进行训练.由训练好的网络的权值分布可以计算出网络各输入节点的权重贡献率.根据输入节点的权重贡献率可以确定与其相联系的污染排放源的重要性,从而实现大气颗粒物的源解析.将BP网络权重分析法与其它源解析法应用于实例进行分析比较,结果表明:BP网络权重分析用于大气颗粒物源解析意义明确,方法简便可行. 2.学位论文靳春光太原市大气颗粒物污染源解析 2001 为了确定太原市大气颗粒物的主要污染源以及各污染源对大气颗粒物浓度水平的贡献率,对大气颗粒物污染源作出环境影响评价,从而为合理安排污染源治理投资规划,制订大气颗粒物污染防治措施提供参考依据,该研究在课题组采集的部分太原市大气颗粒物的浓度和化学组成数据基础上,利用目标变换因子分析/化学质量平衡受体模

式对太原市大气颗粒物污染源进行了污染源解析.该研究试图探索出一条与中国环境监测现状相结合的污染源解析途径,即采用时序式步进采样器收集大量的所研究城市或区域的大气颗粒物样本,利用核分析手段如中子活化分析确定所采集样本的详尽化学元素组成,然后通过TTFA受体模式解析法当时的颗粒物污染源数目和污染源成分谱;同时采用分粒径撞击式采样器采集大气颗粒物的24小时环境样本,收集颗粒物的相应化学组成数据,利用TTFA/CMB受体模式计算污染源贡献估计值. 3.期刊论文李祚泳.彭荔红.LI Zuo-yong.PENG Li-hong 基于遗传算法的大气颗粒物的源解析 -环境科学研究2000,13(6 遗传算法是一种全局优化的随机搜索方法,适用于模型参数寻优.将遗传算法用于大气颗粒物源解析的CMB方程组中参数的优化,得到各污染源对大气颗粒物的优化贡献率.该方法应用于成都市大气颗粒物的源解析结果与用其他多种源解析法得出的结果基本一致.理论分析和应用实践表明了遗传算法用于大气颗粒物源解析研究具有简便、准确和实用性强等特点. 4.学位论文夏广锋东莞市大气颗粒物来源解析与污染防治对策研究 2007 本文介绍了大气颗粒物来源解析的研究状况及进展,重点讨论了大气颗粒物样品的采集、分析和源解析的方法。首次对东莞市大气颗粒物PM<,10>进行了来源解析,并根据解析的结果结合东莞的实际情况提出了大气颗粒物污染防治对策,其科学性和可操作性对改善东莞市大气环境质量有着重要的指导意义。在东莞市设立了5个采样点,进行大气颗粒物PM<,10>的采集,对各采样点采集的颗粒物样品进行了质量浓度及化学成分含量的测定;同时根据污染源调查的结果结合颗粒物化学组成特征分析,确定了土壤风沙尘,燃煤尘,建筑尘,道路扬尘,汽车尾气尘,燃油尘,硫酸盐和硝酸盐等十几种源类进行研究,科学地采集了源样品并进行成分分析,同步建立了东莞市大气颗粒物的源和受体成分谱的数据。在此基础上建立了东莞市源解析的化学质量平衡(CMB受体模型。并利用 CMB8.0模型进行计算,得到各源类对大气颗粒物

PM<,10>浓度的贡献率:土壤风沙尘17.6%、燃煤烟尘23.6%、汽车尾气尘

13.9%、硫酸盐9.4%、餐饮油烟15.5%、建筑水泥尘13.49%、硝酸盐3.1%、海盐3.3%;同时还运用富集因子法和因子分析法两种数学分析方法对PM的主要来源进行了初步的探讨和分析,共鉴别出5种主要来源,并估算出这5种源的贡献率分别为:土壤风沙尘与垃圾焚烧烟尘22.5%,建筑水泥尘和燃煤尘25.5%,机动车

尾气尘13.5%,餐饮油烟19.0%,金属加工类13.3%,其他源类6.2%。两种结果表明,CMB和FA是比较可靠的源解析研究方法,解析的结果与东莞市的实际情况基本吻合。 5.期刊论文钟宇红.房春生.邱立民.吕莉莎.张子宜.董德明.于连贵.刘辉.刘春阳.苏红石.赵静.ZHONG Yu-hong.FANG Chun-sheng.QIU Li-min.L(U Li-

sha.ZHANG Zi-yi.DONG De-ming.YU Lian-gui.LIU Hui.LIU Chun-yang.SU Hong-shi.ZHAO Jing 扫描电镜分析在大气颗粒物源解析中的应用 -吉林大学学报(地球科学版)2008,38(3 扫描电镜法作为大气颗粒物源解析的辅助方法,为源解析研究提供了定性和半定量的依据.运用扫描电镜法对吉林市采暖期和非采暖期的大气颗粒物样品以及源样品进行定性和半定量分析,将分析结果与CMB 8.2化学质量平衡受体模型源解析结果进行比较,两者具有一致性.吉林市采暖期对TSP贡献较大的是扬尘和土壤风沙尘,非采暖期对TSP贡献较大的是土壤风沙尘和建筑尘. 6.学位论文刘慧丽南昌市罗家集工业区大气颗粒物源解析研究 2006 本研究采用理论设计、现场采样、实验室分析和模型计算相结合的方法,首次对南昌市罗家集工业区大气颗粒物的来源进行定量解析。本研究分别采集了南昌市南昌钢铁责任有限公司监测站和南昌市罗家集何家村监测点的可吸入颗粒物(PM10样,同时采集了土壤尘、煤烟尘、冶金尘、建筑尘和机动车尾气尘等五种源样品。经实验室消解分析后,采用等离子体发射光谱法(ICP分别测定了受体和源样品中Ca、Mg、Al、As、Fe、Mn、Pb、S、Ti等9种的元素的含量,在此基础上建立了南昌市罗家集工业区源解析的化学质量平衡(CMB受体模型,并利用CMB模型计算得到各种源对PM10污染的贡献率为:煤烟尘32%、建筑尘22%、冶金尘16%、土壤尘13%、机动车尾气尘8%及其它尘9%。在此基础上,有针对性地提出了对各污染源的污染控制对策。研究表明,CMB是比较可靠的源解析研究方法,结果稳定可靠。本研究对确定南昌市大气污染治理的重点,进行有效的环境管理和作出科学决策提供了有价值的参考。

7.期刊论文李祚泳.丁恒康 BP网络应用于大气颗粒物的源解析 -中国环境监测2005,21(2 应用BP网络对大气颗粒物进行源解析,将大气采集样本中的元素含量和大气颗粒物源成分谱构成训练样本集,用BP网络进行训练,由训练好的网络的权值可以计算出大气颗粒物的污染排放源的权重贡献率.将BP源解析法的计算结果与其它源解析法得到的结果比较,表明BP网络应用于大气颗粒物的源解析是可行的. 8.

学位论文朱先磊大气颗粒物上多环芳烃源解析的研究 2001 论文对利用化学质量平衡(CMB受体模型进行大气颗粒物上多环芳烃源解析进行了方法学研究.建立了燃煤、焦化厂、机动车、石油沥青、土壤风沙尘、扬尘和烹调共7类多环芳烃污染源成分谱;提出了将大气颗粒物源解析与多环芳烃源解析相结合的方法,来校正因多环芳烃降解而在污染源和受体之间发生的质量变化;根据多环芳烃存在特点,建立了用多环芳烃归一化浓度代替实测浓度进行拟合计算的模型.在此基础上,利用CMB受体模型系统地解决了华北地区某些有代表性城市(区大气颗粒物上多环芳烃的来源,并分析了能源结构、季节和颗粒物粒径对多环芳烃来源特征的影响. 9.期刊论文李祚泳.倪长健.丁晶粗集理论应用于大气颗粒物的源解析 -四川大学学报(工程科学版2003,35(4 基于粗集理论(RS用于处理信息不确定性问题的近似分类的思想和方法,通过分析大气污染源排放的元素组成的差异程度与大气颗粒物样本中元素含量的分类关系,采用排放源对于大气颗粒物元素含量的有效程度为标准来衡量排放源的重要性.进行了实例分析计算并与其它源解析法相比较,结果表明,粗集理论应用于大气颗粒物源解析具有简单、实用的特点. 10.学位论文罗莹华韶关市大气颗粒物地球化学特征与源解析研究 2006 为了查明韶关市不同功能区春、夏、秋、冬四季大气颗粒物的浓度、化学组成、矿物成分及重金属元素化学形态分布,并对可能产生贡献的源进行分类研究,根据源解析结果,确定大气颗粒物的来源以及各源类对环境的贡献,为韶关市全面、综合、合理地制定空气污染防治对策和措施奠定基础。论文应用地球化学和矿物学的基本原理和方法,采用ICP与XRF、气相色谱一质谱法(GC-MS、X粉晶衍射和扫描电镜等现代分析技术手段对大气颗粒物的地球化学特征进行了全面、系统的研究,并应用化学质量平衡模型(CMB的方法对韶关市大气颗粒物的来源进行了解析。韶关市大气污染主要以细颗粒物(粒径<10μm为主,颗粒物中的主要组成元素是Si、S、Ca、Fe、AL、K、Na、Pb、Zn、Mg等。这10种元素的质量浓度总和约占23种元素总质量浓度的90%以上。Cu、Cr、Na、Sn、Se、Pb、S等7种元素是城市中的污染元素,他们主要包含在PM2.5中。韶关市大气颗粒物中有机物污染浓度与颗粒物质量浓度具有一致性,在颗粒物质量浓度大的地方,有机污染物浓度也大,说明各功能区采样点有机污染源具有一致性。其中,荧蒽、苯并[a]葸、苯并[k]荧葸三种有机物的含量最高,表明多环

芳烃的污染主要以含四苯环的苯并[a]葸、苊、芘等为代表,说明其污染来源于高温燃烧。大气颗粒物的微观形貌可分为六种类型:链状集合体、簇状集合体、圆球状颗粒物、不规则粒状集合体、长条状集合体和和片状颗粒物。主要矿物成分为伊利石、斜长石、绿泥石、石英、方解石、白云石和无定型非晶质物等。矿物颗粒表面有硫化现象,说明大气中SO<,x>的污染严重。对重金属化学形态的研究表明重金属存在的形态与颗粒大小具有相关性,颗粒粒径分布是影响重金属环境活性的重要因素。韶关市大气污染物排放源依次是汽车尾气尘、冶金尘、扬尘、煤烟尘、建筑水泥尘。除夏、秋两季扬尘的贡献明显增大以外,其它源类在四季中对受体的贡献呈现出相对平均的状态。春、夏、秋、冬四季比较表明,除扬尘和建筑水泥尘的贡献有明显季节波动外,其它各源类对受体贡献的相对关系变化较小,说明季节的变化对其它各源类的影响不明显。夏季污染比较严重,跟气候条件和人群活动量大有关系,而不是污染源有明显变化造成的。分析和比较各采样点的解析结果表明,各排放源类对受体贡献的空间分布特征为:除了居民区在夏、秋季扬尘贡献值增大,休闲区在夏、秋季汽车尾气尘贡献值增大外,其余各功能区均表现出明显的区域特征,即:交通区以汽车尾气尘的污染最为严重,其贡献值最大;工业区则以冶金尘和煤烟尘的贡献值最大;商业区以煤烟尘贡献值最大;居民区以建筑水泥尘贡献最大;休闲区以扬尘贡献最大。另外,风度广场夏季以煤烟尘贡献最大,冬季则以汽车尾气尘贡献最大,其余的各源类贡献值大小依次排列为:扬尘>冶金尘>建筑水泥尘。本文链接:

https://www.sodocs.net/doc/d73776120.html,/Conference_6082246.aspx 授权使用:西安交通大学(xajtdx,授权号:83d9fc8f-fcb3-468d-8cfb-9e9c00a986b1 下载时间:2011年3月4日

环境空气颗粒物源解析监测技术方法指南(试行)(可编辑)

环境空气颗粒物源解析监测技术方法指南(试行) 环境空气颗粒物来源解析监测方法指南 (试行 ) (第二版 ) 7>2014 年 2 月 28 日前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》 , 防治环境 空气颗粒物污染, 改善环境空气质量, 规范全国环境空气颗粒物来源解析的监测技术, 制定本 指南。 本指南规定了环境空气颗粒物来源解析中涉及的监测技术方法, 主要包括污染源样品的采 集、环境受体样品采集、样品的管理、颗粒物监测项目和分析方法、全过程质量保证与质量控 制等,以提高环境空气颗粒物来源解析中监测结果的可靠性与可比性。 本指南由中国环境监测总站组织北京市环境保护监测中心、上海市环境监测中心、浙江省 环境监测中心、江苏省环境监测中心、重庆市环境监测中心、济南市环境监测中心站共同起草。 目录 1、适用范围1 2、规范性引用文件1 3、术语和定义. 2

4、源样品采集. 2 4.1 源分类及采样原则2 4.2 固定源采样. 3 4.2.1 稀释通道法3 4.2.2 烟道内直接采样法5 4.3 移动源采样. 7 4.3.1 现场实验法( 隧道法 ) 7 4.3.2 全流式稀释通道采样法 8 4.3.3 分流式稀释通道采样法 9 4.4 开放源采样 11 4.5 其他源类采样. 15 4.5.1 生物质燃烧尘采样 15 4.5.2 餐饮油烟尘采样. 17 4.5.3 海盐粒子采样20 4.6 二次颗粒物前体物采样 20 5、受体样品采集. 20 5.1 点位布设原则21 5.2 采样仪器和滤膜选择21 5.3 采样时间和周期 21 5.4 采样前准备21 5.5 样品采集 21 5.6 采样注意事项. 21 6、样品管理 22 6.1 样品标识 22 6.2 样品保存 22

大气颗粒物采样分析方法研究进展 颗粒物采样

大气颗粒物采样分析方法研究进展颗粒物采样 大气颗粒物采样分析方法研究进展 史红星肖凯涛李庆伟 防化研究院第五研究所北京102205 摘要大气颗粒物是大气环境中的直接污染物或大气环境中化学污染物、微生物污染物的主要载体,在大气或空气环境质量监测和污染控制与治理中具有重要作用。本文综述了大气颗粒污染物采样与分析方法研究现状,并展望了大气颗粒物采样分析方法研究的未来发展方向。 关键词大气颗粒物气溶胶采样方法分析方法综述 大气颗粒物是大气环境中的直接污染物或大气环境中化学污染物、微生物污染物的主要载体,在大气或空气环境质量监测和污染控制与治理中具有重要作用。大气颗粒物种类很多,可以根据来源、形成机制、形成特征、粒径、化学组成等多种方法分类。通常把大气颗粒物按粒径分为4类:总悬浮颗粒物TSP、可吸入粒子IP、粗粒子PMlo、细粒子PM2、5。TSP是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称,其空气动力学当量粒径范围约为0、1、100微米。PM,。在环境空气中持续时间很长,对人体健康和大气能见度影响都很大。PM,o被人吸入后,会累积在呼吸系统中,引发许多疾病…。目前普遍认

为PM对人体危害最大,因为这个粒径的颗粒物可以在肺泡中沉积并进入血液循环。25 一般情况下,大气颗粒物采样分析方法是使含有一定量大气颗粒物的大量空气通过截留滤膜、固体吸附剂或液体吸收剂,将大气中浓度较低的污染物富集起来,然后根据需要直接或间接分析其质量浓度、粒径分布、颗粒形态、元素组成和颗粒负载有机物的种类与数量等指标。 目前对大气颗粒污染物的研究主要集中在大气颗粒物的时空浓度分布水平或粒级分布特点、源解析与贡献、化学组成及形态、颗粒物上的多环芳烃等重点化学污染物分析以及大气颗粒物的危害性及防治对策等方面‘2l 【31141151,而对大气颗粒污染物采样分析方法方面的研究报道很少。 本文综述了大气颗粒物采样和分析方法方面的研究现状,展望了大气颗粒物采样分析方法研究的未来发展方向。 l大气颗粒物采样方法 大气颗粒物采样方法从:I:作环节上包括采样点布置、采样方法选择、采样器材准备和采样效率评价等几个方面。 1、1采样点布置方法 采样点的布置方法与方案直接取决于试验目的和当地的地形气象条件,并要综合考虑采样与分析方面的技术要求。采样点布置的基本要求是能够保证采集到在时间空间上

大气颗粒物来源解析汇报

第一章绪论 作为发展中国家的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中国华北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速19.06%,11年间增长了2.39倍。 1.1PM的概况 PM2.5指的是大气中空气动力学当量直径小于2.5mm的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比2.5μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM10来表示;而直径小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM100随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为PM2.5。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。 颗粒物的直径小于或等于2.5微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要的区别,体积要比PM10小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5微米和粗颗粒物对比,别看PM2.5粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还

大气主要污染源清单调查与源解析的研究

大气主要污染源清单调查 与源解析的研究 篇一:大气污染源解析 大气污染源解析 北京大钢环境治理技术研究院大气气溶胶及其粒径分布 大气气溶胶,是指在大气环境中,液体或固体颗粒均匀分散在气体中形成相对稳定的悬浮体系。虽然大气气溶胶只是 地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量、能见度、干湿沉降、云和降水的形成、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等均有重要影响。由各种源排放进入大气中 的颗粒物,大部分集在对流层,距地面I?2km范围内(即大 气边晃层)。在此区域内的颗粒物的尺寸最大,种类最多;而在距地面4?5km以上的范围内,颗粒物的浓度基本上不受地球上直接排放的影响,其尺寸分布与本底气溶胶的分布相 近。 一般认为,气溶胶颗粒物的本底质量浓度约为10ug/m3 , 颗粒浓度为300个/ m3。但污染严重的城市中,有时气溶胶颗粒物的质量浓度最高可达2000ug/m3。污染严重的水泥厂,

其年均质量浓度通常大于350ug / m3。 大气气溶胶的粒径是其最重要的性质之一。大气气溶胶所有的特征都与其粒径有关。由于大气气溶胶的形状非常复杂,极不规则,有球状体、粒状体、片状体等,因此在度量大气气溶胶粒子大小时经常使用等效球体的直径来表示。其中,最常用的是空气动力学当量直径。它是按照粒径的大小, 大气气溶胶粒子可分为粗粒子(coarseparticulate)和细粒子(fineparticulate)。对气溶胶粒子进行粗细划分和研究的原因在于粒径的差异使得粗粒子和细粒子在化学组成、来源和形成方式、传输和去除机制等均存在一些根本的区别。目前粗粒子和细粒子的粒 径分界线还没有统一的规定,但根据研究的需要,一般可分为:总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulates , TSP)、PM10 和PM2.5。 TSP是指可漂浮在空气中的、粒径一般小于100um固态和 液态微粒的总称。TSP曾是中国唯一的环境大气气溶胶污染监测指标,现仍沿用,但主要用于作业场所粉尘的监测指标;PM10是指空气动力学直径在101am以下的大气气溶胶粒 子。大部分的PM10能够沉降在喉咙以下的呼吸道部位,因而 PM10 也称可吸入性颗粒物(respirableparticulatematter ,RSP) ;PM2.5是指空气动力学直径在 2.5um以下的大气气溶胶粒子。PM2.5粒径小,更容易沉

大气颗粒物及其源解析

1.引言 实际上,早在2011年的秋末冬初,在北京,在中国,甚至在全球,就掀起了一场关于中国首都北京的空气污染真相的环保龙卷风。由于美国驻京大使馆周边空气中的PM2.5污染数据的实时公布,中国13亿公众第一次知道,为什么居住在北京的居民和旅行到北京的地球人,亲身感受到的北京空气质量与环境监测报告的差距如此巨大。 2013年1月,京津冀以及我国东部广大地区遭遇严重的大气污染,先后出现四次持续多日的 大范围雾霾天气。在1月份的31天里,雾霾天气达到24天。专家们说,大气颗粒物PM2.5是形成雾霾天气的罪魁祸首。于是,PM2.5再次成为人们关注和热议的焦点。1月12日,是北京人难以忘记的痛苦日子。这一天,北京的天空烟雾弥漫,烟气呛人,呼吸道疾病患者急剧增加,医院人满为患。由于能见度极低,高速公路被迫关闭,飞机停飞,交通受阻。 中国环境监测总站网站1月12日全国重点城市空气质量24小时均值显示,北京的可吸入颗粒物浓度(PM10)为786微克/立方米,天津的可吸入颗粒物浓度为500微克/立方米,石家庄的可 收稿日期:2013-02-20修订日期:2013-05-30 作者简介:杨新兴(1941-),男,中国环境科学研究院研究员,研究方向:大气环境污染。发表论文46篇,出版科普著作一部。获部级科技进步奖3项。E-mail:yangxinxing@https://www.sodocs.net/doc/d73776120.html, 冯丽华,女,工程师,研究方向:数据处理。E-mail:fenglihua99@https://www.sodocs.net/doc/d73776120.html, 尉鹏,男,博士,研究方向:气候与环境。E-mail:weipeng_1981@https://www.sodocs.net/doc/d73776120.html, 大气颗粒物PM2.5及其源解析 ◆杨新兴尉鹏冯丽华 (中国环境科学研究院,北京100012) 摘要:大气颗粒物的来源分为两类:一类是自然源;另一类是人为源。自然源主要包括:岩石土壤风化、 森林大火、火山爆发、流星雨、沙尘暴、海盐粒子、植物花粉、真菌孢子、细菌体,以及各种有机物质的自燃过程等。人为源主要包括:汽车尾气排放、摩托车尾气排放、火车机车排放、飞机尾气排放、轮船排放、工业窑炉排放、民用炉灶排放、农用拖拉机排放、工业粉尘、交通道路扬尘、建筑工地扬尘、裸露地面扬尘、烹饪油烟、街头无序烧烤、垃圾焚烧、农田秸秆焚烧、燃放烟花爆竹、寺庙香火和烟民抽烟等。在大气颗粒物中,细颗粒物主要来自化石燃料和生物质的燃烧过程。专家们认为细颗粒物是导致北京地区雾霾灾害天气频繁出现的最主要因素。汽车尾气排放大量的空气污染物。有车族对北京市严重的大气污染和雾霾灾害的形成,负有首要责任。有车族,少开车,或者不开车,是解决目前北京严重的大气污染,阻止雾霾灾害天气频繁出现的根本出路。 关键词:环境;大气颗粒物;PM2.5;霾;汽车中图分类号:X501 文献标示:A

大气颗粒物来源解析技术指南

附件 (试 行) 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》,推进我国大气污染防治工作的进程,增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)及相关法律、法规、标准、文件,编制《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(以下简称“指南”)。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物(PM10和PM2.5)来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—

《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分:44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分:16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》(试行)的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时,使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源:向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体:受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体,简称受体。 大气颗粒物来源解析:通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源。 大气颗粒物来源解析技术方法:用于开展大气颗粒物来源解析 —4—

大气颗粒物来源解析

第一章绪论 作为发展中的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速19.06%,11年间增长了2.39倍。 1.1PM的概况 PM2.5指的是大气中空气动力学当量直径小于2.5mm的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比2.5μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM10来表示;而直径小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM100随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为PM2.5。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。

颗粒物的直径小于或等于2.5微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要的区别,体积要比PM10小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5微米和粗颗粒物对比,别看PM2.5粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还有在大气中的停留时间长、输送距离远等特点,对公众的身体健康和空气质量有很大的影响.所以政府在2012年2月增加了PM2.5监测指标。 1.1.1为什么使用PM 代替PM10 2.5 悬浮的颗粒物在空气中分布的比较广且粒径分布围。是大气颗粒物中粒径比较小的一部分,2.5微米还涉及到人体健康的重要环节——PM2.5俗称“可入肺颗粒物”。颗粒物小于10个微米,就可以通过人体的鼻腔的过滤系统从而进入人的呼吸道,主要是上呼吸道,而当小于2.5微米的时候就可以轻松进入支气管,粒径再小一点,就可以达到人体的支气管末端。想穿透肺泡再进入人体的血液循环只要小于0.1微米便可。人体大量呼吸进粒径越小的颗粒物对身体产生的危害就越大。所以由此可知,相对于PM10来说,从健康危害以及环境危害可知PM2.5的危害更加的大。所以要用PM2.5代替PM10。 1.1.2PM 的来源 2.5 PM2.5的主要来源是:1)热电厂发电使用的燃烧材料在燃烧过程中产生的;2)轻重工业在生产制造过程中产生的;3)各类型汽车由于化石燃料经过燃烧而排放的残留物如尾气等。绝大多数颗粒物中表层含有重金属等有毒有害物质。挥发性有机物等通常主要产生2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)。 PM2.5的主要来源主要有自然源和人为源两种,但是后者的危害性比前者大。

大气颗粒物污染源解析技术与发展_常逸

企业技术开发2008 年4月大气颗粒物污染源解析技术与发展 常 逸1,刘乐君2 摘要:污染源与空气质量的关系即“源-受体”关系一直是环境科学研究的关键科学问题,也是环境管理和环境 决策关注的核心问题。文章介绍了大气污染特征以及污染源解析技术的产生与发展,同时介绍了相关解析技术,国内源解析技术存在的问题以及发展趋势。关键词:大气;污染;污染源解析;模型技术中图分类号:X513文献标识码:A文章编号:1006-8937(2008)04-0114-04 Abstract:Therelationbetweenpollutionsourceandairqualityisnotonlythekeyissueofenvironmentsciencesresearch,butalsothecoreissueofenviromentmanagementanddecisionmaking.Thispaperintro-ducedthecharacteristicsofairpollutionandtheoriginanddevelopmentofpollutionsourceapportionmenttechnology,atthesametime,introducedthecorrelativeapportionmenttechnology,theexistentproblemsofdomesticsourceapportionmenttechnologyandthedevelopmenttrend.Keywords:air;pollution;pollutionsourceapportionment;modelstechnology (1.湖南省环境保护科学研究院,湖南长沙410004;2.湖南省环境监测中心站,湖南长沙410004) Thepollutionsourceapportionmenttechnologyandits developmentofatmosphericparticles CHANGYi1,LIULe-jun2 (1.HunanResearchAcademyofEnvironmentalProtectionSciences,Changsha,Hunan410004,China; 2.EnvironmentalMonitoringCenterofHunanProvince,Changsha,Hunan410004,China) 收稿日期:2008-02-22作者简介:常逸(1964—),男,湖南长沙人,大学本科,工程师,主 要从事分析实验及酸雨研究。 企业技术开发TECHNOLOGICALDEVELOPMENTOFENTERPRISE2008年4月 Apr.2008第27卷第4期 Vol.27No.4 随着我国经济飞速发展,大气污染也日趋严重。在“社会-经济-环境”的发展过程中,必须拥有良好的环境质量,保障人们的身体健康。大气污染源解析是研究大气环境中的污染源与受体的关系、确定影响空气质量的重点污染源,是空气质量管理的关键。 1大气污染特征 我国部分大、中城市处于煤烟型污染向机动车 尾气污染为主的光化学污染的过渡时期,光化学污染的主要特征为高浓度的臭氧和细颗粒物。大部分中小城镇大气污染以煤烟型污染为主,主要特征为颗粒物、二氧化硫。由于大气污染物主要为化学物质,其相互作用使得大气污染物行为复杂,为区别简单的煤烟型污染和汽车尾气污染,应当将当前我国城市和区域的大气称为复合性污染。 我国大气受到广泛关注的污染物是颗粒物,在我国有监测的343个城市中,60%城市环境空气颗粒物超标[1] ,由于污染源本身的复杂性,颗粒物成份 多样且复杂。相关研究结果表明,大气PM2.5中主要成份为有机物占30%,其次为SO42- 、NO3- 、NH4+ 等二次颗粒物占35%~40%,矿物颗粒约占10%~ 20%,还含有碳黑及其它微量元素。其中有机物中 已经查明成份超过200种,包含对人体有害的多环 芳烃[2]。同时,颗粒物是其它污染物的载体,也是大气化学非均向反应床,影响大气反应过程;气溶胶态颗粒物降低大气能见度,也可通过直接吸收和反射太阳光影响地球辐射平衡,影响气候变化。 2大气污染源的主要来源与源排放 自然和人类活动都不断向大气排放各类物质, 这些物质在大气中的存在有一定的周期。当大气中某种物质浓度超过正常水平,产生不良效应时,即构成大气污染。 大气污染源分为人为污染源和天然污染源。人为污染源按照产生污染部分,可分为工业源、民用源、交通源、生物质燃烧源等;按照能源结构分为煤炭、焦炭、重油汽油、柴油、天然气等。人为污染源也可以按照流动源和固定源分类,按照排放轨迹分类。天然源也是大气污染的重要来源。大气的天然

北京市大气小颗粒物的污染源解析

北京市大气小颗粒物的污染源解析- 废气处理 1992年11月至1993年2月在北京市5个采样点采集了大气小颗粒物(<2.0μm)样品和总悬浮颗粒物样品,并采用等离子体发射光谱分析小颗粒物的化学成分,将其结果应用于化学质量平衡法解析污染源.主要结果,秋季各污染源的贡献率:尘土为15.9%、燃ú为28.3%、燃油(汽车β气)为54.1%、钢铁工业为1.5%:冬季各污染源的贡献率:尘土为19.2%、燃ú为37.7%、燃油(汽车β气)为42.6%、钢铁工业为0.3%. 关键词源解析;气溶胶;小颗粒物;化学质量平衡;北京. SOURCEAPPORTIONMENTONFINEPARTICULATESINATMOSPHE REINBEIJING ZhangJing,ChenZongliang,WangWei (AEI,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012 ,China) ABSTRACTSamplesofsuspendedparticlesandfineparticulates(<2.0μm)fromatmospherewerecol lectedatfivestiesinBeijingfromOct.6,1992t oJan.13,1993.Afterdigestion,thechemicalcompositionsandconcentrationso fthesamplesweredeterminedbyinductivelycoupledplasma.Thesourcecontri butionofvarioustypestofineparticulateswereidentifiedusingachemicalmass balancemodel.Resultsshowedthatinautumn,theaveragecontributionsfromd ust,coalburning,oilburning(automobileemissiongas),andsteelindustrywere 15.9%,28.3%,54.1%,and1.5%respectively.Inwinter,theaveragecontributio

公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定方法--光散射法

公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定方法--光散射法WS/T 中华人民共和国国家标准 WS/T206--2001 -公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定方法--光散射法 Method for determination of inhalable particulate matter(PM10)in air of public place-light scattering method 发布实施 ----------------------------- 中华人民共和国卫生部发布 前言 本标准为执行GB9663~9676-1996、GB16153-1996《公共场所卫生标准》而制定。本标准采用光散射法测定公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)浓度。本标准采用滤纸(膜)采样-称重法确定光散射法对可吸入颗粒物(PM10)的质量浓度转换系数。滤纸(膜)采样-称重法参照GB-T17095-1997《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》。光散射式粉尘仪的计量检定采 用JJG846《光散射式数字粉尘测试仪检定规程》。 本标准从年月日起实施。 本标准附录A、B是标准的附录。 本标准由卫生部提出。 本标准起草单位为中国预防医学科学院环境卫生监测所、北京市新技术应用研究所、中国预防医学科学院

环境卫生与卫生工程研究所、北京市卫生防疫站、常州市卫生防疫站、湖北省卫生防疫站、贵州省卫生防 疫站、成都市卫生防疫站、海南省卫生防疫站。 本标准主要起草人:朱一川、迟锡栋、刘凡、张晶、李宝成、崔九思、谈立峰、于慧芳、赵亢、王崇东、 李荣江、于传龙。 本标准由卫生部委托技术归口单位中国预防医学科学院环监所负责解释目次前言 1 范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 定义 (1) 4 原理 (2) 5 仪器 (2) 6 测定步骤 (2) 7 质量控制 (3) 8 精密度和准确度 (3) 附录 A 质量浓度转换系数K值的确定 (4) 附录 B 质量浓度转换系数K值的经验值 (5)

大气颗粒物来源解析技术指南(试行)

附件 大气颗粒物来源解析技术指南 (试 行) 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》,推进我国大气污染防治工作的进程,增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)及相关法律、法规、标准、文件,编制《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(以下简称“指南”)。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物(PM10和PM2.5)来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—

《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分:44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分:16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》(试行)的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时,使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源:向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体:受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体,简称受体。 大气颗粒物来源解析:通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源。 大气颗粒物来源解析技术方法:用于开展大气颗粒物来源解析 —4—

环境空气颗粒物来源解析技术及最新研究进展

1 空气颗粒物概述 20世纪50年代前后在世界上不同地区的城市中发生了几起著名的空气污染事件,如1944年的洛杉矶烟雾事件、1952年的伦敦烟雾事件和1961年四日市哮喘病事件,这些都是空气污染物在短时间内大量增加导致的。空气颗粒物是环境空气的重要污染物之一,空气颗粒物不是一种单一成分的空气污染物,而是由许多人为或自然污染源排放的大量化学物质所组成的一种复杂的大气污染物,其中既有污染源直接排出的颗粒物(称为一次颗粒物,Primary Particles),也有气态污染物在大气中经过冷凝或复杂的化学反应而生成的颗粒物(称为二次颗粒物,Secondary Particles)。 1.1 空气颗粒物的粒径分布 对大气中颗粒的划分通常是以空气动力学直径为基础的,根据其粒径大小,又可分为总悬浮颗粒物TSP(空气动力学直径小于或等于100μm)和可吸入颗粒物(空气动力学直 (空气动力学直径小于或等于径小于或等于10μm)。可吸入颗粒物又可分为细颗粒物PM 2.5 2.5μm)和粗颗粒物PM (空气动力学直径介于2.5μm至10μm)。 10 图1 空气颗粒物的三模态分布 空气颗粒物的来源和形成过程、在大气中的迁移转化、输送和清除过程及其物理化学性质均与粒径有着直接的关系。空气颗粒物通常呈三模态分布,即粒径小于0.08μm的爱根(Aitken)核模态、粒径0.08μm~2μm的积聚模态(Accumulation mode)和粒径大于2μm的粗粒子模态(Coarse particle mode)。粗粒子模态的颗粒物主要是由工业源与生活源燃烧排放、机械粉碎过程和交通运输等产生的一次颗粒物和各种自然界产生的颗粒物组

大气颗粒物中元素测量技术指标

大气颗粒物中元素分析(XRF光谱仪法)技术指标 一、光谱仪配置及检测方法采用标准 1、XRF光谱仪主要配置: 主要的关键部件均经过特别设计和改进,以适应在线薄膜样品的分析: ?一体化高可靠的源级X射线发生组件; ?全球领先的高性能SDD电致冷半导体探测器; ?特殊的光路系统、结合独特的分析方法,对薄膜样品的分析精度大幅提高;?匹配了多组滤光片及光路参数的光路系统组件,自动适配于不同元素测量;?具有独立知识产权的、先进的无标样分析(FP法)软件系统; 2、分析检测所依据的技术标准: 美国环保署EPA IO 3.3 《应用X荧光光谱(XRF)法测量环境空气颗粒物中的金属含量》 二、测量元素种类(共32种) 1、重点测量元素(2种): 铅(Pb)、砷(As) 2、扩展测量元素(30种): 钾(K)、钙(Ca)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锗(Ge)、硒(Se)、溴(Br)、锶(Sr)、钼(Mo)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、锡(Sn)、锑(Sb)、碲(Te)、钡(Ba)、铂(Pt)、金(Au)、汞(Hg)、铊(Tl)、铋(Bi)

三、分析测试方法及计算 1、标准样品:美国国家计量局SRM2783标准样品 2、样品分析时间: ?仅测量Pb、As元素:1小时 ?测量所有元素:4小时 3、SRM标准样品标准值表征:ng/cm2; 按照EPA IO 3.3 计算方法,折算成为单位:ng/m3; (EPA IO 3.3中条件:样品采集时间24小时,样品采集速率:0.9m3/小时)四、元素含量检出限实际测量数据(按照EPA IO 3.3标准方法测量及计算) 序号元素 纳 优 科 技 EPA IO 3.3 ng/cm2 (质量厚度) ng/m3 ng/cm2 (质量厚度) ng/m3 1 铅(Pb) 1.80 0.54 1.50 0.45 2 砷(As) 1.09 0.3 3 0.80 0.24 3 钾(K)28.22 8.47 6.30 1.89 4 钙(Ca) 5.77 1.73 9.00 2.71 5 钪(Sc) 1.80 0.54 1.50 0.45 6 钛(Ti) 2.68 0.80 16.90 5.08 7 钒(V) 1.41 0.42 5.30 1.59 8 铬(Cr)0.34 0.10 3.00 0.90 9 锰(Mn)0.32 0.10 0.80 0.24 10 铁(Fe) 1.08 0.32 0.70 0.21 11 钴(Co)0.65 0.19 0.40 0.12 12 镍(Ni)0.22 0.07 0.60 0.18

大气颗粒物来源解析

作为发展中国家的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中国华北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速%,11年间增长了倍。 1.1PM的概况 指的是大气中空气动力学当量直径小于的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM 来表示;而直径 10 随着研究的小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM 100 深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。 颗粒物的直径小于或等于微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要 小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之的区别,体积要比PM 10 一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于微米和粗颗粒物对比,别看粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还有在大气中的停留时间长、输送距离远等特点,对公众的身体健康和空气质量有很大的影响.所以政府在2012年2月增加了监测指标。 1.1.1为什么使用代替PM10 悬浮的颗粒物在空气中分布的比较广且粒径分布范围。是大气颗粒物中粒径比较小的一部分,微米还涉及到人体健康的重要环节——俗称“可入肺颗粒

大气颗粒物源解析技术的开发与应用

大气颗粒物源解析技术的开发与应用 空气中的悬浮颗粒物(也被称为气溶胶)通常分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10和PM2.5)。TSP是指空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物,PM10是指空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物,PM2.5是指空气动力学当量直径≤2.5微米的颗粒物。TSP、PM10、PM2.5在粒径和重量上是存在着包含关系的,即TSP包含着PM10和PM2.5,PM10包含着PM2.5。目前国内的研究结果表明PM10与TSP的重量比约为60-80%,比前十几年高出10-20个百分点,说明我国空气中的细颗粒物的比例在上升。 就城市污染水平而言,欧洲城市TSP年均浓度为50-150微克/立方米,中国城市TSP年均浓度110-1500微克/立方米,PM10年日均浓度140-640微克/立方米。 我国颗粒物的污染水平明显高于欧美地区。 颗粒物粒子对人体健康的影响,主要与其粒径大小及化学成分有关。大于10微米粒径的粒子,绝大部分能阻留在鼻腔及咽喉部。2-10微米的粒子大部分进入肺部。当粒径小于2微米时,则大部分可通过呼吸道直达肺部沉积,这部分粒子对 人体危害最大。 当颗粒物浓度大于100微克/立方米时,大气能见度就可能降低,到达地面的太阳辐射能减少。当颗粒物浓度在60-180微克/立方米时,在伴有SO2和水汽共存 的条件下,能加速金属物质的腐蚀。 空气污染严重威胁人民的身体健康,对国民经济造成了巨大的破坏。据中国社会科学院最近公布的一项报告表明,1995年我国因总悬浮颗粒物导致的人体健康损失估算为171亿元,因酸雨造成的损失为130亿元。在我国很多地区尤其是大城市很难看到蓝天和白云,这说明城市颗粒物的污染已对能见度造成明显影响。 目前我国空气颗粒物超标严重,东北、西北地区有多个环境保护重点城市未达标,空气颗粒物污染超标是大气方面的主要问题。在北方城市中,空气环境质量达标问题主要是TSP或PM10达标问题;在南方一些城市中,空气污染达标问题主要是SO2和PM10达标问题;有的城市TSP和PM10都达标,但已开始关心PM2.5 的污染问题。 为了更有效地解决颗粒物污染的问题,科学家们把着眼点由排放源转移到了受体(即受污染源影响的某一局部大气环境),建立起了受体模型,逐步形成了通过对环境空气颗粒物样品和源样品的化学或显微分析确定各类污染源对受体贡献 值的一系列的源解析技术。 把源解析技术应用到环境空气质量达标工作是一项系统工程,从大的方面来分,应该包括以下几方面的工作:一是颗粒物来源解析,二是制定功能区空气质量达标实施方案,三是实施方案的评价和执行。 南开大学科研人员针对我国环境管理的需要,进行创新研究,建立了符合国情,

烟气中颗粒物检测标准操作规程

杭州立佳环境服务有限公司 Hangzhou Lijia Environmental Services Co.,Ltd. 1 浙江杭州市余杭区星桥街道佛日路100号,31100 100, Fori Road, XingQiao Street, YuHang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 31100 Tel: 86-0571-******** Fax: 86-0571-******** SOP-07-163 烟气中颗粒物检测标准操作规程(重量法) 1. 原理 按等速原则从烟道中抽取一定量体积的含颗粒物烟气,通过已知重量的滤筒,烟气中的尘粒被捕集,根据滤筒在采样前后的重量差和采气体积,计算颗粒物排放浓度。 2. 仪器与工具 智能烟气采样仪、分析天平(感量0.1mg )、烘箱、软毛刷、玻璃纤维滤筒、表面皿 3. 采样前的准备 ① 参照SOP-07-014对智能烟气采样器进行检查,确保正常使用; ② 选取干净无破损的质地均匀的空白滤筒,用软毛刷将滤筒表面及内部的浮尘 刷去,用铅笔或者圆珠笔给滤筒编号,滤筒放入表面皿中,在105-110℃烘箱中1h 烘干恒重,室温用天平称量并记录精确质量,保存好待采样。②③④⑤ 4. 采样 根据SOP-07-014跟踪采样,保存好样品(保证样品内的颗粒物不被倒出),并打印采样参数。 采样时每个样品才几个点,每点采样时间可以根据烟气的温度、湿度等工作现场环境确定 5. 结果 样品至于表面皿中,放入烘箱中105-110℃烘2h ,放至室温,称量。 标况下颗粒物(mg/m 3)=m ×106 /Vnd 式中:m--- 滤筒捕集的颗粒物量,g;(即采样后的滤筒质量-空滤筒质量) Vnd---标准状态下干气的采样体积,L 。 实际颗粒物(mg/m 3)=标况下颗粒物×10/(21-氧含量)

大气颗粒物源解析研究方法比较与进展

第五章环境污染防治技术研究与开发1393? 大气颗粒物源解析研究方法比较与进展 吕森林1汪安璞1焦正2陈小慧2 (1上海大学环境与化学工程学院射线所) (2中国科学院生态环境研究中心) 摘要首先对源解析的两类方法(扩散模型和受体模型)进行了分析对比,指出两类方法中存在 的问题,接着对受体模型中的主要研究方法进行了介绍,比较了它们的优缺点,并分析了源解析发展的特点,最后对今后开展此类研究提出了建议。 关键词大气颗粒物源解析扩散模型受体模型 一、引言 大气颗粒物是大气环境中组成复杂、危害较大的污染物之一按颗粒物的空气动力学直径大小分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PMlo)以及超细颗粒物(UF)。它本身含有许多有毒有害物质,同时也是其它污染物的载体。10|lm以下的颗粒物会随着人的呼吸进入体内,有致癌作用,能引起肺组织纤维硬化等疾病;大气颗粒物还对生态环境、历史文物有严重的破坏作用。由于大气颗粒物的来源复杂,影响因素很多,既受人群活动的影响又受到气象条件等诸多因素的制约。为了有效控制大气颗粒物的浓度,提高空气质量,就必须了解大气中颗粒物的来源。在研究过程中,不仅要定性地识别大气颗粒物的来源,还要定量地计算出各种源对环境污染的贡献值(分担率),这就是源解析(SourceApportionment)川。因此,弄清大气颗粒物的来源及各来源所占比例,对于防治颗粒物污染是一个非常重要而又复杂的课题,也是大气颗粒物研究领域的重要内容之一。源解析的结果不仅能够为制定大气污染防治规划提供科学的依据,而且对于确定污染治理有着十分重要的指导意义。

二、研究现状 自1980年以来,对大气颗粒物的来源识别、评价的方法主要有两种,一种是以污染源为对象的扩散模型(diffusionmodel),另一种是以污染区域为对象的受体模型(receptormodel)。对前者的研究及其应用已比较多,而对后者的研究及应用主要集中在大气污染物的研究中。美国、日本等国家从20世纪70年代起,G.K.FriedLander等人开始由排放源转移到受体对进行大气颗粒物的源解析,提出了化学质量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、目标变换因子分析法(TTFA)等方法,形成了称为受体模型的研究体系,为源解析奠定了基础呓巧1。 我国直到80年代中期和后期才有一些研究人员分别在北京市、天津市、重庆市、广州市、兰州市、唐山市等人巾城市开展大气颗粒物的源解析T作怕¨。可以说,源解析_T作在巾国仍处于起步阶段,虽然在源成分谱方面积累了一定的资料,模式计算方面也获得一定的经验,但在源解析的全面性、准确性及评估源解析结果的可靠程度等方面与世界先进水平相比仍有很人差距。 (一)两种源解析方法的异同 扩散模型(diffusionmodel)和?曼.奉模型(receptormodel)都是描述环境质量变化规律的方法,但是他们的处理方法和作用不同。扩散模型(diffusionmodel)是从模拟排放污染源的迁移与稀释方面描述环境质量的变化规律,而受体模型(receptormodel)是根据污染源的特征与环境条件之间的关系,用统计的方法对环境质量的变化规律进行研究。两者的差异如下表l所示。 1394?中国环境保护优秀论文集(2005) (二)受体模型的几种方法 受体模式按其取得资料的方法分为显微镜法和化学法,各类中又有各自的数学处理方法,如图1所示。现将常用的分析方法简述于下:

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