大气颗粒物来源解析为治霾提供科学依据

　　继北京、天津之后，石家庄近日也公布了大气颗粒物来源解析成果。其中，燃煤排放是石家庄PM2.5的“罪魁祸首”，主要原因是煤炭消费量大、燃煤结构不合理。源解析结果的公布，将为确定治理对象提供有力数据支撑。

　　根据部署，今年年内，除拉萨外的30个省会城市及5个计划单列市都需公布源解析的初步或阶段性报告。专家表示，通过监测颗粒物源的结构变化，可以对治霾工作做出评价指导，并为政府减排决策奠定基础。

　　内涵解析

　　何谓大气颗粒物来源解析？

　　大气颗粒物来源解析是指通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中大气颗粒物污染的来源。这是一项长期复杂且系统的技术性工作，涉及多种技术方法、模型选择、样品采集与分析、化学成分谱的科学构建、模拟运算以及解析结果评估与应用等，是科学、有效开展颗粒物污染防治工作的基础和前提。

　　大气颗粒物源解析技术不是空气污染治理技术，是宏观环境管理定量化技术；解析结果的准确性强烈依赖输入数据的质量，且解析结果有一定的时效性、区域性；同时，解析结果的应用要结合气象因子。

　　我国大气颗粒物源解析具有以下几个特点：污染源种类多、来源复杂；污染源数量多；同一类型污染源排放特征差别大；控制技术差异大；大气颗粒物浓度高；大气处于高度复合污染条件下。

　　应用价值

　　开展来源解析意义何在？

　　大气颗粒物来源非常复杂，不仅有人为污染源的排放，而且还有自然源的贡献；通过了解大气颗粒物的物理化学特征，不但可以定性识别和判断各类污染排放来源，而且可以定量解析各污染来源贡献的大小（负担率）。这有助于制定大气污染防治规划，也是制定环境空气质量达标规划和重污染天气应急预案的重要基础和依据；确定排放源的种类和排放源的贡献，据此有针对性地采取措施，能够科学、有效地治理污染严重的污染物及排放源；有效控制大气污染，提高空气质量。

　　有专家表示，并非每个城市都必须做源解析，目前我国主要是燃煤、工业生产、扬尘和机动车4种主要来源。对于有些城市来说，即使不做源解析，也可以很清楚地知道主要问题出在哪儿。但对于有些城市即使污染源较为清楚，也需要做源解析，比如对京津冀来说，削减燃煤很重要，不过，问题在于削减哪种燃煤，是老电厂煤改气，还是散煤削减，这完全不一样。而对于一些减排已达到一定程度的城市来说，则更需用源解析的工具来寻找污染的“元凶”， 通过不同燃煤、扬尘等的唯一特征物，追溯到具体的污染来源。

　　技术方法

　　来源解析有哪些方法？

　　类 型

　　大气颗粒物来源解析技术方法主要包括源清单法、源模型法和受体模型法，每种技术方法或者方法组合都有特定的适用范围。

　　源清单法：根据排放因子及活动水平估算污染物排放量，据此排放量识别对环境空气中颗粒物有贡献的主要排放源。

　　源模型法：以不同尺度数值模式方法定量描述大气污染物从源到受体所经历的物理化学过程，定量估算不同地区和不同类别污染源排放对环境空气中颗粒物的贡献。

　　受体模型法：从受体出发，根据源和受体颗粒物的化学、物理特征等信息，利用数学方法定量解析各污染源类对环境空气中颗粒物的贡献。

　　源模型与受体模型联用：对复合污染特征较为明显的城市或区域，可使用源模型与受体模型联用法对颗粒物来源进行详细解析。

　　建 议

　　解析常态污染下颗粒物的来源，为制定长期颗粒物污染防治方案提供支撑，建议使用受体模型法；细颗粒物（PM2.5）污染突出的城市或区域，建议受体模型和源模型联用。

　　解析重污染天气下颗粒物污染的来源，为颗粒物重污染应急响应决策提供支撑，建议受体模型和源模型联用；同时基于在线高时间分辨率的监测和模拟技术，开展快速源识别。

　　评估颗粒物污染的长期变化趋势和控制效果，建议使用受体模型法。

　　评估多污染物协同控制的环境效益，建议使用源模型法。

　　对于大气污染防治工作基础较好的重点区域，如京津冀地区等，建议在动态更新污染源清单的基础上，采用源模型和受体模型联用解析本地和区域的颗粒物来源；其他城市或区域根据自身条件，以受体模型法为基础开展颗粒物来源解析工作，并逐步建立颗粒物源成分谱、详细的动态源排放清单和模型联用的方法体系。

　　他山之石

　　国外研究进展

　　国外对大气颗粒物来源解析的研究开展较早，取得了大量成果，在颗粒物削减、颗粒物基准文件的编制、空气质量标准、污染控制立法等方面发挥了重要作用。

　　其中，美国于上世纪70年代就开始进行颗粒物源解析工作。1998年以后，美国加强了对大气颗粒物的研究，相继成立了5个大气颗粒物研究中心，开展大气颗粒物的环境健康效应、空气污染的化学特征及颗粒物来源等方面的研究，为美国环保局制定有效的政策和标准提供支持。

　　日本政府也较重视颗粒物来源解析工作。2011年，日本颁布了“微小粒子状物质（PM2.5）成分分析导则”，导则中提出：“地方政府为确保PM2.5环境质量标准，应当在开展质量浓度检测的同时，对其化学成分进行分析，以便能够制定出有针对性的污染源控制政策。”据此，日本各地方政府相继开展了PM2.5源解析工作。

　　早期源解析工作都是一步解析到具体的排放源类别，现在的工作比较细致，更具可操作性，主要分成两步。第一步做到质量重组和闭合，在全面化学分析的基础上，再开展第二步的来源解析，收集、验证或具体测定各种源排放的特征组成，以期进行化学质量平衡（CMB）的计算。

　　传统意义的来源解析只能定性识别和定量解析颗粒物的来源种类及其贡献大小，一般不能明确指出这些来源的地理位置。近些年，美国和欧洲的科学家成功地利用现代气象观测数据来追溯大气颗粒物特定组分的传输路径，甚至可以达到成百上千公里以外，最后能用统计的方法推测和识别来源地区。这种技术成功地解释了颗粒物长距离传输现象。