1、排放源清單法、擴散模型法以及受體模型法排放源清單法存在兩個重大的缺陷：第一是需要估計排放量，而大氣顆粒 物的來源極其廣泛，根本沒有辦法進行準確的估計；第二是空氣質量與污染 放源之間關系復雜，源與受體之間并不是簡單的線性關系。隨著社會的發展 污染源種類不斷增多，排放源清單法漸漸已不能滿足人類對于大氣顆粒物源 析技術的要求。一種是以污染源 為對象的擴散模型；另一種是以受污染區域為 對象的受體模型。擴散模型通過以 污染源排放資料為基礎進行污染物空間分布的 估算，來判斷各 種源對于目標區域內大氣環境的污染的貢獻，它對 于小尺度區域內有組織的工業煙塵及粉塵源同區域大氣顆粒物濃度 間響應關系的建 立有較好

2、的效果。但其需要收集較為詳細的污染源 的排放資料、氣象資料、地形數據以及粒子在擴散輸運過程中的主 要特征參數。因此在面對較大尺度范圍或無組織開放源問題時，這 些參數的取得及 其規律性的把握為擴散模型的實際應用帶來很大的 困難。3.2擴散模型法擴散模型法是從污染源用度出發，根拯污染源 強度、地理資料以及氣象資料來估W污染源對f顆 粒物的貢獻該方法的核心部分是大氣擴散模型用 以模擬人氣顆粒物的輸送擴敬以及擴散過程中經刃 的轉化等 大氣擴散模型按發展歷程分為三個階段. 第階段模型為高斯擴散模型，它是-種經驗模 也大屆的實驗數據表明污染物濃度分布與髙斯分 布非常近似 高斯模型的數學形式菲常簡單，通過大

3、 數據獲取計算時所需要的各種參數,適用于各種氣 象條件。第一階段模型有兩個特點:一是水方向與 垂直方向的濃度計算都可用高斯分布假設:二是湍 流分類和擴散參數采用離散化的分類方法僅用常 規的氣象條件就可以估測擴散參數，以ISC3, ADMS.CALPUFF等為代表.第:階段模型為歐拉網 格模型，徹底地拋棄傳統的離散的穩定度分類 法墓擴散參數體系，以國外W LAM, RADM 國內 HKIl,KrgAI)M為代表 第三階段模熨,町以反映 大氣污訛物形成機制之間的關聯性.只是提出個 概念代表模型為Models-3WRF-cheni等 龐楊、韓 志W 12利川WRF-clitm模擬研究京津克地區熨 李

4、大y污染物的分傷利演變 馬欣.陳東升等g基 于WRF-chom模式模擬連續霧碰過程數值及只能 見度參數化 按模型的作用來分，擴散模型法也可以 分為三類：一是篩選模熨：二是監測模型：三是應急 響應模型大氣模型本少就是-種數7模式用 于描述從污染源到環境遷移過程的一種手段，其主 要是描寫污染物任貳大氣中的運動路線，除氣象要 索外，下墊面持征.污染源排放惜況都對其有明顯 影響?？傮w來說，受體模型分為兩大類：一類是無需知道污染源詳細 信息的源未知受 體模型；另一類是需要知道源類及其詳細組成特征 信息的源已知受體模型。13J 源未知受體模型源未知受體模型與顯微法冏有些相似，不需要 燉道源的詳細佶息.而是

5、通過些先進的科學手段 或TL來分析檢測.提取多個因f 然h :再勺源炎型 一一對應識駅最疳估算源對受體的貢獻大小源未 知的受體模型種類很多，其中比較有代表性的模型 主要有多元回歸模型e(ILR).正定矩陣因子分解 模型3 100，則應將擬合結果 中貢獻值出 現負值的源類去 掉，重新計算；3)用( 2)中求得的各單一塵源對揚塵的貢獻率乘以( 1)中 揚塵對環境受體 的總貢獻率，得出單一源以揚塵的形式對環境受體 的貢獻率，即將 揚塵“拆分”為各單一塵源；（4）用（ 1）中得出的單一塵源的貢獻率加上（ 3）中以揚塵形 式貢獻的貢獻率 ，即得出各單一塵源對環境受體的總貢獻率（無論 以何種形式存在 ），

6、而揚塵的貢獻率應減去以其他塵源形式存在的部 分?；瘜W質量平衡模 型的算法主要有有效方差最小二乘法、普通加 權最小二乘法、 示蹤元素法、線性程序法和嶺回歸加權最小二乘法 等。示蹤元素法，又 稱多元線性回歸法 （MLR） ，其解法比較簡單， 但準確度不高， 可用于粗略估計源的貢獻值；線性程序解法在提出 后沒有得到充分 發展；普通加權最小二乘法考慮了環境受體處物質 實測濃度的誤差 ，為解析結果提供了置信區間；嶺回歸解法在解析 共線性源方面體 現了普通加權最小二乘法不具備的優點；有效方差 最小二乘法不僅 考慮了環境受體處物質實測濃度的誤差，而且考慮 了在確定源成分 譜時的分析誤差；遺傳算法是一種全局優

7、化的隨機 搜索方法，適用 于模型參數尋優，解析過程沒有任何條件限制，結 果精確可靠，但 參數的選取一般憑經驗和試驗，這對問題的求解過 程和最終結果均 產生影響，還有待進一步深入研究。其中有效方差最 小二乘法是最常采用的算法。 CMB 模型是國內外研究最多、應用最廣泛的受體模型，是因為其發展成熟原理簡單通俗易懂，解析 結果符合實際、且可以分析多種來源體系。CMB模型的假設：1污染源種類小于或等于化學組分種類；2各種排放源類排放的 顆粒物化學元素 有明顯的差別；3.各種排放源類所排放的顆粒物的 化學組分相對穩 定，它們之問沒有相互影響；4各源類顆粒物之問 沒有相互作用，且在可以忽略其傳輸過程中的變

8、化；5.所有成分譜 是線性無關的；6.測量的不確定度是隨機的、符合正態分布。那么可以認為化 學組分的濃度等于每種源類的化學組分的含量 值和源貢獻值的線性加和。用公式寫成：I：匸工1尺徒1,2j(1)式中C代表顆粒物化學殂分i的恢度測fit值.uAsF0代表第j次浙的化學細仆i的育爪測吊們ugAig乞代龍鈿j類源真獻的濃度計算值心I代表化學姐分的垃LbJ代表源類的種數*CMB模型的缺點有：1用此方法分析過 程需要收集詳細的污染源成分譜，這就常常需 要消耗大量人力和財力；2解析過程中如果污染物的化學性質不穩定得出的結果可能會有 很大誤差；3如果污染源的成 分相似，得出的成分譜則可能出現共線現象。武

9、漢理工大學南 校區TSP源解析研究，孫伶俐利用 CMB 法源解析具體步驟：1污染源種類及 數目的確定2標識元素的選 擇根據國內外資料的報道，一般選擇土壤中的Al和Si,煤煙塵中的Al和As或Ti，冶煉塵中的Fe和Mn,建筑塵中的Ca和Mg,汽車塵中的Pb和Br等。 另外， CMB8.2 軟件中默認的 12種慣用標識元素可作主要參考。3源樣品與受體樣品采集因子分析模型 (FA)因子分析法是從 研究變量內部之問的依賴關系出發，把一些具 有錯綜復雜關系 的變量歸結為少數幾個綜合因子的一種多變量統計 分析方法。該方 法的基本思想是直接分析受體樣品化學成分，根據 它們之問的相互 關系，綜合總結得出公因子

10、，并且計算出每個因子 載荷，通過分析 各因子載荷情況以及結合現有元素知識來簡化數據 得出結果，從而 推斷出污染源類型。因子分析法的主 要優點是不需要事先設想污染源的結構、數目 和假定由一個源 所排放出來的所有元素在達到采樣點之前保持等同 相關，而且因子 分析方法中不僅包括濃度參數，還可以包括非濃度 參數，如粒徑的 大小、氣象條件等，為污染源的識別提供了更多的 信息。正因為如 此，因子分析也成為顆粒物源解析的重要手段之一， 尤其在污染源化 學成分譜尚不完全的情況下，這種方法更加顯現出 它的優勢。因子分析法目前 已形成了主因子分析(PFA)、正矩陣因子分析（PMF）、目標轉移因子分析（TTFA）和

11、目標識別因子分析（TRFA）等各 具特色的因子分 析方法。FA模型也是建立 在質量守恒基礎上。FA模型有3個假設:1）污染物從排放源到采樣點之問的傳輸途中質量變化可以忽略；2）污染物中某種元素是由多個互不相關的污染源貢獻率的線性組合；3）由 各個污染源貢獻的某元素的量差別較大，采樣和分析期間的變化較 小。假設每個化學組分是備種源類員獻的代數和.可將源貢獻分為兩 個因子的乘積分別是污染源對采樣點處顆粒物貢獻的質量濃度和污 染源排放的單位質娥額粒物中所含的該元素的量.公試表示如下匸X廠工人柿叫+巧式中:Xu代投的址兀索的濃度單位是ugn3盤，代血的址I川J*婭祈丫皿ugA g 卻代衣的是公共因J：

12、沖位加 4代喪唯 調子系數草儻禍 5代農的足啪-因子位m gzfn?S代表的是元素i的測2過程或其他產生的誤差川矩陣可以視示為A=AF+Dt/+因子分析法就是從實際數據出發，報據它們之間相互關系I從全 部變墾中！I I納總結til最小數口的公因T-，并且計算出各個因子朝荷富集因子法（EF）富集因子法是用于研究大氣顆粒物中元素的富集程度，定量分析污染物某 元素狀況，判斷和評價元素的自然來源和人為來源 的一種分析方法，通常有固定的參比元素作為指標，如國際上常用 的Fe、Al或Si元素。分析大氣污染狀況的一種源分析模型。其公 式計算如下：式中點代左琴比7C*:i代氏顆粒物中恃考蔡尤我；X訃分別為顆粒

13、韌中兀素LR的濃度； XX為i和R的地殼豐富度EF值越大，富集程度就越高，說明人為源的貢獻越大。根據富集因子的大 小可以將元素分為兩類:1.當富集因子小于10時，則4認為是自然源，沒有富集成分；2當富集因子為1010時，則認為 是被富集，來源于人為污染源。1-5穩定同位素法a定同位素是指無軸射衰變 質m保持不變的 同位索.由于質譜測宦技術的發展穩迢同位紊的 研究范川被大大扌g鮎廣泛應用于環境科學領域。 某些污染物在采樣 提取和分析過程屮易發生變化. 使解析結果產* I渕/； 穩定卩勺位素的纟11成在特定污 染物中是特定的，采用穩定同位素分析結果精確穩 定可以解決污染物在分析過程發半變化分析結果

14、 產生誤差的問題冋。17白志鵬，張利文，彭林，等.穩定同位素在污染物溯源 與示蹤中的應用U 城M環境利城M生態,2006, 19 (4) :29 -32.1.6解析方法中出現的問題CMB模型雖然技術成熟，應用廣泛，能夠定量 計算源貢獻率，但存在某些污染源共線性，缺乏源類 成分譜，在污染物性質不穩定的情況下模型 解析結果不準確。因子分析法在缺少源類成分譜的 情況下，能夠解析污染源但需要大量的樣品工作 量大。當PCA法因子符號有正負時，解析結果不準 確，這吋可以采用PMF法。富集因子法只是一種輔 助方法，用于結合其他手段輔助分析污染物的來源, 單獨使用只能簡單的定性分析。空氣質量模型仍在 不斷更新

15、和發展中，在實際應用中會出現對一些物 質參數設置不合理和模擬結果存在系統誤差的情 況，需要不斷的完善和補充參數設置，使得模擬結果 接近實際情況。穩定同位素在物理、化學、生物過程中可能發生 同位素分徭，會影響定量解析結果。具體穩定同位 素分僻的研究并不深入多集中在穩定碳同位素的 分徭。另外,環境樣品有大量含量較低的干擾物，分 析難度大，研究適合的前處理方法和分析手段，冇利 于推廣穩定同位素的應用范圍。加強可用于科學研 究的穩定同位素的研究，將更多類型的穩定同位素 應用于科學研究，完成更多目標污染物的識別。表17種模型的優缺點對比模型優點缺點一是堆以準確估計 大氣顆粒污染物的 排放源清單法 相對簡

16、單排放量；二是源與受體Z間不是簡單 的線性關系擴散模熨法數據信息鄉.用途吃 幟;緞件、輸入模型的源類信息比牧主觀，共線彫響大需耍的手提數據戢 化學F衡模型小污染源信息的物 (CMB)理總義明確直接為管珅服務IF電宙腔B8 不需更輸入污染源的需渡肚丁大的J兀益，丄 詳細信息，提取的污提數據無法分別提小隊V 1 染信息比較客觀取共線類的污染源應用限制名.需塑可以針對大*的數的受體樣品多，模 因F分析 據使用較少的有代型得出的W r載荷 (FA)龍性的因子來說明和因產得分常常出污染源的仗虧信息 現負備的響對污 染源的解析絕對因非分析(AFS)解決了部分因子分析的難題而且簡便易行不能準確地預測/ 染源

17、的指紋譜圖, 對模型結果的解釋 較為困難同位素來源解析(CSKA；可以很好地解析化 石燃料燃燒源和生 物質燃燒排放源，是 新興的來源解析技術 只能區分化石燃料 來源和生物質燃饒 源，應用范國較窄劉洪雯，環境中大氣顆粒物源解析方法對比研究，吉林大學，2009 幾種常用源解析方法的優缺點比鮫見表LU 1.2 M常用聊冊呢細如萬達窯稱優點rMB iZ枝用奪蠡少.tin方迭簡單*在各數 恬虎卜町已附到満就的站凰解析轉 墊源歡H事的休磊更晁優越屢求排如赫廣成分城性獨2的暇 設篠秤碾塵磚用.其孜值轉不應昵源 排戰和揮境的時間變優、未能耙次生 額純鞫列人*而且帯用較需興現性強*時戍分情況降解整求條對成分郴慨

18、的濡分解磁軌且刼 據斌大.訃亂逍F貝朵PPR怯有*8好的客覩性極甑有絞強的解析 能力.棘廈較血機干擾性好恃蜿的SMART綏法 訃復過銳比粋妞金人神經岡琳BPI自造應性、自星綁性、有槿強的密崔 ri聯怛迅憶* ii必快遠.牡強的實用 性.埔析艇力強尊計鼻復飜粧味理金計睞簡朋.快速、方便、實用用】捲肚源貞狀準丈小的il算似! 有氣情況卜弓卜醉率不轟法越用性強.辦狂瓦現.快連*簡慳事藝初始龜閘的選収無理論拒辱解析IQ時解析肚持塵和裁它單塵源對嚨鏗的山獻華的護應程賓際運尊中”有吋會出環謐斷9散 不符含合理世圉的現娥李劍東，長沙市郊區大氣可吸入顆粒物化學組分特性及源解析，中南大學,20094l1-2三種

19、型源靜析方法比較技術內容CMBPCAPMF優點基于化學無索質總守 恒.原理清楚易悌：不 叉受體樣本敷冃的限制. 可以分析單個受體樣木；能定值抱給出各類污染 湧的貢獻!*不需耍甲先了解幾 體的污染排放源情 況；可以構識一些 狼畫要但可能被遺汩 掉的源：經常使用 在一定稈廈上可以發 生相互反應的元親作 為分析可以解釋輸入測毎 值中的不確定性： 可以處理映省的或檢 測限以下的數據； 主成分負荷矩陣中不 存盹負數.局隈性 苻要知逍幾體的污染捋 放源及源敵發化學組分； 不能識別爭先*知的 湧：示堞元素Z間不隱 發生反應；不能解決共 線性污染源的何題。卅顆粒物中某些元 素不可獲御，或者一 種元素是兒種污蜓滅 的標志元累時，辭樣 污染源類型時主觀性 相對較強些；不能 很清晰地分開協同作 用的源：源譜沒令 什么物理意義？ 需 耍大債的環境受體樣 本：主成分負荷矩 陣中町能存在負數.當顆粒物上某些元 累不可獲得或者一種 元康是兒種源的標志 元票時，解釋污染澹 類那主觀性相対較強 些；不能很清晰地 分開協同作用的源：計算輸入受體樣本化學組分質量儂受體樣本化學織分質受體樣木化學絹分質參數度數據以及對應的不確定 度；污染排放湧源最濃度數拡.爭濃度數據以及及肘