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為何要進行源解析?
掌握霧霾賬單精細控制污染源
所謂的源解析就是要分析PM2.5的組分,弄清導致這些組分的排放源,進而有的放矢地指導污染治理工作。
廣州源解析項目的主要負責人之一、中科院廣州地球化學研究所研究員王新明告訴記者:“廣州或者珠三角與北京或者河北的情況不同,北京的PM2.5濃度很高,有八九十微克;而廣州和珠三角的PM2.5濃度在四五十微克之間。北京還有很多措施可以上馬,一采取措施就很見效;而廣州要從四五十微克往下降,就很困難。這更加需要進行源解析,拿出一本詳細的霧霾賬單,對污染進行精細化控制。”源解析成本如何?
儀器價格昂貴一項檢測至少都要3000元
在地化所標本樓,一層和二層是幾十間不同功能的實驗室,擺滿各種先進儀器,有些價格高達上千萬元。PM2.5的來源分析復雜而昂貴,王新明告訴記者:“這個項目至少要對500對左右的膜樣品進行分析,這在國內源解析項目中樣本算是最多的,但沒有500萬元弄不出來。例如,要對一個多環芳烴進行檢測至少都要3000元。”
在這個源解析項目中,地化所實驗室一共要檢測分析二次氣溶膠、硫酸鹽、硝酸鹽等150多種污染物,其中包括10多種陰陽離子、30多種金屬,還有幾十種有機物質。
源解析為何結果不同?
基于模型的估算難免有誤差
王新明還表示,地化所和市監測站是同步在進行檢測的,然后還會將數據進行對比,以保證其準確性。他說:“實際上,源解析都是會有誤差的,因為都是基于模型的估算,這也是同一地區不同源解析項目得出結論不盡相同的原因。因為有些源非常接近,可以算到機動車頭上,也可以算到電廠頭上。不過,研究中各個環節都要嚴謹,才能減少誤差。首先采樣要認真,采樣地點要有代表性;實驗室數據要做好;然后要有足夠多的樣本,起碼幾百個,再進行統計。”
此外,廣東省環保廳近日也公布了珠三角地區源解析的一些數據,據國家863計劃“重點城市群大氣復合污染綜合防治技術與集成示范”等科研項目的空氣污染物源解析顯示,珠三角PM2.5排放源中,煤炭燃燒、機動車尾氣、工業排放、建設和道路揚塵等是主要來源。盡管沒有公布具體的占比,但排在前四位的與廣州的研究成果基本相同,就少了生物質燃燒。省環保廳的研究同時顯示,珠三角地區工地揚塵對PM2.5的貢獻率高達21%。
業內人士也告訴記者,現在很多研究單位和各地環保部門都在對污染的來源進行分析,但結果不盡相同。
該人士說:“研究的樣本不同,監測點位不同,使用的方式不同,得出的數據不相同也很正常,而且現在對源解析的方法并沒有標準,還處于探索階段。”
源解析為何這么久?
一個樣品解析最快一周顆粒質譜儀加快分析速度
王新明告訴記者,基于手工操作的源解析,一個樣品從采樣到完成解析,最快也需要一周左右時間。要對500個樣本進行分析,可見需要很長時間。
有沒有更快的方法呢?近日,記者在環境監測中心站看到,這里添置了一臺高科技空氣顆粒質譜儀。市環境監測中心站副站長黃祖照表示,這臺質譜儀能夠以每秒20顆微粒的速度,對空氣中的污染物成分進行快速掃描和確認。“質譜儀能夠快速分辨空氣污染物的組成成分。”黃祖照介紹,質譜儀的到來,能大大加快污染物成分分析的速度,能夠讓環保執法人員更迅速的判明污染物來源,從而更快捷采取減排方法。
不過,黃祖照也表示:“質譜儀只能快速分析出顆粒物的化學組分,例如,是硝酸鹽還是硫酸鹽。至于來源是什么,還要對照圖譜才能判斷,而圖譜的建立需要對行業污染物特征進行分析,這個工作難度比較大。”
近年變化趨勢如何?
汽車數量上升太快污染壓力加大
廣州市環保局日前公布了利用這臺先進的質譜儀對PM2.5的來源進行在線分析的初步結果,通過對去年第四季度廣州空氣中PM2.5污染物來源分析顯示,排在前4位的分別是:工業源(33.09%,主要為燃煤電廠、鍋爐等)、機動車污染(23.14%)、生物質燃燒(13%)和揚塵污染(10%),其他一些污染源(20.77%)。
市環保局副局長謝明告訴記者:“最新的源解析只是階段性成果,因為只是一臺在線質譜儀在吉祥路的市監測站進行監測的結果,并不能完全代表廣州全市的情況。我們力爭今年進一步加大工作力度,基本弄清廣州PM2.5的構成。”
那么,廣州目前所采取的治污措施是否正確呢?王新明表示:“2007年開始我們就在南沙的萬頃沙采樣,進行源解析工作,這么多年來發現,PM2.5中的硫酸鹽整體在下降,這說明脫硫效果很明顯;硝酸鹽穩中略升,幅度不大,這表明機動車污染壓力仍然很大,主要是汽車數量上升太快;此外黑炭、有機碳等組分也在下降。”他認為,廣州對電廠、工業企業和汽車污染的控制還是“走在正確的道路上”。
但他同時提醒說,除了珠三角地區的空氣治理,還要對粵東西北的空氣質量保持關注。目前正在產業轉型升級,我們不能在產業轉移的過程中把污染也轉移過去了。
何為源解析:
所謂的源解析就是要分析PM2.5的組分,弄清導致這些組分的排放源,進而有的放矢地指導污染治理工作。
源解析方法:
王新明介紹說,進行源解析的方法主要有三種:
方法1:傳統的“源清單”法,就是一個個煙囪、一個個廠房去檢測到底排放出了什么東西,“這些對煙塵、二氧化硫等一次排放的污染物有用,但PM2.5、臭氧等都不適應。因為PM2.5中50%以上都來自于二次反應,臭氧則全是二次反應產生的。”
方法2:源模式和清單相結合,“把一次排放的各種都給我,然后再對此源清單”,王新明說:“通過模型再進行估算,但問題是,這種模式對二次生成的機制不太清楚,尤其是有機碳和含碳氣溶膠的生成機制不清楚,估算出來的差距是數量級的區別。”
方法3:“受體模式”,通俗地講就是用濾膜上采集到的污染物倒推來源。這種方法是基于統計手段,模型也不止一種,廣州本次進行的“源解析”采用的是PMF(positivem atrix fatorization)模型,這是美國環保署所采用的,也是目前國際上流行的一種標準的受體模式法。王新明說:“例如,我們測一下PM2.5樣本中硅的組分比例,就可以倒推出建筑揚塵對PM2.5貢獻有多少。”