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大气颗粒物来源解析 指引污染防治工作的大方向
随着大气污染防治工作的不断深入，2013年8月环境保护部发布了大气颗粒物来源解析技术指南，在全国引起了广泛的关注。北京、天津、石家庄等重点城市开展了来源解析研究工作，并发布了解析结果，全国其他重点城市也在紧锣密鼓地开展来源解析研究工作。
为什么要开展大气颗粒物来源解析工作？来源解析有哪些技术方法？如何正确认识和有效运用来源解析结果？来源解析工作在大气污染防治中发挥了什么作用？此项工作还存在什么问题？本报记者日前就大气颗粒物来源解析相关问题采访了环境保护部科技标准司有关负责人。
大气颗粒物来源解析工作的特点是什么？
■来源解析工作技术性和综合性强，存在一定不确定性
记者：大气颗粒物来源解析要解决的问题是什么？它的主要技术手段有哪些？
答：大气颗粒物来源解析是根据颗粒物污染源的排放量和化学组成特征、大气中颗粒物（比如PM2.5）的化学组成、气象条件等信息利用特定的技术方法对颗粒物排放源进行识别并定量分析各类大气污染物排放源对大气环境颗粒物影响的技术方法。
通俗地说，就是研究和分析大气中的颗粒物是从哪儿来的，它的组成成分都是什么，这些组成物质发挥了什么作用？把这些问题弄清了就可以有针对性地开展大气污染防治。
可以说，大气颗粒物来源解析研究工作是科学、有效开展大气污染防治工作的基础和前提，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依据。
依据2013年8月环境保护部发布的《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》，当前大气颗粒物来源解析主要有3种技术方法，即受体模型法、数值模型法和排放源清单法。
排放源清单法是根据各类污染源所排放的颗粒物及其前体物总量，定量地识别对大气污染有贡献的主要排放源。
但是，一方面，由于不同的颗粒物排放源所在的位置和排放污染物的高度或方式不同，造成排放量大的污染源其对大气颗粒物污染的贡献不一定大，因此仅依赖排放量大小进行来源解析的排放源清单法不能全面客观地体现各类污染源的实际重要性。
另一方面，当前我国许多地区在排放清单方面的基础工作还没有完成，尤其是对开放性污染源的排放量在现阶段还难以准确得到，因此，这一方法更主要的是作为大气颗粒物来源解析的重要辅助手段，要与其他手段相配合才能满足环境管理的需要。
数值模型法是从污染源出发，根据各种污染源排放清单和气象资料，通过模拟污染物的形成过程，利用模型中的源追踪等技术，来解析污染源对受体的贡献。目前广泛使用的数值模型，能较好地模拟颗粒物从污染源排放到造成大气颗粒物污染的物理过程，也能模拟大气中气态污染物通过大气化学反应形成二次颗粒物污染的化学过程。
数值模型法的优点是：能提供高时空分辨率来源解析结果；能给出二次颗粒物来源解析结果；具有预测功能。
受体模型法是根据大气中颗粒物的化学、物理特征等信息，结合相关排放源所排放颗粒物的化学、物理特征，估算各类污染源对大气中颗粒物污染的贡献。这种方法不依赖于气象资料和详细的排放源清单，是我国目前应用最为广泛的颗粒物来源解析技术，但是存在二次颗粒物来源解析需与其他方法结合，不能进行预测等缺点。
大气颗粒物来源解析技术体系中的这3类方法各有优势和特点，他们之间互为补充，相互佐证，最理想的是采用3种方法相结合的方式开展来源解析工作。
记者：大气颗粒物来源解析主要针对哪几个方面的问题开展研究和分析？这项研究工作的特点是什么？
答：大气颗粒物来源解析研究工作的主要内容包括3个方面：
一是识别城市或区域环境空气颗粒物的主要排放源，获得排放源的排放情况、化学组成、粒径分布等信息，建立主要污染源的化学成分谱并确定排放源的示踪物。
二是通过采样，获得具有时间和空间代表性的环境空气中颗粒物（PM10或PM2.5）样品，并分析其中的各类化学组成。
三是结合气象资料，通过各类来源解析模型分析，获得排放源对相关区域大气颗粒物浓度的贡献率。
来源解析工作的特点是技术性和综合性强，同时各类来源解析模型技术均存在一定的不确定性。
技术性强，是指来源解析的每一个环节都包含了许多科学规范和技术标准，涉及物理采集、化学分析与数学运算等复杂技术方法；综合性强，是指来源解析工作的开展需要多个部门的协同配合，解析结果的确定需要各类资料的全面分析和相互印证；结果的不确定性来自于来源解析工作的各个环节，从采样方案的时空代表性、分析方法的稳定性准确性，到模型计算过程中的不确定性，都可能会造成结果的不确定性。
这项研究的结果有3个特点：首先，来源解析结果是动态的，不同季节、不同区域、不同重污染过程以及年度之间，其解析结果是动态变化的，不是恒定不变的。第二，来源解析结果是分层次的，既包括本地源和区域源，又包括一次源和二次源；既有常态的又有重污染过程的；既有不同空间分布的又有各个季节的。第三，来源解析结果是相对稳定的，在一定时期内，如果没有明显的污染源的变化，那么对颗粒物污染有重要贡献的源类构成是基本稳定的，不会出现大的波动。
大气颗粒物来源解析对大气污染防治发挥了什么作用？
■来源解析就像指南针，指引污染防治工作的大方向
记者：大气颗粒物来源解析与颗粒物污染防治工作有哪些关系？结合各地开展大气颗粒物来源解析的实际情况，您认为，这项工作对大气污染防治发挥了什么作用？
答：来源解析工作的目的是识别一个城市或区域颗粒物的主要来源，解决的是污染防治方向的问题；而颗粒物污染防治工作的目的是降低颗粒物污染浓度，解决的是如何达标的问题。如果将颗粒物污染防治工作比作一艘船，来源解析就像船上的指南针，在指引前进大方向的同时，不断评估航向的准确性。
可以说，来源解析工作是开展颗粒物污染防治工作的科学前提，是制定与调整相关防治战略的重要依据，使污染防治工作更有针对性，更加本地化，避免产生雷同度很高的防治方案。
而颗粒物污染防治工作如何开展，具体使用何种控制技术方法去治理，不属于来源解析工作的范畴。正如一艘船要开得稳、行得快，关键不在指南针，而在于行船的具体的操作方法和内在驱动力。因此，颗粒物污染防治关键还在于节能减排。
从目前这项工作开展的情况看，来源解析结果的作用集中体现在两方面：
一是对源的重要性进行排序，明确防控重点，能够针对当地的实际情况，为制定本地化的颗粒物污染防治方案提供依据，避免出现各地防治措施雷同的现象。比如近期公布的北京、天津与石家庄的来源解析结果表明，其首要污染源类型明显不同。即使对于同一源类，各地的防控思路也应有所区别。以机动车污染防控为例，有的城市的重点可能是小汽车保有量和道路流量的控制，而有的城市则可能是大货车或老旧车辆的控制与淘汰，所以说，来源解析就是要为防治方案的制定提供本地化的依据，突出防控重点。
二是能够不受气象因素影响，根据颗粒物化学组成和源贡献率变化，客观跟踪评估已有防治措施的效果，为筛选技术经济可行、环境效益最佳的防控措施，及时调整防控战略提供依据。来源解析可以通过颗粒物化学组成的相对比例进行分析，避免不同年份间气象条件的差异导致的绝对浓度波动对措施效果评估的干扰。比如乌鲁木齐市实施了大规模的煤改气工作后，颗粒物浓度下降的幅度远不能真实说明这项措施的实际效果，而颗粒物中与燃煤排放相关的重要化学组分的降低和燃煤源贡献率的降低更能客观地评价此项工作的显著效果。
记者：目前我国开展颗粒物来源解析技术研究工作取得了哪些进展？
答：随着我国颗粒物污染从煤烟型过渡到混合型，再到复合型，颗粒物来源解析工作的对象也从最初的TSP转变到PM10，再到当前的PM2.5。目前，我国的颗粒物来源解析技术能够为颗粒物污染防治提供有效的支撑，形成的来源解析技术指南已经发布。
在污染源研究方面，已自主研发了各类颗粒物排放源采样技术，如针对颗粒物开放源的再悬浮采样器，针对固定排放源的稀释通道采样器，以及针对流动源的采样器等。这些采样技术可以模拟颗粒物从排放源进入到大气环境中造成颗粒物污染的过程，并能捕捉到真正造成颗粒物污染的排放源中的PM2.5或PM10，大大提高颗粒物源样品的真实性，使来源解析结果更为可靠。经过多年积累，我国已拥有了一定数量的颗粒物源样品及成分谱，比如国家环境保护颗粒物污染防治重点实验室建设的大气颗粒物样品库，拥有3000余个包括土壤尘、扬尘、建筑类尘、机动车尘、燃煤尘、生物质燃烧尘、冶金类尘等的PM10和PM2.5源与受体样品及相应的化学成分谱数据库。
在受体模型发展方面，结合我国颗粒物污染特点自主研发了二重来源解析技术、复合模型技术等一系列来源解析技术方法，研发有具有独立知识产权并开放使用的来源解析模型软件。这些技术方法已经在天津、石家庄、乌鲁木齐、杭州等多个城市的颗粒物来源解析研究工作中得到了很好的实际应用。
在源清单技术方面，通过863、973和环保公益性项目的长期支持，在主要污染源清单编制技术方法上已取得得重要进展，大气PM2.5、VOCs、NH3的源排放清单编制技术指南已于去年8月28日正式发布，大气可吸入颗粒物（PM10）以及道路机动车排放源、非道路排放源、生物质燃烧源、城市扬尘源排放清单编制技术指南等5项技术指南已完成面向全社会的征求意见工作，待修改完善后履行发布程序。
大气颗粒物来源解析面临哪些困扰？
■能力亟待加强，监测技术设备仍需进一步完善
记者：当前公众对大气颗粒物来源解析研究工作在认识上是否存在误区？这项工作还面临哪些主要困难，未来的发展方向是什么？
答：误区主要有3个。一是对来源解析功能的定位不准确，无限放大来源解析的功能，希望通过来源解析解决所有的问题。事实上，来源解析的功能是有限的，不能毫无界限地将所有问题都放在来源解析一项工作中去解决，这是不现实的。
二是对来源解析工作的复杂性认识不够，认为只是一项较为简单的工作。来源解析工作是一项系统的、复杂的和长期的任务，技术上包含多种复杂科学方法，工作上涉及多个部门。
三是对结果的适用性理解不到位，易犯以偏概全的错误。不同层次的来源解析结果只适用于特定的管理需求：短时间或局地获得的来源解析结果，就不适用于常态化的和全局的管理需求；而常态化的来源解析结果对重污染过程的防控就缺少针对性。
我国来源解析技术研究工作也还存在一些瓶颈。首先，各地来源解析能力建设亟待加强，需要一批技术水平高、业务能力强的研究团队。其次，能够满足来源解析研究的监测技术设备也需要进一步完善。此外，各地尚缺乏来源解析研究需要的基础数据，如颗粒物的源成分谱、高分辨率的污染源排放清单等。
来源解析技术的发展方向是多种来源解析技术方法的联用。通过联用，充分发挥不同模型方法的各自优势，相互印证，互为补充，全面评估来源解析结果的不确定性，提高结果的稳定性和可靠性；在来源解析结果的评估技术方面，将结合社会经济发展等宏观资料和具体污染源排放情况，准确识别当地大气环境问题，形成来源解析结果的全证据链，为得到合理的来源解析结果提供保障。
来源解析工作的发展方向是逐步常态化与业务化。组建专业队伍，分阶段构建来源解析软硬件平台，完善基础数据，不断提高来源解析工作能力，使来源解析成为一项日常工作，长期坚持下去，切实为颗粒物污染防治工作提供科学依据。
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