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王自发-区域大气细颗粒物来源解析方法

环境空气颗粒物源解析监测技术方法指南(试行)(可编辑)

环境空气颗粒物源解析监测技术方法指南(试行) 环境空气颗粒物来源解析监测方法指南 (试行 ) (第二版 ) 7>2014 年 2 月 28 日前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》 , 防治环境 空气颗粒物污染, 改善环境空气质量, 规范全国环境空气颗粒物来源解析的监测技术, 制定本 指南。 本指南规定了环境空气颗粒物来源解析中涉及的监测技术方法, 主要包括污染源样品的采 集、环境受体样品采集、样品的管理、颗粒物监测项目和分析方法、全过程质量保证与质量控 制等,以提高环境空气颗粒物来源解析中监测结果的可靠性与可比性。 本指南由中国环境监测总站组织北京市环境保护监测中心、上海市环境监测中心、浙江省 环境监测中心、江苏省环境监测中心、重庆市环境监测中心、济南市环境监测中心站共同起草。 目录 1、适用范围1 2、规范性引用文件1 3、术语和定义. 2

4、源样品采集. 2 4.1 源分类及采样原则2 4.2 固定源采样. 3 4.2.1 稀释通道法3 4.2.2 烟道内直接采样法5 4.3 移动源采样. 7 4.3.1 现场实验法( 隧道法 ) 7 4.3.2 全流式稀释通道采样法 8 4.3.3 分流式稀释通道采样法 9 4.4 开放源采样 11 4.5 其他源类采样. 15 4.5.1 生物质燃烧尘采样 15 4.5.2 餐饮油烟尘采样. 17 4.5.3 海盐粒子采样20 4.6 二次颗粒物前体物采样 20 5、受体样品采集. 20 5.1 点位布设原则21 5.2 采样仪器和滤膜选择21 5.3 采样时间和周期 21 5.4 采样前准备21 5.5 样品采集 21 5.6 采样注意事项. 21 6、样品管理 22 6.1 样品标识 22 6.2 样品保存 22

大气颗粒物来源解析汇报

第一章绪论 作为发展中国家的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中国华北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速19.06%,11年间增长了2.39倍。 1.1PM的概况 PM2.5指的是大气中空气动力学当量直径小于2.5mm的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比2.5μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM10来表示;而直径小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM100随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为PM2.5。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。 颗粒物的直径小于或等于2.5微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要的区别,体积要比PM10小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5微米和粗颗粒物对比,别看PM2.5粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还

大气污染物扩散模式

第四章 大气扩散浓度估算模式 第一节 湍流扩散的基本理论 一 湍流 1.定义:大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 2.类型: 按形成原因 热力湍流:温度垂直分布不均(不稳定)引起,取决于大气稳定度 机械湍流:垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起 3.扩散的要素 风:平流输送为主,风大则湍流大 湍流:扩散比分子扩散快105~106倍 二 湍流扩散理论(主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系) 1.梯度输送理论 通过与菲克扩散理论类比建立起来的(菲克定律:单位时间内通过单位断面上的物质的数量与浓度梯 度呈正比) 类比于分子扩散,污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比 x C k F ??-= 式中,F — 污染物的输送通量 k — 湍流扩散系数 C — 污染物的浓度 X — 与扩散截面垂直的空间坐标(扩散过程的长度) x C ??— 浓度梯度 要求得各种条件下某污染物的时、空分布,由于边界条件往往很复杂,不能求出严格的分析解,只能是在特定的条件下求出近似解,再根据实际情况进行修正。 2.湍流统计理论 泰勒首先将统计理论应用在湍流扩散上 图4-1显示:从原点O 放出的粒子,在风沿着x 方向吹的湍流大气中扩散。粒子的位置用y 表示,则结论为: ①y 随时间变化,但其变化的平均值为零 ②若从原点放出很多粒子,则在x 轴上粒子的浓度最高,浓席分布以x 轴为对称轴,并符合正态分布。 萨顿实用模式:解决污染物在大气中扩散的实用模式 高斯模式:应用湍流统计理论得出正态分布假设下的扩散模式 3.相似理论 第二节 高斯扩散模式 一 坐标系的建立—右手坐标系

1.原点O :无界点源或地面源,O 为污染物的排放点 高架源,O 为污染物的排放点在地面上的投影点 补充:点源 高架源 连续源 固定源 线源 地面源 间歇源 流动源 面源 2.x 轴:正向为平均风向,烟流中心线与x 轴重合 3.y 轴:垂直于x 轴 4.z 轴:垂直于xoy 平面 二 高斯模式的有关假定 1.污染物浓度在y 、z 轴上的分布为正态分布; )2exp(21 )(22 y y y y f σπ σ-= )2exp(21 )(22 z z z z f σπ σ-= y σ,z σ— 分别为污染物在y 和z 方向上分布的标准差,m 2.全部高度风速均匀稳定,即风速u 为常数; 3.源强是连续均匀稳定的,源强Q 为定值; 4.扩散中污染物是守恒的,不考虑转化,即烟云在扩散过程中没有沉降、化合、分解及地面吸收、吸附作用发生; 0=??t C 5.在x 方向上,输送作用远远大于扩散作用,即 )(x C k x x C u x ????>>??; 6.地面足够平坦。

大气主要污染源清单调查与源解析的研究

大气主要污染源清单调查 与源解析的研究 篇一:大气污染源解析 大气污染源解析 北京大钢环境治理技术研究院大气气溶胶及其粒径分布 大气气溶胶,是指在大气环境中,液体或固体颗粒均匀分散在气体中形成相对稳定的悬浮体系。虽然大气气溶胶只是 地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量、能见度、干湿沉降、云和降水的形成、大气的辐射平衡、平流层和对流层的化学反应等均有重要影响。由各种源排放进入大气中 的颗粒物,大部分集在对流层,距地面I?2km范围内(即大 气边晃层)。在此区域内的颗粒物的尺寸最大,种类最多;而在距地面4?5km以上的范围内,颗粒物的浓度基本上不受地球上直接排放的影响,其尺寸分布与本底气溶胶的分布相 近。 一般认为,气溶胶颗粒物的本底质量浓度约为10ug/m3 , 颗粒浓度为300个/ m3。但污染严重的城市中,有时气溶胶颗粒物的质量浓度最高可达2000ug/m3。污染严重的水泥厂,

其年均质量浓度通常大于350ug / m3。 大气气溶胶的粒径是其最重要的性质之一。大气气溶胶所有的特征都与其粒径有关。由于大气气溶胶的形状非常复杂,极不规则,有球状体、粒状体、片状体等,因此在度量大气气溶胶粒子大小时经常使用等效球体的直径来表示。其中,最常用的是空气动力学当量直径。它是按照粒径的大小, 大气气溶胶粒子可分为粗粒子(coarseparticulate)和细粒子(fineparticulate)。对气溶胶粒子进行粗细划分和研究的原因在于粒径的差异使得粗粒子和细粒子在化学组成、来源和形成方式、传输和去除机制等均存在一些根本的区别。目前粗粒子和细粒子的粒 径分界线还没有统一的规定,但根据研究的需要,一般可分为:总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulates , TSP)、PM10 和PM2.5。 TSP是指可漂浮在空气中的、粒径一般小于100um固态和 液态微粒的总称。TSP曾是中国唯一的环境大气气溶胶污染监测指标,现仍沿用,但主要用于作业场所粉尘的监测指标;PM10是指空气动力学直径在101am以下的大气气溶胶粒 子。大部分的PM10能够沉降在喉咙以下的呼吸道部位,因而 PM10 也称可吸入性颗粒物(respirableparticulatematter ,RSP) ;PM2.5是指空气动力学直径在 2.5um以下的大气气溶胶粒子。PM2.5粒径小,更容易沉

大气颗粒物及其源解析

1.引言 实际上,早在2011年的秋末冬初,在北京,在中国,甚至在全球,就掀起了一场关于中国首都北京的空气污染真相的环保龙卷风。由于美国驻京大使馆周边空气中的PM2.5污染数据的实时公布,中国13亿公众第一次知道,为什么居住在北京的居民和旅行到北京的地球人,亲身感受到的北京空气质量与环境监测报告的差距如此巨大。 2013年1月,京津冀以及我国东部广大地区遭遇严重的大气污染,先后出现四次持续多日的 大范围雾霾天气。在1月份的31天里,雾霾天气达到24天。专家们说,大气颗粒物PM2.5是形成雾霾天气的罪魁祸首。于是,PM2.5再次成为人们关注和热议的焦点。1月12日,是北京人难以忘记的痛苦日子。这一天,北京的天空烟雾弥漫,烟气呛人,呼吸道疾病患者急剧增加,医院人满为患。由于能见度极低,高速公路被迫关闭,飞机停飞,交通受阻。 中国环境监测总站网站1月12日全国重点城市空气质量24小时均值显示,北京的可吸入颗粒物浓度(PM10)为786微克/立方米,天津的可吸入颗粒物浓度为500微克/立方米,石家庄的可 收稿日期:2013-02-20修订日期:2013-05-30 作者简介:杨新兴(1941-),男,中国环境科学研究院研究员,研究方向:大气环境污染。发表论文46篇,出版科普著作一部。获部级科技进步奖3项。E-mail:yangxinxing@https://www.docsj.com/doc/e017084299.html, 冯丽华,女,工程师,研究方向:数据处理。E-mail:fenglihua99@https://www.docsj.com/doc/e017084299.html, 尉鹏,男,博士,研究方向:气候与环境。E-mail:weipeng_1981@https://www.docsj.com/doc/e017084299.html, 大气颗粒物PM2.5及其源解析 ◆杨新兴尉鹏冯丽华 (中国环境科学研究院,北京100012) 摘要:大气颗粒物的来源分为两类:一类是自然源;另一类是人为源。自然源主要包括:岩石土壤风化、 森林大火、火山爆发、流星雨、沙尘暴、海盐粒子、植物花粉、真菌孢子、细菌体,以及各种有机物质的自燃过程等。人为源主要包括:汽车尾气排放、摩托车尾气排放、火车机车排放、飞机尾气排放、轮船排放、工业窑炉排放、民用炉灶排放、农用拖拉机排放、工业粉尘、交通道路扬尘、建筑工地扬尘、裸露地面扬尘、烹饪油烟、街头无序烧烤、垃圾焚烧、农田秸秆焚烧、燃放烟花爆竹、寺庙香火和烟民抽烟等。在大气颗粒物中,细颗粒物主要来自化石燃料和生物质的燃烧过程。专家们认为细颗粒物是导致北京地区雾霾灾害天气频繁出现的最主要因素。汽车尾气排放大量的空气污染物。有车族对北京市严重的大气污染和雾霾灾害的形成,负有首要责任。有车族,少开车,或者不开车,是解决目前北京严重的大气污染,阻止雾霾灾害天气频繁出现的根本出路。 关键词:环境;大气颗粒物;PM2.5;霾;汽车中图分类号:X501 文献标示:A

大气颗粒物来源解析技术指南

附件 (试 行) 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》,推进我国大气污染防治工作的进程,增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)及相关法律、法规、标准、文件,编制《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(以下简称“指南”)。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物(PM10和PM2.5)来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—

《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分:44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分:16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》(试行)的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时,使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源:向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体:受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体,简称受体。 大气颗粒物来源解析: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。 大气颗粒物来源解析技术方法:用于开展大气颗粒物来源解析 —4—

大气颗粒物来源解析

第一章绪论 作为发展中的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速19.06%,11年间增长了2.39倍。 1.1PM的概况 PM2.5指的是大气中空气动力学当量直径小于2.5mm的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比2.5μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM10来表示;而直径小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM100随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为PM2.5。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用PM2.5来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。

颗粒物的直径小于或等于2.5微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要的区别,体积要比PM10小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于 2.5微米和粗颗粒物对比,别看PM2.5粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还有在大气中的停留时间长、输送距离远等特点,对公众的身体健康和空气质量有很大的影响.所以政府在2012年2月增加了PM2.5监测指标。 1.1.1为什么使用PM 代替PM10 2.5 悬浮的颗粒物在空气中分布的比较广且粒径分布围。是大气颗粒物中粒径比较小的一部分,2.5微米还涉及到人体健康的重要环节——PM2.5俗称“可入肺颗粒物”。颗粒物小于10个微米,就可以通过人体的鼻腔的过滤系统从而进入人的呼吸道,主要是上呼吸道,而当小于2.5微米的时候就可以轻松进入支气管,粒径再小一点,就可以达到人体的支气管末端。想穿透肺泡再进入人体的血液循环只要小于0.1微米便可。人体大量呼吸进粒径越小的颗粒物对身体产生的危害就越大。所以由此可知,相对于PM10来说,从健康危害以及环境危害可知PM2.5的危害更加的大。所以要用PM2.5代替PM10。 1.1.2PM 的来源 2.5 PM2.5的主要来源是:1)热电厂发电使用的燃烧材料在燃烧过程中产生的;2)轻重工业在生产制造过程中产生的;3)各类型汽车由于化石燃料经过燃烧而排放的残留物如尾气等。绝大多数颗粒物中表层含有重金属等有毒有害物质。挥发性有机物等通常主要产生2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)。 PM2.5的主要来源主要有自然源和人为源两种,但是后者的危害性比前者大。

大气颗粒物污染源解析技术与发展_常逸

企业技术开发2008 年4月大气颗粒物污染源解析技术与发展 常 逸1,刘乐君2 摘要:污染源与空气质量的关系即“源-受体”关系一直是环境科学研究的关键科学问题,也是环境管理和环境 决策关注的核心问题。文章介绍了大气污染特征以及污染源解析技术的产生与发展,同时介绍了相关解析技术,国内源解析技术存在的问题以及发展趋势。关键词:大气;污染;污染源解析;模型技术中图分类号:X513文献标识码:A文章编号:1006-8937(2008)04-0114-04 Abstract:Therelationbetweenpollutionsourceandairqualityisnotonlythekeyissueofenvironmentsciencesresearch,butalsothecoreissueofenviromentmanagementanddecisionmaking.Thispaperintro-ducedthecharacteristicsofairpollutionandtheoriginanddevelopmentofpollutionsourceapportionmenttechnology,atthesametime,introducedthecorrelativeapportionmenttechnology,theexistentproblemsofdomesticsourceapportionmenttechnologyandthedevelopmenttrend.Keywords:air;pollution;pollutionsourceapportionment;modelstechnology (1.湖南省环境保护科学研究院,湖南长沙410004;2.湖南省环境监测中心站,湖南长沙410004) Thepollutionsourceapportionmenttechnologyandits developmentofatmosphericparticles CHANGYi1,LIULe-jun2 (1.HunanResearchAcademyofEnvironmentalProtectionSciences,Changsha,Hunan410004,China; 2.EnvironmentalMonitoringCenterofHunanProvince,Changsha,Hunan410004,China) 收稿日期:2008-02-22作者简介:常逸(1964—),男,湖南长沙人,大学本科,工程师,主 要从事分析实验及酸雨研究。 企业技术开发TECHNOLOGICALDEVELOPMENTOFENTERPRISE2008年4月 Apr.2008第27卷第4期 Vol.27No.4 随着我国经济飞速发展,大气污染也日趋严重。在“社会-经济-环境”的发展过程中,必须拥有良好的环境质量,保障人们的身体健康。大气污染源解析是研究大气环境中的污染源与受体的关系、确定影响空气质量的重点污染源,是空气质量管理的关键。 1大气污染特征 我国部分大、中城市处于煤烟型污染向机动车 尾气污染为主的光化学污染的过渡时期,光化学污染的主要特征为高浓度的臭氧和细颗粒物。大部分中小城镇大气污染以煤烟型污染为主,主要特征为颗粒物、二氧化硫。由于大气污染物主要为化学物质,其相互作用使得大气污染物行为复杂,为区别简单的煤烟型污染和汽车尾气污染,应当将当前我国城市和区域的大气称为复合性污染。 我国大气受到广泛关注的污染物是颗粒物,在我国有监测的343个城市中,60%城市环境空气颗粒物超标[1] ,由于污染源本身的复杂性,颗粒物成份 多样且复杂。相关研究结果表明,大气PM2.5中主要成份为有机物占30%,其次为SO42- 、NO3- 、NH4+ 等二次颗粒物占35%~40%,矿物颗粒约占10%~ 20%,还含有碳黑及其它微量元素。其中有机物中 已经查明成份超过200种,包含对人体有害的多环 芳烃[2]。同时,颗粒物是其它污染物的载体,也是大气化学非均向反应床,影响大气反应过程;气溶胶态颗粒物降低大气能见度,也可通过直接吸收和反射太阳光影响地球辐射平衡,影响气候变化。 2大气污染源的主要来源与源排放 自然和人类活动都不断向大气排放各类物质, 这些物质在大气中的存在有一定的周期。当大气中某种物质浓度超过正常水平,产生不良效应时,即构成大气污染。 大气污染源分为人为污染源和天然污染源。人为污染源按照产生污染部分,可分为工业源、民用源、交通源、生物质燃烧源等;按照能源结构分为煤炭、焦炭、重油汽油、柴油、天然气等。人为污染源也可以按照流动源和固定源分类,按照排放轨迹分类。天然源也是大气污染的重要来源。大气的天然

北京市大气小颗粒物的污染源解析

北京市大气小颗粒物的污染源解析- 废气处理 1992年11月至1993年2月在北京市5个采样点采集了大气小颗粒物(<2.0μm)样品和总悬浮颗粒物样品,并采用等离子体发射光谱分析小颗粒物的化学成分,将其结果应用于化学质量平衡法解析污染源.主要结果,秋季各污染源的贡献率:尘土为15.9%、燃ú为28.3%、燃油(汽车β气)为54.1%、钢铁工业为1.5%:冬季各污染源的贡献率:尘土为19.2%、燃ú为37.7%、燃油(汽车β气)为42.6%、钢铁工业为0.3%. 关键词源解析;气溶胶;小颗粒物;化学质量平衡;北京. SOURCEAPPORTIONMENTONFINEPARTICULATESINATMOSPHE REINBEIJING ZhangJing,ChenZongliang,WangWei (AEI,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences,Beijing100012 ,China) ABSTRACTSamplesofsuspendedparticlesandfineparticulates(<2.0μm)fromatmospherewerecol lectedatfivestiesinBeijingfromOct.6,1992t oJan.13,1993.Afterdigestion,thechemicalcompositionsandconcentrationso fthesamplesweredeterminedbyinductivelycoupledplasma.Thesourcecontri butionofvarioustypestofineparticulateswereidentifiedusingachemicalmass balancemodel.Resultsshowedthatinautumn,theaveragecontributionsfromd ust,coalburning,oilburning(automobileemissiongas),andsteelindustrywere 15.9%,28.3%,54.1%,and1.5%respectively.Inwinter,theaveragecontributio

大气颗粒物来源解析技术指南(试行)

附件 大气颗粒物来源解析技术指南 (试 行) 第一章 总 则 1.1编制目的 为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》和《大气污染防治行动计划》,推进我国大气污染防治工作的进程,增强大气颗粒物污染防治工作的科学性、针对性和有效性,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)及相关法律、法规、标准、文件,编制《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(以下简称“指南”)。 1.2适用范围 1.2.1本指南适用于指导城市、城市群及区域开展大气颗粒物(PM10和PM2.5)来源解析工作。 1.2.2本指南内容包括开展大气颗粒物来源解析工作的主要技术方法、技术流程、工作内容、技术要求、质量管理等方面。 1.3编制依据 《中华人民共和国环境保护法》 《中华人民共和国大气污染防治法》 —3—

《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见的通知》 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 GB 3095-2012 环境空气质量标准 GB/T 14506.30-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第30部分:44个元素量测定 GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法 第28部分:16个主次成分量测定 国家环境保护总局公告2007年第4号 关于发布《环境空气质量监测规范》(试行)的公告 HJ 618-2011 环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法 HJ/T 194-2005 环境空气质量手工监测技术规范 HJ/T 393-2007 防治城市扬尘污染技术规范 当上述标准和文件被修订时,使用其最新版本。 1.4术语与定义 下列术语和定义适用于本指南。 颗粒物污染源:向大气环境中排放固态颗粒污染物的排放源统称颗粒物污染源。 环境受体:受到大气污染物污染的环境空气统称环境受体,简称受体。 大气颗粒物来源解析: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。 大气颗粒物来源解析技术方法:用于开展大气颗粒物来源解析 —4—

环境空气颗粒物来源解析技术及最新研究进展

1 空气颗粒物概述 20世纪50年代前后在世界上不同地区的城市中发生了几起著名的空气污染事件,如1944年的洛杉矶烟雾事件、1952年的伦敦烟雾事件和1961年四日市哮喘病事件,这些都是空气污染物在短时间内大量增加导致的。空气颗粒物是环境空气的重要污染物之一,空气颗粒物不是一种单一成分的空气污染物,而是由许多人为或自然污染源排放的大量化学物质所组成的一种复杂的大气污染物,其中既有污染源直接排出的颗粒物(称为一次颗粒物,Primary Particles),也有气态污染物在大气中经过冷凝或复杂的化学反应而生成的颗粒物(称为二次颗粒物,Secondary Particles)。 1.1 空气颗粒物的粒径分布 对大气中颗粒的划分通常是以空气动力学直径为基础的,根据其粒径大小,又可分为总悬浮颗粒物TSP(空气动力学直径小于或等于100μm)和可吸入颗粒物(空气动力学直 (空气动力学直径小于或等于径小于或等于10μm)。可吸入颗粒物又可分为细颗粒物PM 2.5 2.5μm)和粗颗粒物PM (空气动力学直径介于2.5μm至10μm)。 10 图1 空气颗粒物的三模态分布 空气颗粒物的来源和形成过程、在大气中的迁移转化、输送和清除过程及其物理化学性质均与粒径有着直接的关系。空气颗粒物通常呈三模态分布,即粒径小于0.08μm的爱根(Aitken)核模态、粒径0.08μm~2μm的积聚模态(Accumulation mode)和粒径大于2μm的粗粒子模态(Coarse particle mode)。粗粒子模态的颗粒物主要是由工业源与生活源燃烧排放、机械粉碎过程和交通运输等产生的一次颗粒物和各种自然界产生的颗粒物组

大气污染扩散模型

第一节大气污染物的扩散 一、湍流与湍流扩散理论 1. 湍流 低层大气中的风向是不断地变化,上下左右出现摆动;同时,风速也是时强时弱,形成迅速的阵风起伏。风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流。湍流运动是由无数结构紧密的流体微团——湍涡组成,其特征量的时间与空间分布都具有随机性,但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。大气湍流的流动特征尺度一般取离地面的高度,比流体在管道内流动时要大得多,湍涡的大小及其发展基本不受空间的限制,因此在较小的平均风速下就能有很高的雷诺数,从而达到湍流状态。所以近地层的大气始终处于湍流状态,尤其在大气边界层内,气流受下垫面影响,湍流运动更为剧烈。大气湍流造成流场各部分强烈混合,能使局部的污染气体或微粒迅速扩散。烟团在大气的湍流混合作用下,由湍涡不断把烟气推向周围空气中,同时又将周围的空气卷入烟团,从而形成烟气的快速扩散稀释过程。 烟气在大气中的扩散特征取决于是否存在 湍流以及湍涡的尺度(直径),如图5-7所示。 图5-7(a)为无湍流时,烟团仅仅依靠分子 扩散使烟团长大,烟团的扩散速率非常缓慢, 其扩散速率比湍流扩散小5~6个数量级;图5 -7(b)为烟团在远小于其尺度的湍涡中扩散, 由于烟团边缘受到小湍涡的扰动,逐渐与周边 空气混合而缓慢膨胀,浓度逐渐降低,烟流几乎呈直线向下风运动;图5-7(c)为烟团在与其尺度接近的湍涡中扩散,在湍涡的切入卷出作用下烟团被迅速撕裂,大幅度变形,横截面快速膨胀,因而扩散较快,烟流呈小摆幅曲线向下风运动;图5-7(d)为烟团在远大于其尺度的湍涡中扩散,烟团受大湍涡的卷吸扰动影响较弱,其本身膨胀有限,烟团在大湍涡的夹带下作较大摆幅的蛇形曲线运动。实际上烟云的扩散过程通常不是仅由上述单一情况所完成,因为大气中同时并存的湍涡具有各种不同的尺度。 根据湍流的形成与发展趋势,大气湍流可分为机械湍流和热力湍流两种形式。机械湍流是因地面的摩擦力使风在垂直方向产生速度梯度,或者由于地面障碍物(如山丘、树木与建筑物等)导致风向与风速的突然改变而造成的。热力湍流主要是由于地表受热不均匀,或因大气温度层结不稳定,在垂直方向产生温度梯度而造成的。一般近地面的大气湍流总是机械湍流和热力湍流的共同作用,其发展、结构特征及强弱决定于风速的大小、地面障碍物形成的粗糙度和低层大气的温度层结状况。 2. 湍流扩散与正态分布的基本理论 气体污染物进入大气后,一面随大气整体飘移,同时由于湍流混合,使污染物从高浓度区向低浓度区扩散稀释,其扩散程度取决于大气湍流的强度。大气污染的形成及其危害程度在于有害物质的浓度及其持续时间,大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在

大气颗粒物来源解析

作为发展中国家的中国,就目前形势来说大气污染程度越来越严重,由于我国在环境治理中,对看得见、摸得着的水污染与固体废弃治理和市场化关注度较高,而对大气污染治理,一直以来,比水和固废的治理度就低。因而这部分市场的推动也是相对薄弱的。 近今年伴随着中国华北地区日久集聚终于爆发出的雾霾天气问题,却引发了社会对大气污染的关注度提升到新的层面。实际上我国的大气污染防治工作在前几年已经开始逐步开展,2002年开始,我国出台了一系列的措施,对节能减排的提倡有了一定的成果,同年8月发布了《节能减排“十二五规划》,从各项政策中对大气污染防治都起到一定的积极作用。根据前瞻产业研究院最新数据表明,我国2000-2011年,工业废气排放量年均增速%,11年间增长了倍。 1.1PM的概况 指的是大气中空气动力学当量直径小于的颗粒物[1]。公众较为熟悉的获知空气污染指数是在当下城市空气质量预报、指数中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。其中,可以通过人体的组织器官与外界进行气体交换吸入的直径比μm大、等于或小于10μm的颗粒物通常是指可吸入颗粒物,通常用PM 来表示;而直径 10 随着研究的小于或等于100微米的颗粒物被定义为总悬浮颗粒物,也称为PM 100 深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用来指示大气环境质量,空气污染的指数越严重,这个值就越高,称为。随着研究的深入以及监测水平的提高,科学家逐渐采用来指示大气环境质量,这个值越高,就代表空气污染越严重。在空气中每立方米的可吸入颗粒物的值越高,代表空气污染越严重。 颗粒物的直径小于或等于微米,是细颗粒物与粗颗粒物的评判标准也是主要 小的多,比人类的头发还有要细上许多,是头发的十分之的区别,体积要比PM 10 一的大小。大气中颗粒物的粒径要小于微米和粗颗粒物对比,别看粒径小却危害巨大,它的表层含有许多有毒、有害的物质,不仅如此它还有在大气中的停留时间长、输送距离远等特点,对公众的身体健康和空气质量有很大的影响.所以政府在2012年2月增加了监测指标。 1.1.1为什么使用代替PM10 悬浮的颗粒物在空气中分布的比较广且粒径分布范围。是大气颗粒物中粒径比较小的一部分,微米还涉及到人体健康的重要环节——俗称“可入肺颗粒

大气污染物扩散高斯模型模拟

大气污染物扩散的高斯模型模拟:可视化模拟点源大气污染的扩散Gaussian Atmospheric Dispersion Model 突发性大气污染事故时有发生,对大气污染扩散进行模拟和分析,有利于减小事故的危害,减轻人员伤亡和财产损失。高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。 高斯扩散模型 高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏,瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形,连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟,而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。高斯模型适用于非重气云气体,包括轻气云和中性气云气体。要求气体在扩散过程中,风速均匀稳定。 在高斯烟团模型中,选择风向建立坐标系统,即取泄漏源为坐标原点,x轴指向风向,y轴表示在水平面内与风向垂直的方向,z轴则指向与水平面垂直的方向,具体公式见式: (mg/s); x、y、z轴上的扩散系数,需根据大气稳定度选择参数计算得到(m);x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m);u 表示平均风速(m/s);t表示扩散时间(s);H 表示泄漏源的高度(m)。 同理,高斯烟羽模型的表达式如: 技术方法 若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度,这个计算量是很大的。因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化,由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度,在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度,并由此得到污染物浓度的等值线。整个过程的示意图如图所示

大气颗粒物源解析技术的开发与应用

大气颗粒物源解析技术的开发与应用 空气中的悬浮颗粒物(也被称为气溶胶)通常分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10和PM2.5)。TSP是指空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物,PM10是指空气动力学当量直径≤10微米的颗粒物,PM2.5是指空气动力学当量直径≤2.5微米的颗粒物。TSP、PM10、PM2.5在粒径和重量上是存在着包含关系的,即TSP包含着PM10和PM2.5,PM10包含着PM2.5。目前国内的研究结果表明PM10与TSP的重量比约为60-80%,比前十几年高出10-20个百分点,说明我国空气中的细颗粒物的比例在上升。 就城市污染水平而言,欧洲城市TSP年均浓度为50-150微克/立方米,中国城市TSP年均浓度110-1500微克/立方米,PM10年日均浓度140-640微克/立方米。 我国颗粒物的污染水平明显高于欧美地区。 颗粒物粒子对人体健康的影响,主要与其粒径大小及化学成分有关。大于10微米粒径的粒子,绝大部分能阻留在鼻腔及咽喉部。2-10微米的粒子大部分进入肺部。当粒径小于2微米时,则大部分可通过呼吸道直达肺部沉积,这部分粒子对 人体危害最大。 当颗粒物浓度大于100微克/立方米时,大气能见度就可能降低,到达地面的太阳辐射能减少。当颗粒物浓度在60-180微克/立方米时,在伴有SO2和水汽共存 的条件下,能加速金属物质的腐蚀。 空气污染严重威胁人民的身体健康,对国民经济造成了巨大的破坏。据中国社会科学院最近公布的一项报告表明,1995年我国因总悬浮颗粒物导致的人体健康损失估算为171亿元,因酸雨造成的损失为130亿元。在我国很多地区尤其是大城市很难看到蓝天和白云,这说明城市颗粒物的污染已对能见度造成明显影响。 目前我国空气颗粒物超标严重,东北、西北地区有多个环境保护重点城市未达标,空气颗粒物污染超标是大气方面的主要问题。在北方城市中,空气环境质量达标问题主要是TSP或PM10达标问题;在南方一些城市中,空气污染达标问题主要是SO2和PM10达标问题;有的城市TSP和PM10都达标,但已开始关心PM2.5 的污染问题。 为了更有效地解决颗粒物污染的问题,科学家们把着眼点由排放源转移到了受体(即受污染源影响的某一局部大气环境),建立起了受体模型,逐步形成了通过对环境空气颗粒物样品和源样品的化学或显微分析确定各类污染源对受体贡献 值的一系列的源解析技术。 把源解析技术应用到环境空气质量达标工作是一项系统工程,从大的方面来分,应该包括以下几方面的工作:一是颗粒物来源解析,二是制定功能区空气质量达标实施方案,三是实施方案的评价和执行。 南开大学科研人员针对我国环境管理的需要,进行创新研究,建立了符合国情,

大气颗粒物源解析研究方法比较与进展

第五章环境污染防治技术研究与开发1393? 大气颗粒物源解析研究方法比较与进展 吕森林1汪安璞1焦正2陈小慧2 (1上海大学环境与化学工程学院射线所) (2中国科学院生态环境研究中心) 摘要首先对源解析的两类方法(扩散模型和受体模型)进行了分析对比,指出两类方法中存在 的问题,接着对受体模型中的主要研究方法进行了介绍,比较了它们的优缺点,并分析了源解析发展的特点,最后对今后开展此类研究提出了建议。 关键词大气颗粒物源解析扩散模型受体模型 一、引言 大气颗粒物是大气环境中组成复杂、危害较大的污染物之一按颗粒物的空气动力学直径大小分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PMlo)以及超细颗粒物(UF)。它本身含有许多有毒有害物质,同时也是其它污染物的载体。10|lm以下的颗粒物会随着人的呼吸进入体内,有致癌作用,能引起肺组织纤维硬化等疾病;大气颗粒物还对生态环境、历史文物有严重的破坏作用。由于大气颗粒物的来源复杂,影响因素很多,既受人群活动的影响又受到气象条件等诸多因素的制约。为了有效控制大气颗粒物的浓度,提高空气质量,就必须了解大气中颗粒物的来源。在研究过程中,不仅要定性地识别大气颗粒物的来源,还要定量地计算出各种源对环境污染的贡献值(分担率),这就是源解析(SourceApportionment)川。因此,弄清大气颗粒物的来源及各来源所占比例,对于防治颗粒物污染是一个非常重要而又复杂的课题,也是大气颗粒物研究领域的重要内容之一。源解析的结果不仅能够为制定大气污染防治规划提供科学的依据,而且对于确定污染治理有着十分重要的指导意义。

二、研究现状 自1980年以来,对大气颗粒物的来源识别、评价的方法主要有两种,一种是以污染源为对象的扩散模型(diffusionmodel),另一种是以污染区域为对象的受体模型(receptormodel)。对前者的研究及其应用已比较多,而对后者的研究及应用主要集中在大气污染物的研究中。美国、日本等国家从20世纪70年代起,G.K.FriedLander等人开始由排放源转移到受体对进行大气颗粒物的源解析,提出了化学质量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、目标变换因子分析法(TTFA)等方法,形成了称为受体模型的研究体系,为源解析奠定了基础呓巧1。 我国直到80年代中期和后期才有一些研究人员分别在北京市、天津市、重庆市、广州市、兰州市、唐山市等人巾城市开展大气颗粒物的源解析T作怕¨。可以说,源解析_T作在巾国仍处于起步阶段,虽然在源成分谱方面积累了一定的资料,模式计算方面也获得一定的经验,但在源解析的全面性、准确性及评估源解析结果的可靠程度等方面与世界先进水平相比仍有很人差距。 (一)两种源解析方法的异同 扩散模型(diffusionmodel)和?曼.奉模型(receptormodel)都是描述环境质量变化规律的方法,但是他们的处理方法和作用不同。扩散模型(diffusionmodel)是从模拟排放污染源的迁移与稀释方面描述环境质量的变化规律,而受体模型(receptormodel)是根据污染源的特征与环境条件之间的关系,用统计的方法对环境质量的变化规律进行研究。两者的差异如下表l所示。 1394?中国环境保护优秀论文集(2005) (二)受体模型的几种方法 受体模式按其取得资料的方法分为显微镜法和化学法,各类中又有各自的数学处理方法,如图1所示。现将常用的分析方法简述于下:

大气颗粒物来源解析

分类号:B J64 中国环境报/2000年/12月/02日/第003版/ 理论 欧洲气溶胶年会的热门话题 大气颗粒物来源解析 国家环境分析测试中心 刘咸德 从美国科学家F r i e d l a n d e r(弗利德兰德)1973年的开创性工作算起,来源解析研究和应用已经有近30年的历史。和七八十年代的早期工作相比较,当今的来源解析已有了飞速的发展。 来源解析技术得到了广泛的应用。早期的来源解析工作都集中在美国,现在这一技术方法得到了广泛的认可和应用。在这次年会上报告的应用实例就有英国、挪威、比利时、新西兰、中国台北、芬兰、南非、津巴布韦、巴西等。方法仍然可以分为化学质量平衡和多变量分析这两大类。 来源解析工作对化学分析表征提出了更高的要求。早期的化学分析主要是无机多元素的分析,分析了大约一半的颗粒物质量,剩下的一半质量是未知的,是化学分析的盲区。现在不但分析无机多元素,而且分析离子物种,如硝酸盐、铵离子等,还分析碳质颗粒如有机碳、元素碳。这样对采样和分析都提出了更高的要求。一种滤膜,一种分析技术就不能满足需要。采样和分析都必须综合策划安排,才能获得完整的系统的分析数据,为下一步的来源解析计算打下基础。今天的来源解析工作要求对颗粒物的质量要能 重组和 闭合,也就是说分析了的颗粒物各组分质量相加要基本达到重量法测得的颗粒物的质量,而不能留下明显的缺口。 来源解析方法还在演变和发展。早期的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,分成两步走。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(C M B)的计算。 来源识别是来源解析的重要组成部分。大气颗粒物来源研究可以分为定性识别和定量解析两个层次。定性识别来源对定量解析工作有指导作用。根据成百上千个颗粒物的分析结果,可以对颗粒物进行分类,一般可以区分出10种以上的不同颗粒物类型,并统计其数目多少,从而对大气颗粒物的化学组成和来源及其重要性提供了重要信息。 来源解析和排放源调查相结合。源排放清单或数据库S o u r c e、i n v e n t o r y是空气质量管理体系的重要一环。源排放清单是否全面准确地反映了实际情况,这是一个基本的问题,但是很难找到一个可靠的答案。美国加州环保局在这方面取得进展。他们用1995年大规模来源解析工作的成果来验证源排放清单的正确程度。结果表明地质来源被高估了,而碳质颗粒的排放被低估了。 来源解析和其他模式计算相结合。英国伯明翰大学H a r r i s o n教授把颗粒物来源解析为燃烧过程排放,二次颗粒物和粗颗粒扬尘这三大类。然后利用其他模型方法分别处理。作为来源解析的受体模型方法不是万能的,它有自己的优势,也有局限。它难以区分化学组成相似的几种颗粒物排放源,如燃煤飞灰和土壤扬尘。这种把受体模型和其他模型方法相结合的做法,给人以启发。 利用气象数据追溯颗粒物的来源。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。近年来,美国和欧洲的科学家成功地利用现代的气象观测数据来追溯大气颗粒物特定组分的传输的踪迹到成百上千公里以外,用统计的方法推测和识别来源地区。这种技术成功地研究了颗粒物的长距离传输现象。显然这对我国目前十分关注的西部沙尘暴灾害及其对东部地区空气质量的影响是有启发的,完全可以借鉴。 有机分析在来源解析工作发挥作用。英国科学家针对多环芳烃污染物成功地开展了来源解析工作。新西兰的科学家也报告了用不同的多环芳烃化合物作为指示物来区别机动车尾气和其他燃烧过程对空气中多环芳烃总量的贡献。美国加州理工学院的G l e m C a s s教授,他报告了用有机化合物作为指示物质进行大气中气相有机物和颗粒物有机物的来源解析的最新成果和进展。人们深深感到,来源解析经过30年的发展,正在向深度和广度进军。

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