供暖期大气颗粒物来源解析

尹志雪 叶影 张雪妍 孙雯雯 童岩琨

摘 要 本文通过对哈尔滨国家新区冬季供暖期间学院路、南京路、哈尔滨石油学院、哈尔滨大剧院四个测点进行连续监测，获得区域内PM2.5质量浓度。利用CAS-HERM模型对测定数据进行PM2.5源解析，得出颗粒物的污染来源及各污染源的贡献值。

关键词 供暖期;PM2.5;CAS-HERM模型;源解析

引言

当今社会，大气环境污染事件频繁出现，“十面霾伏”成为现阶段的社会热门词汇，人们谈霾色变，雾霾给人类的生产、生活和健康带来很大负面影响。经研究表明，雾霾的产生与PM2.5的化学组分特征关系密切，PM2.5中的有机颗粒、重金属等组分会导致各种疾病[1]。因此，对PM2.5的化学特征分析及来源解析能保障大气环境质量和人体健康需求。

1实验部分

1.1 样品采集

（1）采样点布设。根据《环境空气质量监测规范》的相关要求布设采样点，优先选择国家或省市环境空气质量监测点，同时考虑功能区分布、人口密度、环境敏感程度等因素，结合区域的主导风向，PM2.5 监测点位布设在哈尔滨石油学院、哈尔滨大剧院、学院路、南京路4个位置。

（2）样品采集。对区域内4个监测点位的PM2.5样品进行为期40天的连续采集，使用流量为5L/min的便携式微流量采样器，选择石英滤膜进行。为了保证颗粒物的收集效率满足要求，膜径为47mm，孔径约0.2μm，滤膜采样前需在马弗炉中进行高温烘烤约3h，以防止可能存在的膜污染。为保证采样的有效性和各采样仪器的一致性，仪器采样前均应进行流量校正，并定期对采样头进行清理。每天进行连续8小时连续监测，监测时段为每天9：00-17：00。同时，各个点位需进行每周一次的空白样品采集，计算颗粒物质量浓度和化学组分的浓度时，均减去相应的空白值。

（3）样品保存。采样后所有滤膜应分别放入单独的保存盒中，依次编号。有机滤膜置于干燥器中在室温22℃下保存。称重前，需将样品保存在恒温恒湿箱中，温度控制在20～23℃，湿度控制在30%～40%范围内。

1.2 分析方法

利用称量结果计算颗粒物质量浓度。为保证称量的准确度，需在采样前后分别对滤膜称量2次，取平均值。称量前，需将滤膜放置在恒温恒湿箱24h以上至恒重，称量后的滤膜密封保存，置于4℃的冰箱内冷藏。利用采样前后滤膜的质量差减去空白试样的质量，除以标况下的采样体积，即可得到样品的质量浓度。

1.3 CAS-HERM源解析模型

CAS-HERM 模型是由中国科学院地球环境研究所研制的一种有效的颗粒物源解析方法。该源解析模型综合了源类型已知模型和源类型未知模型的算法特征，在不同的输入条件下，以及源类型已知、源类型未知及源类型部分已知的算法下，确定污染源类型及其贡献。该模型综合了源类型已知模型和源类型未知模型的优点，可以模拟源谱已知、源谱未知及源谱部分已知三种情况，其分析目的同源类型未知分析相同，是使目标函数即总方差最小化[2]。

2结果与讨论

本文针对哈尔滨新区大气污染物排放的实际情况，利用CAS-HERM模型，选取区域内学院路、南京路、哈尔滨石油学院、哈尔滨大剧院四个站点的污染物监测数据，对冬季供暖期PM2.5来源进行源解析。使用CAS-HERM模型解析过程中，采用的组分包括各种有机和无机元素。根据对哈尔滨新区实际情况的调研，最终选取工业活动、燃煤、扬尘、机动车、生物质燃烧、二次硝酸盐、二次硫酸盐以及其他源类型。具体PM2.5源解析结果如下：哈尔滨石油学院

由图可知，哈尔滨石油学院的主导污染源是二次源占31.2%，二次硫酸盐和二次硝酸盐源分别占8.8%和22.3%。扬尘源在哈尔滨石油学院的比例较低，占11.9%。工业活动、燃煤、生物质燃烧和机动源，分别占9.3%、16.8%、9.8%和15.8%。其中生物质燃烧和燃煤源比例较高，与居民取暖有关。

3结束语

本文通过对哈尔滨新区供暖期间学院路、南京路、哈尔滨石油学院、哈尔滨大剧院4个监测点进行PM2.5浓度测定，利用CAS-HERM模型对大气颗粒物进行源解析，得到结论如下：

①哈尔滨新区供暖期间PM2.5的主要来源为二次气溶胶贡献源、燃煤源和生物质燃烧源，扬尘源与机动车源贡献率较小。②二次气溶胶贡献源中，以二次硫酸盐和二次硝酸盐为主，整个区域污染空间差异性较小，呈现整体性、区域一致性的特征。③重污染期间，燃煤源和生物质燃烧源贡献值较大，机动车源的贡献值表现为汽油车明显高于柴油车。

參考文献

[1] 王腾飞，苏布达.气候变化背景下的雾霾变化趋势与对策[J].环境影响评价，2014（1）：15-17.

[2] 佚名.CAS-HERM源解析模型[DB].我国PM2.5主要排放源谱数据库，http：//www.sourceprofile.org.cn/home/page/index/id/17.html，2017-11-6.

作者简介

尹志雪（2000-），女，黑龙江齐齐哈尔人;毕业院校：哈尔滨石油学院，专业：环境工程，学历：本科在读，研究方向：大气污染处理技术。