采用正定距阵因子分解法对武汉市夏季某PM2.5样品的来源解析

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1、万方数据环境污染与防治第35卷第5期2013年5月采用正定距阵因子分解法对武汉市夏季某PM2．5样品的来源解析*肖经汗周家斌8郭浩天王磊周颖苏东基吴渝婷(武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070)摘要分析了2011年夏季武汉市区某采样点大气PM25的浓度，并用电感耦合等离子体原子发射光谱(IcP-AEs)法研究了该样品中14种无机元素组成及变化特征。结果表明，PM2s的质量浓度为100～173”g／m3，元素组成中K、A1、Na、ca、Mg、Fe、Mn、zn8种元素含量较高，并运用正定矩阵因子分解法(P

2、MF)对其来源进行了解析，5种主要来源分别为燃煤源、路面扬尘、工业源、交通源和残油燃烧，其中交通源(29％)和路面扬尘(27％)贡献较大。关键词武汉市PM。。无机元素源解析正定矩阵因子分解法ApplicationofpositivematrixfactorizationtoidentifypossiblesourcesofatmosphericPM2．sinsummerWuhanXmOJi咒g^鲫，ZHOUJi口荻咒，GUOHno￡谊n，WrANGLei，ZHOUⅥ行g，SUDon幻i，WUy“fi咒g．(Sc^o

3、oZD，RPso“rcP5口咒dE竹ui，．0n7挖e，2￡nZE，29i挖PPri，zg，W“危nnLki勘8rsi￡yo厂Tec^挖o￡og了，W“^nnH“6ei430070)Abstract：TheatmosphericPM25indowntownWuhanwerec01lectedduringthesummerof2011．Thecompo—sitionandchangecharacteristicof14inorganicelementsinatmosphericPIⅥ25wasanalyzedbyth

4、emeansofinductive—lycoupledplasma—atomicemissionspectrometry(ICP—AES)．TheresultshowedthattheconcentrationofPM2．5rangedfrom100to173肚g／m3anditsmajorspeciesconsistswereK，Al，Na，Ca，Mg，Fe，MnandZn．Thedailydatasetswereanalyzedusingpositivematrixfactorization(PMF)techn

5、iqueinordertoidentifypossibIesourcesandestimatetheircontributionstoPM25．TherewerefivesourcesresolvedfromPMFthatcontributedtotheatmosphericPM2s；theywerecoalcombustion，roaddust，industry，trafficexhaustandresidualoilcombustion．Amongthe5sources，roaddustandtrafficex

6、haustwerethetwodominatecontributors，theircontributionstomassofP^压25were29％and27％respectively．Keywords：Wuhan；PM25；inorganiceIements；sourceapportionment；positivematrixfacto“zation(PMF)大气颗粒物对空气质量、大气辐射平衡、气候变化和人体健康等有着重要影响。其形成途径主要来自一些自然过程(土壤浸蚀、海盐、火山作用、森林火灾等)和人为源(工业、

7、交通、生物质燃烧、化石燃料燃烧等)[1]。大气颗粒物的环境与健康效应很大程度上取决于其化学组成与粒径分布。细颗粒物的比表面积较大，更容易成为大气化学反应的载体，对毒害性化学成分的富集程度更高，严重影响人类健康，比如增加呼吸道疾病、心脑血管疾病等的发生率心。3]。同时，细颗粒物在大气中滞留时问更长，易于远距离传输，影响区域甚至全球的空气质量L4J。大气颗粒物的源解析研究可以为大气污染防治提供科学依据。目前，源解析方法主要有化学质量平衡法(CMB)、主成分分析法(PCA)、多元线性回归法(MLR)和正定矩阵因子分解法(

8、PMF)等[5j。CMB需要对可能来源的化学成分谱进行测量，MLR中的因子并不总是实际存在，因为解析出来的成分谱和载荷有时为负值。PMF是近年来出现的一种有效、新型的颗粒物源解析方法。和其他方法相比，它具有不需要测量源成分谱、分解矩阵中元素非负、可以利用数据标准偏差来进行优化等优点睁7

9、。笔者通过对武汉市大气PM：．。的采样，分析其无机元素组成，并运用PMF