颗粒物的源解析方法进展
源解析是指定性地识别大气颗粒物的来源和定量地计算出各个源对环境污染的贡献值。大气颗粒物来源多,地区特性强,其化学成分复杂,携带的污染物对人体造成间接或直接的危害。80年代开始,国内对大气颗粒物源解析技术进行了大量的研究,取得一定的成果。
源解析分为两大体系,包括扩散模式(或称源模型)和受体模型。扩散模式是以研究污染源排放量为基础的;而受体模型是通过对大气颗粒物环境和源的样品的检测分析来确定各类污染源对受体的贡献值的一系列的源解析技术。使用扩散模型进行分析时,需要许多只适用于特定地区的扩散参数,这些参数具有多变性和不可确定性,如排放条件、气象、位置和地形等。因此根据模型计算得出的结果存在较大的误差,需要根据当地的实测的污染浓度值进行校正。使用受体模型时不用追踪颗粒物的迁移过程,则可以避免这些误差,在计算上需要的参数大大减少,更为容易实现,结果更具有真实性、针对性和可参考性。在受体模型中,定性和半定量方法有比值法、轮廓图法和特征化合物,而定量方法有化学质量平衡法(CMB)和多元统计法等。在源解析方法应用上,大多都是同时应用多种分析方法,取其各自优点,达到不同的分析目的,如李晓林等应用轮廓法、特征化合物及统计分类的方法得出上海污染源对大气污染的贡献率。CMB应用中有很多种优化的算法如遗传算法、示综元素法、线性程序法、普通加权最小二乘法、岭回归加权最小二乘法和有效方差最小二乘法等。
此外,正定矩阵分解(PMF)方法是近年出现的一种新的源解析方法,它不需要测量源成分谱、分解矩阵中的元素非负、可以用数据标准差来进行优化的优点,宋宇等成功应用该方法比较全面地确定北京市细粒子的主要来源。李祚泳等应用粗集理论(RS)对大气颗粒物进行源解析研究。RS具有简单、实用的特点,是一种用于处理信息不确定性问题的近似分类的思想和方法。