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1、2015年第60卷第2期:109~121《中国科学》杂志社专题:大气灰霾追因评述www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESSPM2.5源解析方法的比较与评述①①*①①②②张延君,郑玫,蔡靖,闫才青,胡泳涛,RUSSELLArmisteadG.,①③①*王雪松,王书肖,张远航①北京大学环境科学与工程学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100871;②SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,GeorgiaInstituteofTechnolo
2、gy,Atlanta,Georgia30332,USA;③清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084*联系人,E-mail:mzheng@pku.edu.cn;yhzhang@pku.edu.cn2014-09-11收稿,2014-10-15接受,2014-11-11网络版发表国家自然科学基金重大项目(21190052)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金(41121004)、国家自然科学基金(41175102)和环境模拟与污染控制国家重点联合实验室专项(12L05ESPC)资助摘要当前我国PM2.5污染严重,空
3、气质量、大气能见度和人体健康均受到影响和威胁,准确判定关键词解析和定量确定PM2.5的来源是有针对性地制定相关政策法规和控制措施的重要科学前提.本文PM2.5源解析简要总结目前3大主要颗粒物源解析方法——源清单法、扩散模型法和受体模型法的发展历程和受体模型应用特征;以美国亚特兰大采集的PM2.5及化学成分为公共数据平台,评述了目前几种主要PM2.5方法对比源解析模型(受体模型和扩散模型)的方法特点以及适用性,分析了不同源解析方法对机动车源、燃煤源、生物质燃烧源、道路尘以及二次源等多种源类的解析特点、结果差异以及可能原因,总结了各种源解析方法在方
4、法及应用上的优势和局限,提出多种方法集成应用和发展混合模型是未来开展颗粒物源解析工作的方向.当前我国霾天气频发、波及范围广、持续时间长,广泛的应用,逐步形成了当前大气污染源解析工作给公众生活带来不便,威胁人体健康,引起社会和政的技术体系:污染源清单-空气质量模型-受体模型.府部门的高度重视.细颗粒物是霾形成的主要因素从源解析方法学和其应用的实效上看,源解析是一之一,阐明大气细颗粒物PM2.5主要污染来源及其贡项比较复杂的系统工作,不同方法具有各自独特的献是制定科学合理的相关政策法规的重要条件,因优势、适用性、不确定性和局限性.本文针对我国当而,
5、颗粒物源解析工作已成为我国各地开展大气污前开展大气颗粒物源解析工作的技术需求,以受体染防治的核心内容之一,并且将在环境监测部门逐模型为核心,简要介绍主要源解析方法的技术原理,渐实现业务化.进而在同一数据平台上对不同源解析方法进行客观美国率先在20世纪60年代开展了颗粒物来源解的对比,总结各种源解析方法在方法和应用上的优析的研究,研发了以因子分析(factoranalysis,FA)和势和局限,希望能为我国多城市开展源解析工作提化学质量平衡(chemicalmassbalance,CMB)为主的各供有益的借鉴和参考.类受体模型源解析技术;随后在欧
6、洲,采用受体模型1颗粒物源解析方法解析颗粒物来源的相关研究也有了显著的发展;我国源解析工作起步于20世纪80年代,但研究较为零颗粒物源解析研究方法主要包括源排放清单法、[1][2]散且缺乏系统性.进入21世纪,受体模型得到更加扩散模型法和受体模型法,其中扩散模型法也需要引用格式:张延君,郑玫,蔡靖,等.PM2.5源解析方法的比较与评述.科学通报,2015,60:109–121ZhangYJ,ZhengM,CaiJ,etal.ComparisonandoverviewofPM2.5sourceapportionmentmethods(inChin
7、ese).ChinSciBull,2015,60:109–121,doi:10.1360/N972014-009752015年1月第60卷第2期源排放清单的相关信息.CCii[28]KKRSL,(1)HViiiyyzz1.1源排放清单法其中,i是化学物种数(i=1,2,,N);Ci是化学物种i的源排放清单法(emissioninventory)通过对污染源浓度;u,v,w是水平和垂直方向上的风矢量;KH,KV是的统计和调查,根据不同源类的活动水平和排放因水平和垂直方向上的湍流扩散系数;Ri是化
8、学物种i子模型,建立污染源清单数据库,从而对不同源类的的化学反应速率;Si是化学物种i的排放速率;Li是化排放量进行评估,确定主要污染源[3].该方法