大氣顆粒物來源解析為治霾提供科學依據

　　繼北京、天津之后，石家莊近日也公布了大氣顆粒物來源解析成果。其中，燃煤排放是石家莊PM2.5的“罪魁禍首”，主要原因是煤炭消費量大、燃煤結構不合理。源解析結果的公布，將為確定治理對象提供有力數據支撐。

　　根據部署，今年年內，除拉薩外的30個省會城市及5個計劃單列市都需公布源解析的初步或階段性報告。專家表示，通過監測顆粒物源的結構變化，可以對治霾工作做出評價指導，并為政府減排決策奠定基礎。

　　內涵解析

　　何謂大氣顆粒物來源解析？

　　大氣顆粒物來源解析是指通過化學、物理學、數學等方法定性或定量識別環境受體中大氣顆粒物污染的來源。這是一項長期復雜且系統的技術性工作，涉及多種技術方法、模型選擇、樣品采集與分析、化學成分譜的科學構建、模擬運算以及解析結果評估與應用等，是科學、有效開展顆粒物污染防治工作的基礎和前提。

　　大氣顆粒物源解析技術不是空氣污染治理技術，是宏觀環境管理定量化技術；解析結果的準確性強烈依賴輸入數據的質量，且解析結果有一定的時效性、區域性；同時，解析結果的應用要結合氣象因子。

　　我國大氣顆粒物源解析具有以下幾個特點：污染源種類多、來源復雜；污染源數量多；同一類型污染源排放特征差別大；控制技術差異大；大氣顆粒物濃度高；大氣處于高度復合污染條件下。

　　應用價值

　　開展來源解析意義何在？

　　大氣顆粒物來源非常復雜，不僅有人為污染源的排放，而且還有自然源的貢獻；通過了解大氣顆粒物的物理化學特征，不但可以定性識別和判斷各類污染排放來源，而且可以定量解析各污染來源貢獻的大小（負擔率）。這有助于制定大氣污染防治規劃，也是制定環境空氣質量達標規劃和重污染天氣應急預案的重要基礎和依據；確定排放源的種類和排放源的貢獻，據此有針對性地采取措施，能夠科學、有效地治理污染嚴重的污染物及排放源；有效控制大氣污染，提高空氣質量。

　　有專家表示，并非每個城市都必須做源解析，目前我國主要是燃煤、工業生產、揚塵和機動車4種主要來源。對于有些城市來說，即使不做源解析，也可以很清楚地知道主要問題出在哪兒。但對于有些城市即使污染源較為清楚，也需要做源解析，比如對京津冀來說，削減燃煤很重要，不過，問題在于削減哪種燃煤，是老電廠煤改氣，還是散煤削減，這完全不一樣。而對于一些減排已達到一定程度的城市來說，則更需用源解析的工具來尋找污染的“元兇”， 通過不同燃煤、揚塵等的唯一特征物，追溯到具體的污染來源。

　　技術方法

　　來源解析有哪些方法？

　　類 型

　　大氣顆粒物來源解析技術方法主要包括源清單法、源模型法和受體模型法，每種技術方法或者方法組合都有特定的適用范圍。

　　源清單法：根據排放因子及活動水平估算污染物排放量，據此排放量識別對環境空氣中顆粒物有貢獻的主要排放源。

　　源模型法：以不同尺度數值模式方法定量描述大氣污染物從源到受體所經歷的物理化學過程，定量估算不同地區和不同類別污染源排放對環境空氣中顆粒物的貢獻。

　　受體模型法：從受體出發，根據源和受體顆粒物的化學、物理特征等信息，利用數學方法定量解析各污染源類對環境空氣中顆粒物的貢獻。

　　源模型與受體模型聯用：對復合污染特征較為明顯的城市或區域，可使用源模型與受體模型聯用法對顆粒物來源進行詳細解析。

　　建 議

　　解析常態污染下顆粒物的來源，為制定長期顆粒物污染防治方案提供支撐，建議使用受體模型法；細顆粒物（PM2.5）污染突出的城市或區域，建議受體模型和源模型聯用。

　　解析重污染天氣下顆粒物污染的來源，為顆粒物重污染應急響應決策提供支撐，建議受體模型和源模型聯用；同時基于在線高時間分辨率的監測和模擬技術，開展快速源識別。

　　評估顆粒物污染的長期變化趨勢和控制效果，建議使用受體模型法。

　　評估多污染物協同控制的環境效益，建議使用源模型法。

　　對于大氣污染防治工作基礎較好的重點區域，如京津冀地區等，建議在動態更新污染源清單的基礎上，采用源模型和受體模型聯用解析本地和區域的顆粒物來源；其他城市或區域根據自身條件，以受體模型法為基礎開展顆粒物來源解析工作，并逐步建立顆粒物源成分譜、詳細的動態源排放清單和模型聯用的方法體系。

　　他山之石

　　國外研究進展

　　國外對大氣顆粒物來源解析的研究開展較早，取得了大量成果，在顆粒物削減、顆粒物基準文件的編制、空氣質量標準、污染控制立法等方面發揮了重要作用。

　　其中，美國于上世紀70年代就開始進行顆粒物源解析工作。1998年以后，美國加強了對大氣顆粒物的研究，相繼成立了5個大氣顆粒物研究中心，開展大氣顆粒物的環境健康效應、空氣污染的化學特征及顆粒物來源等方面的研究，為美國環保局制定有效的政策和標準提供支持。

　　日本政府也較重視顆粒物來源解析工作。2011年，日本頒布了“微小粒子狀物質（PM2.5）成分分析導則”，導則中提出：“地方政府為確保PM2.5環境質量標準，應當在開展質量濃度檢測的同時，對其化學成分進行分析，以便能夠制定出有針對性的污染源控制政策。”據此，日本各地方政府相繼開展了PM2.5源解析工作。

　　早期源解析工作都是一步解析到具體的排放源類別，現在的工作比較細致，更具可操作性，主要分成兩步。第一步做到質量重組和閉合，在全面化學分析的基礎上，再開展第二步的來源解析，收集、驗證或具體測定各種源排放的特征組成，以期進行化學質量平衡（CMB）的計算。

　　傳統意義的來源解析只能定性識別和定量解析顆粒物的來源種類及其貢獻大小，一般不能明確指出這些來源的地理位置。近些年，美國和歐洲的科學家成功地利用現代氣象觀測數據來追溯大氣顆粒物特定組分的傳輸路徑，甚至可以達到成百上千公里以外，最后能用統計的方法推測和識別來源地區。這種技術成功地解釋了顆粒物長距離傳輸現象。