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1、第36卷第2期中国海洋大学学报36(2):225~2282006年3月PERIODICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINAMar.,2006综述化学质量平衡受体模型及其在大气颗粒物源解析中的应用李先国,范莹,冯丽娟(中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266003)摘要:化学质量平衡模型已成为重要的颗粒物源解析模型之一。简述了大气颗粒物源解析技术的发展概况和化学质量平衡(CMB)受体模型的基本原理,对该模型应用中的关键问题,大气颗粒物源解析的进展情况作了详细的阐述。关键词:大气颗粒物;受体模型;化学质量平衡;源解析
2、+中图法分类号:O642.43;O648.18文献标识码:A文章编号:16725174(2006)0222504大气颗粒物是指那些悬浮在大气中的固体或液体1源解析技术简介颗粒物,在环境科学中,有时把颗粒物称为气溶胶。尽管大气颗粒物不是大气的主要组分,但它是大气环境1970年代以前,大气颗粒物的源解析基本停留在中普遍存在又无恒定化学组成的聚集体。就人类健康定性和半定量的水平。研究方法主要分为以下2而言,大气颗粒物本身就是有害物质,可能被人体吸入[2]种:显微法和化学法。显微法适用于分析形态特征而对呼吸道和肺脏造成
3、危害;它还是有毒物质的载体比较明显的气溶胶,主要包括光学显微镜法、扫描电子或反应床,如致癌、致畸、致突变的物质绝大部分都存显微镜法和计算机控制扫描电镜法。化学法以气溶胶在于颗粒物中,并且可使一些气体污染物转化成有害特性守恒和特性平衡分析为前提判别气溶胶的来源及[1]的颗粒物或使某些污染物的毒性增强。此外,颗粒其贡献,包括富集因子法、因子分析法、相关分析法、多物能够散射太阳光,致使能见度下降;颗粒物还可在全元线性回归法、特征向量分析和空间模式法等。邵敏球范围内扩散迁移。因此,对大气颗粒物的研究越来等[3]利用加速器质谱仪(AMS)对北京、湖南南岳和青
4、越受到人们的重视。岛的气溶胶及这些地区的地表土进行了测定,将多元大气颗粒物的分类方法各式各样,种类和名称也线性回归方法与AMS方法相结合分析这些样品中微[1]很多。在大气环境监测中,通常把用标准大容量颗量元素组分和含碳组分的来源,结果表明,大气气溶胶粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物称为总悬浮颗粒物含碳组分具有与微量元素组成不同的来源特征。陈立(TotalSuspendedParticulate或TSP,粒径范围为0.1奇等[4]通过因子分析和相关分析,得出了台湾海峡海~100m);把那些长时间飘浮在大气中颗粒直径<域大气颗粒物中Fe,Pb,Cd等金
5、属的来源特征。柳海10m的悬浮物称为飘尘(AirbornParticulate,PM10),燕等[5]利用因子分析、富集因子和稀土元素分布模态而把那些>10m,由于自身重力作用而很快沉降下来对1993年9月~1994年8月在青藏高原五道梁采集的部分称为降尘(DustFall)。1970年代初,我国就把到的气溶胶样品中多种化学元素成分的浓度资料进行尘污染控制作为大气环境管理的重要内容。综合分析,得出了该地区低层大气气溶胶的来源,同时为了有效控制大气颗粒物的污染,不仅要了解大还讨论了源的季节变化以及各源气溶胶质量浓度的相气颗粒物的来源,还要定量地计
6、算出各个源的贡献值,[6]对贡献。刘昌岭等通过因子分析和元素富集因子对这就是源解析(SourceApportionment)技术。源解析是青岛市区大气颗粒物中金属元素的来源进行了初步的大气气溶胶研究的1个重要方面,也是制定大气污染探讨,结果表明,大气颗粒物中重金属主要来源为地壳防治规划的依据,对于确定污染治理重点和环境管理土壤尘、煤灰尘、燃油尘及海水。有着十分重要的指导意义。本文在对源解析技术做一从1970年代起,以建立定量的数学模型为基础,简介基础上,着重介绍化学质量平衡(CMB)受体模型定量化的源解析技术开始出现。从本质上来说,这些及其应用。技
7、术都属于化学法的范畴,总体上可以分为2种:一是收稿日期:20050718;修订日期:20051212作者简介:李先国(1965),男,博士,博导。Email:lixg@ouc.edu.cn226中国海洋大学学报2006年[7]以污染源为对象的扩散模型;二是以受污染区域为浓度值的变化值与测量值的变化值的比值,范围在0~对象的受体模型。经过30多年的发展,受体模型解析1.0。该值越接近1.0,说明源解析的结果越可靠;技术得到了广泛的应用,成为源解析技术的主要方法Chi方差值是受体地区颗粒物样品各化学组分浓度之一,其中化学质
8、量平衡(CMB)模型是实际应用最广计算值和测量值之差值的加权平方和,该值越接近0,泛的受体模型,也是下面要重点介绍的。说明
