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颗粒物源解析研究有待深入

2014.4.29

  近年来,我国以颗粒物(PM10和PM2.5)为首要污染物的区域性大气重污染事件频发,且污染范围日益扩大,2013年全国74个城市中仅有3个城市的细颗粒物浓度达标。颗粒物污染成为公众关注的焦点。

  空气颗粒物污染防治特别是PM2.5的污染防治,是我国大气污染防治研究中的薄弱环节。进行空气颗粒物源解析,揭示城市和区域污染源与空气环境的定量输入响应关系,识别和解析各重点污染源的贡献值和分担率,明确颗粒物污染防治的主要方向,是科学进行空气质量管理、有效制定空气颗粒物污染防治对策的前提和基础,可为《大气污染防治行动计划》的实施提供技术支持。

  颗粒物源解析现状不容乐观

  目前,我国颗粒物污染存在以下特点:

  颗粒物污染严重,来源复杂。我国大部分区域PM10和PM2.5经常超过国家二级标准。2013年全国74个城市中细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)的达标比例仅为4.1%和14.9%。大气颗粒物来源复杂,呈现工业污染、燃煤污染、汽车尾气污染、扬尘污染与二次污染物相互叠加的复合型污染特征。

  燃煤的贡献明显。由于我国的能源结构主要以煤炭为主,致使燃煤排放对颗粒物的贡献占有较大的比例。国内源解析研究结果统计表明,煤烟尘对PM2.5 和PM10的贡献率分别在10%~19%和15%~30%。

  深入进行源解析是治理颗粒物污染的前提和基础,然而,目前我国的颗粒物源解析研究情况不容乐观。

  一方面,源解析模型各异,解析结果可能有较大差别。目前,我国源解析研究方法的计算原理不同,源解析结果的内涵也有差别,容易导致即使是同一研 究区域,所得到的源解析结果也不统一。这就需要各地做好解释、解读和衔接工作。源解析报告中应包括详细工作内容、内涵、方法、对比和不确定分析等,以免误 读。

  另一方面,源解析工作还面临诸多困难。大气颗粒物源解析是一项复杂且系统的技术工作,专业性强,技术要求高。但目前,我国源解析相关的技术人 才、监测设备和相关仪器十分缺乏,污染源细粒子采样规范缺乏,尚没有统一的源解析技术体系,本地化的源解析软件有待完善。这些问题已经成为制约我国空气颗 粒物来源解析发展的瓶颈,进而影响解析结果的准确性和适用性。

  源解析方法需提高科学性

  目前,我国面临的颗粒物问题较为严重,来源复杂多样,当前的源解析结果存在不确定性,需要发展更加科学和有效的源解析手段及相关的方法。

  第一,统一污染源分类方法和采样方法。科学进行污染源分类,是有效进行源解析的基础。城市空气颗粒物排放源种类很复杂,目前国际上还没有统一的分类方法。笔者建议,可以按照环境保护部发布的《环境空气细颗粒物污染综合防治技 术政策》(2013年第59号)中按工业污染源(包括燃煤源和工业生产过程排放源)、移动源、扬尘源、生活源和农业源进行分类。同时,要采取统一的采样方 法。统一采样方法有助于源解析结果的可比性。例如,工业燃煤污染源可以采用稀释通道采样法,样品选择应包括不同吨位、不同燃烧方式和不同除尘方式的锅炉, 同时考虑脱硫方式的影响。

  第二,构建信息共享平台。构建受体样品库、污染源样品库、受体数据库(包括化学成分库和粒径谱库)、污染源化学成分数据库(化学成分库和粒径谱库),建立专注、专业、服务、快捷的信息共享平台,为空气颗粒物来源解析工作提供基础数据和平台支持。

  第三,建设规范化的源解析技术体系。要完善源解析技术原理与方法;研发样品快速分析技术及在线源解析技术,提高解析结果的时效性;规范污染源标识元素/组成的选取;研究二次颗粒物来源解析方法,开展二次有机气溶胶的精细来源解析。出台高质量、强实用性的颗粒物源解析的技术规范和导则,指导全国源解析工作,促进地方政府解析出可信性高的颗粒物来源。形成集技术决策、技术咨询、技术管理、技术研究和推广应用于一体的完整的技术支持平台,为源解析工作提供技术服务。

  第四,开发和完善本地化的源解析软件。对国内现有的源解析软件进行改进、完善、升级和二次开发,提高软件性能,并实现免费共享,以满足源解析工作的需求。

  国外经验值得借鉴

  国外对大气颗粒物的来源解析研究开展较早,取得大量成果,政府在颗粒物削减、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,值得我国借鉴。

  美国于上世纪70年代开始进行颗粒物源解析工作。1998年,美国国会加强了对大气颗粒物的研究,在5年内成立了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。”依据这一导则中的规定,日本各地方政府相继开展了针对PM2.5源解析工作。

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