2.5源解析初步研究'> 宜昌市颗粒物PM2.5源解析初步研究
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摘要：指出了颗粒物PM2.5已成为影响城市环境空气质量的首要污染物。面对强烈的社会反响，宜昌市环保监测站于2015年初开始监测分析工作。现已建立了宜昌市典型污染源在线质谱库，得到了颗粒物pm2.5源解析结果，提出了优化合理的具有针对性的污染防治对策。但是源解析结果面临着“精细化”和“准确化”的双重考验，还需要长期深入的探索研究。
关键词：颗粒物；PM2.5；源解析
中图分类号：X823 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）06-0050-03
1 引言
随着我国经济的高速发展、工业化和城市化进程的快速推进以及汽车消费的迅猛增长，多个地区接连出现以颗粒物PM2.5为特征污染物的灰霾天气，在这样的背景下，各地相继展开颗粒物PM2.5源解析工作。
2 源解析项目基本情况
宜昌市自2013年以来，多次出现长时间污染甚至重度污染的天气，市区环境空气质量形势严峻，环境空气颗粒物PM2.5已成为影响城市环境空气质量的首要污染物。
2014年，宜昌市环保局组织开展大气颗粒物PM2.5源解析工作，根据前期多次调研和反复的分析，最终确定了采用搭载在线单颗粒气溶胶质谱仪的移动监测平台进行源解析的技术路线。
2014年年底，宜昌市源解析移动监测平成设备采购招投标工作，2015年1月完成设备的安装调试，2015年2月至5月建立完善宜昌城区污染源源谱库，2015年6月该平台主要系统功能已全部实现，并投入试运行，并于2015年8月通过验收。
3 源解析工作情况
3.1 建立颗粒物PM2.5污染源源谱.
通过对宜昌市本地典型污染源进行采样分析，并结合在线单颗粒气溶胶质谱仪原有的污染源谱库，建立了宜昌市典型污染源谱库。分别对扬尘、生物质燃烧、燃煤、工业、机动车及船舶尾气、餐饮油烟等污染源进行了56家次监测，最后源谱库中收集应用的为：马路扬尘2个、建筑扬尘5个，生物质燃烧源2个，燃煤源9个、工业工艺源21个，机动车及船舶尾气源5个，餐饮油烟源1个，共45个污染源。
3.2 开展颗粒物PM2.5源解析工作
2015年2月开始，在线单颗粒气溶胶质谱仪移动监测平台先后对高新区、伍家岗区、西陵区、V亭区、点军区、夷陵区、葛洲坝二号船闸上游、枝江市、宜都市等区域的环境空气进行了分析，并分别得到了污染源贡献率饼图，高新区、伍家岗区、西陵区等长期监测的区域还得到了污染源贡献率随时间变化趋势图。
截止2015年11月，宜昌市颗粒物PM2.5源解析工作小组共出具31份数据分析报告。其中，重.污染天气快报1份，非重污染天气快报17份，月报8份，季报2份，验收报告1份，其它报告2份。
3.3 技术成果及应用
参考《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》与《环境空气颗粒物来源解析监测方法指南（试行）》对污染源类别进行分类，宜昌市源解析工作中分成扬尘源、移动源（机动车与船舶尾气）、生物质燃烧源、固定燃烧源（燃煤源）以及工业工艺源等，并对应各个源类别建立污染源谱厍。
结合谱库对宜昌市的典型污染源进行采样分析，分析得出了宜昌市颗粒物PM2.5污染的各类污染源，并给出了各类污染源贡献大小。监测期间宜昌市主要污染来源为机动车与船舶尾气源、扬尘源、工业工艺源、燃煤源、生物质燃烧源、二次无机源等。
得出了宜昌市城区颗粒物PM2.5污染规律，并提出了以下优化合理的具有针对性的污染防治对策。
（1）机动车与船舶尾气是宜昌市颗粒物PM2.5的主要污染来源之一，因此控制颗粒物PM2.5污染必须治理机动车污染，加快油品升级，加强油品质量督查，提倡使用清洁能源；落实车辆环保标志管理，加速淘汰黄标车；提高交通规划水平，减少过境车辆影响并加强城市轨道交通建设。
（2）扬尘在宜昌市颗粒物PM2.5的污染来源中占比较大，从颗粒物PM2.5和PM10的相互关系来看，扬尘对颗粒物PM10污染影响会超过颗粒物PM2.5，因此改善宜昌市环境空气质量，完成颗粒物PM10达标规划，必须全面整治扬尘污染。
（3）随着近几年经济迅猛发展，工业工艺污染对宜昌市空气质量的影响日渐突出。治理工业企业污染，必须对全市重点排污企业实行严格的在线监控，确保各类污染源全面稳定达标排放。
（4）燃煤污染排放也是颗粒物PM2.5的重要来源。对燃煤源的防控，就要全力落实燃煤锅炉除尘、脱硫、脱硝等环保设备及工艺的投入使用，强力推进燃煤源污染的减排，采用多种燃煤源替代手段，进一步压缩全市煤炭消耗量。
（5）结合在线单颗粒气溶胶质谱仪的分析结果，针对颗粒物PM2.5的控制，建议市区点位（高新区、伍家岗区、西陵区、点军区、夷陵区）治理措施以控制机动车与船舶尾气以及扬尘为主，而V亭区则以企业限排与控煤作为主要治理手段。
4 工作中遇到的问题
4.1 科研人员配备相对不足
源解析工作完全由监测站自行承担，人员不足、技术能力不够等问题凸现。据调查，武汉、太原、天津等地均认为源解析一件相当有技术难度的工作，工作量大，持续时间长，工作人员既要精通环境自动监测、数据分析，也要熟悉手工采样分析、质量控制等，所以对工作人员的要求较高。现阶段源解析工作责任单位为监测站自动监测室，主要参与该工作的人员2名，专业分别为环境科学、数学，人员缺口分别为气象专业1名，计算机专业1名。随着项目的不断推进，下一步将采用离线源解析、固定源解析等方式，人员需求会更大，增加的工作有手工采样，实验室分析，模型运算，数据分析及质量控制，大气复合实验室管理等。
4.2 质量控制缺乏相应规范
目前国内颗粒物源解析指导性文件有《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》与《环境空气颗粒物来源解析监测方法指南（试行）》等，均未涉及移动在线源解析的内容。移动在线源解析采用的在线单颗粒气溶胶质谱仪，其“飞行质谱”核心技术属于源解析相应领域的高端技术，该仪器相对其它自动监测仪器而言，目前在全国范围内使用范围有限，使用的时间相对较短，属于新领域的新技术，质量控制方面没有相关规范。广州、宜昌等地专家论证会给出的建议均为加强测试工作中的质量保证/质量控制，而目前这方面为空白。
4.3 难以准确区分本地污染及外来输入污染
在线单颗粒气溶胶质谱仪能迅速判断特定时间内指定地点的颗粒物PM2.5污染来源分布比例，但难以精准了某个或某类污染源，难以及时精准管控污染源。例如，某日主城区出现重污染天气，在线单颗粒气溶胶质谱仪迅速得出源解析结果为：燃煤、工业工艺、扬尘、机动车与船舶尾气四类污染源贡献最大，但这些污染源具体所在的位置无法判断，甚至不能确定这些污染源是在主城区，还是在其它区域，或者周边县市远程输入。至于本地污染和外来输入污染各自所占的具体比例，更加无法确定。
4.4 各类污染空间上的迁移转化过程无法同时监测
污染物进入环境后，会发生迁移和转化，并通过这种迁移和转化与其他环境要素和物质发生化学的和物理的相互作用，形成二次污染。二次污染形成机理复杂，影响范围较广，比较有代表性的例子，就是广为人知的冬季持续重污染天气下的灰霾污染现象。宜昌市灰霾污染严重，要想减缓甚至根治灰霾，需要针对各类污染物在空间上的迁移转化过程进行监测和分析，这是一种“面”式立体监测，目前宜昌市仅有的一台在线单颗粒气溶胶质谱仪只具有“点”式局部监测的功能，远不能满足要求。
5 对策与建议
5.1 加强人员力量
建议加大技术力量的投入，引进有源解析工作经验的技术人员或者与其他科研单位、院校合作。
5.2 积极探索质控工作
建议与先期开展移动源解析的兄弟单位开展学习交流活动，并与总站加强关于移动源解析质量保证工作方面的沟通，积极探索相关质控措施和质控手段。
5.3 多种途径协同监测
加大资金投入，在长期对宜昌市有污染输入的方向建立边界站，增加移动监测平台，建立大气复合污染物自动监测站（超级站），多种途径开展源解析监测。
5.4 深入开展源解析
向已开展固定源解析的单位和院校调研学习，选择适合宜昌市实际情况的方法，确定科学的实施方案，深入开展固定源解析工作。
5.5 建立多部门联动机制
与开展源解析区域的监察执法人员建立紧密联系，将远程监测的源解析分析结论与现场监察的实地调查情况相结合，部门间开展会商，对源解析结果进行修正完善，共同形成指导意见。源解析结果通过官方渠道及时上报给环境管理和相关部门，及时采取有效措施应对日常工作、突发事件、重污染天气、重大活动和赛事保障等，为环境治理发挥更大作用。
6 结语
宜昌市移动在线源解析项目已执行近一年时间，建立了宜昌市典型污染源谱库，得出了宜昌市城区颗粒物PM2.5的源解析初步结果，提出了具有针对性的污染防治对策。与此同时，也暴露了很多问题，如人员设备严重不足，质量控制无法可依，区分不了本地污染与外来污染，不能掌握污染物空间上的污染规律等。更多的问题及相应的解决途径，有待于进一步的研究。