2、城市空气颗粒物源解析技术进展 化学质量平衡模型（CMB）基本原理
Ci
F
j1
J
i j
Sj
Ci — 受体大气颗粒物中元素i的浓度测量值，μg /m3； Fij — 第j类源的颗粒物中元素i的含量测量值，g/g Sj — 第j类源贡献的浓度计算值，μg /m3； J — 源类的数目，j=1，2……J； I — 元素的数目，i=1，2……I。
的地面 、建筑施工工地 、农田、荒山等 。
源强不确定；
随机性 ；
广泛性。
颗粒物开放源类的特点
颗粒物开放源类污染控制中存在的问题
在根据开放源特征提出系统控制开放源污染 的技术和方法、评估开放源污染控制措施对 环境空气质量影响方面存在很大的困难；
在评估不同开放源类如道路、施工场所等对
对溶剂、涂料、加油站监测内容
测定溶剂、涂料、加油站、燃料气站的 VOCs排放因子，分析各类源VOCs化学组 成，研究其排放的时（日、季、年）空 （主要是水平方向）分布特征。
对VOCs天然源监测 测定VOCs天然源的排放因子，分析VOCs 的化学构成（C2-C12），研究其排放特征， 调查地理分布。可按照不同植物类型进行 分类研究，现场实测和实验室研究相结合。
城市大气颗粒物
1、城市空气颗粒物污染现状
2、城市空气颗粒物源解析技术进展
3、城市空气颗粒物开放源控制技术
4、面临的机遇和挑战
1、城市空气颗粒物污染现状
⑴城市空气质量达标率很低 全国2004年监测的342个城市中，132个城市达 到国家环境空气质量二级标准，仅占38.6% 。
1、城市空气颗粒物污染现状
大气污染源控制
要减少大气污染物的排放量，必须在污染 源调查的基础上，运用技术的、经济的、 法律的以及其他管理手段和措施，对大气 污染源进行的控制。大气污染源控制包括 减少污染物的产生和治理净化已产生的污 染物两个方面。主要措施为：
（1）改革能源结构，采用无污染和低污染能源；
（2）对燃料进行预处理，以减少燃烧时产生污染大气的 物质；
城市大气污染源的监测内容
对无组织排放源、扬尘源监测内容 测定典型工业无组织排放源：电厂、交通道路、 建筑工地（包括管道施工、搅拌站）、固体废物 （燃料、原料和废物）堆场、裸露或半裸露地面 （包括城乡结合部）等的扬尘（细分为 TSP、 PM10、PM2.5）排放因子，研究其排放特征， 监测分析其化学组成及其粒径分布，调查扬尘污 染源地理分布。
移动污染源主要是排放大气污染物的交通工具， 如排放碳、氮、硫的氧化物、碳氢化合物、铅化 物、黑烟等的汽车、飞机、船舶、机车等。
按人们的社会活动功能分为工业污染源、 生活污染源和交通运输污染源。 按污染物的影响范围分为局部大气污染源 和区域性大气污染源。前者污染源是造成 小范围局部地区的大气污染，后者造成大 范围（有时超出行政区划或国界）的区域 性的大气污染。
大气环境化学
受人类活动影响的大气环境
控制大气化学成分的关键过程
源排放 污染物的大气传输 均相和非均相大气化学过程 大气污染物的去除
大气污染源（atmospheric pullution sources）
大气污染源通常是指向大气排放足以对大气环境产生有害 影响的有毒或有害物质的生产过程。按污染物的来源可分 为天然污染源和人为污染源。 天然大气污染源 大气污染物的天然发生源，如排出火 山灰、二氧化硫、硫化氢等的活火山，自然逸出煤气和天 然气的煤田和油田，放出有害气体的腐烂的动植物。天然 污染源造成的大气污染，目前还不能控制。
扬尘在受体中的 分担率（Ayz）
S y CMByj Ay1 Ay 2 Ayj
j 1
J 1
S z CMBzj Az1 Az 2 Azj
j 1
J 1
如果： Axj Ayj Ayz Azj 则有二重源解析结果： S (CMBA ) (CMBA Ayz CMBA )
⑵城市空气主要污染物是颗粒物 颗粒物仍是影响空气质量的首要污染物，空气 质量没有达标的城市中有70%—90%是由于PM10 污染严重导致空气质量不达标。
2004年颗粒物浓度分级城市比例
1、城市空气颗粒物污染现状
(3) 颗粒物开放源类是城市环境空气中颗粒物的最主 要贡献者
2004年部分城市开放源类对PM10的贡献率（%）*
1. 源特征 2. 环境浓度 3. 扩散特征
源模型 扩散模型
受体模型
估算源的影响
对大气颗粒物的来源进行定性或定量研究的 技术 称之为颗粒物源解析技术
2、城市空气颗粒物源解析技术进展
受体模型的提出
大气颗粒物的来源非常复杂，既有有组织源又
有无组织开放源，常规的源模型（扩散模型）
已不能满足实际工作的需要，源模型不能建立
人为大气污染源 大气污染物的人为发生源，如资源和 能源的开发（包括核工业）、燃料的燃烧以及向大气释放 出污染物的各种生产场所、设施和装置等。 可以按不同的方法进行分类：
按污染源的运动状态分为固定污染源和移动污染 源。
固定污染源是排放污染物的固定设施，如排放硫 氧化物、氮氧化物、煤尘、粉尘及其他有害物的 锅炉、加热炉、工业窑炉、民用炉灶等。
比例及各单一尘源类在扬尘中的分担率，为颗粒物分类治 理提供了科学依据 ；
3、城市空气颗粒物开放源控制技术 颗粒物开放源类的特点 城市范围内的，各种不经过排气筒无组织、无
规则排放的颗粒物排放源都可以称之为城市空气颗 粒物开放源。从需要采取控制措施的角度，主要包
括以下几类：露天放置的料堆 、裸露地面 、硬化
D=B×C E=A－D
二 重 源 解 析 技 术 原 理 图
初始排放源及 排放源成分谱 受体及受体 成分谱 初始源解析及各单 一源分担率（Axj）
S x CMBxj Ax1 Ax 2 Axj
j 1 J 1
扬尘排放源 及成分谱
混合源解析及各排 放源分担率（Ayj）
扬尘源解析及各单 一源在扬尘中的分 担率（Azj）
流动源的监测内容
测定交通源（飞机、汽油车、柴油车）和 非交通源（内燃型工程车）不同工况条件 下的NOx、SO2、CO、VOCs、TSP、 PM10、PM2.5的排放因子。 按照道路调查机动车流量、车型分布、道 路交通状况等因素，研究其周、日变化规 律，监测分析代表性机动车细颗粒 （ PM10、PM2.5 ）和VOCs的化学组成， 制定其时空分布的排放清单。
态颗粒物二重性特征表现为既是受体颗粒物的
供体也是初始态源类尘的接受体。据此理论创
新提出二重源解析技术方法。
扬尘是混合源，它包含各类源的成分。
甲 乙 煤烟尘 丙 外来风沙 城郊周边
风沙尘
扬 尘
建筑水泥尘 其 它
甲
乙
丙
道路运输尘
各种料堆
2、城市空气颗粒物源解析技术进展 二重源解析技术特点
二重源解析 技术原理示 意图(以煤 烟尘为例）
直接进入到 受体的煤烟尘 E
大气环境中的 煤烟尘 A
C 扬尘对 受体的 贡献 B
E
以扬尘形式进入 到受体的煤烟尘 D
D
A B C D E
代表煤烟尘对受体总的分担率； 代表扬尘对受体的分担率； 代表煤烟尘在扬尘中的分担率； 代表煤烟尘以扬尘的形式进入到受体中的分担率； 代表煤烟尘除去进入扬尘的部分后对受体的分担率。
其中，城市扬尘、道路尘、建设施工尘、土壤尘 等无组织排放源又称为城市开放源。
对固定源进行分析监测的内容
测定典型固定源（锅炉、工业、餐饮、居 民生活等）的主要污染物（NOx、SO2、 CO、VOCs、TSP、PM10、PM2.5）的排 放因子，研究固定源的季节变化及日变化 规律，监测分析固定源排放的细颗粒 （ PM10、PM2.5 ）和VOCs的化学组成， 调查固定源的地理分布，编制固定源排放 清单。
类之间的关系，揭示了单一尘源类以不同的形式通过不同
的途径对大气颗粒物贡献的规律，揭示了扬尘这一特殊污 染源的本质特征；
二重源解析技术同时解析出了扬尘和其它单一尘源类对受
体的分担率，解决一套数据多个解析结果的问题；建立起
了源解析结果的诊断技术方法。
利用二重源解析技术得到了各单一尘源类进入到扬尘中的
煤烟尘源强
Soot
Csoot
OK
受体浓度
OK
C’soot
受体浓度
扩散模型
土壤尘源强
??
C’soil
?
受体浓度
??
Csoil
Soil
? ?
? ?
受体浓度
新的污染物和新的污染源以及已知污染源由于工况变化
煤烟尘源强 （分担率）
土壤尘源强
OK!
受体浓度
（分担率）
?
Creceptor
Ci Fi j S j
•甲
乙
甲50%，乙50%
不能用甲乙来拟合
2、城市空气颗粒物源解析技术进展
同一源类的颗粒物可以通过多种排放途径进入
到环境空气中（以电厂煤烟尘为例）
电 厂 煤 烟 尘 点 源 大 气 环 境
吹灰场
扬 尘
原煤堆
二重源解析理论
在深入研究城市扬尘污染特征的基础上，提出
了扬尘态颗粒物具有二重性特征的理论，扬尘
J
受体模型 j1
受体成分谱 Creceptor
煤烟尘成分谱
X11
X21
X31
X12
X14
X22 X13
X24
土壤风沙尘成分谱
2
X34
X23
X33
2、城市空气颗粒物源解析技术进展
源解析技术框架
源模型
源的分配方法
受体模型