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《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》解读

中国环境报    郭薇

 

    为应对近年来在我国多地接连出现的以颗粒物(PM10和PM2.5)为特征污染物的灰霾天气,贯彻落实国务院《大气污染防治行动计划》,加强科技支撑大气污染防治工作,环境保护部于今年年初紧急启动实施《清洁空气研究计划》。通过将科研成果进行总结凝练,环境保护部日前发布了《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(以下简称《技术指南》),以强化大气颗粒物污染防治工作的科学性和针对性。作为《清洁空气研究计划》首批代表性的科研成果,这一指南的发布意味着科技对当前灰霾防治工作产生了重要的、直接的技术支撑作用。
    日前,环境保护部科技标准司负责人就如何理解、贯彻这个文件,接受了中国环境报记者的采访。

    记者:当前我国大气污染的特征是什么?为什么要制定这项《技术指南》?

    答:近年来,随着我国社会经济快速发展,多个地区接连出现以颗粒物(PM10和PM2.5)为特征污染物的灰霾天气,大气颗粒物已成为长期影响我国环境空气质量的首要污染物。由于我国以煤炭为主的能源消耗量大幅攀升,机动车保有量急剧增加,城市建设施工量巨大,大气氧化性不断增强,使得我国环境空气颗粒物来源越来越复杂,颗粒物污染防治工作面临巨大挑战。大气颗粒物源解析工作是识别大气颗粒物来源、有效开展颗粒物污染防治工作的重要前提和基础。
   近30年来,我国不少城市相继开展了大气颗粒物来源解析工作,所取得的成果在环境管理中发挥了一定作用。但是,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。由于各地采用的技术方法不统一,缺乏一致的技术要求和科学规范,造成颗粒物解析结果可比性较差,既难以实施城市间的横向比较,又不能为分析同一地区颗粒物来源的演变特征提供充分依据。
    环境保护部科技标准司对大气颗粒物来源解析工作给予高度重视,利用环保公益性行业科研专项启动实施了《清洁空气研究计划》,部署了一系列科研项目,同时批准建设了国家环境保护城市空气颗粒物污染防治等重点实验室。基于对大气颗粒物来源解析大量研究成果的总结凝练,在广泛征求意见的基础上,环境保护部科技标准司组织编制了《大气颗粒物来源解析技术指南》,明确大气颗粒物来源解析的指导原则、技术方法和结果应用,用来指导各地在科学的标准和规范下开展源解析工作,取得可靠可比的源解析结果,为颗粒物污染防控提供科学有效的支撑。

记者:《技术指南》的发布对各地大气污染防治工作将发挥什么作用?
    答:大气颗粒物源解析工作是识别大气颗粒物来源、有效开展颗粒物污染防治工作的重要前提和基础。颗粒物源解析技术是对环境空气颗粒物的来源进行定性或定量研究的技术,是PM2.5污染防治的重要基础性工作,能够准确找出颗粒物污染的“病因”,并有针对性地开出“药方”,对于环境管理部门制定科学有效的PM2.5污染防控规划具有重要意义。当前,为贯彻落实国务院《大气污染防治行动计划》,各地正在研究制定环境空气质量达标规划和重污染天气应急预案。大气颗粒物来源解析工作已成为科学、有效开展颗粒物污染防治工作的首要任务,是制定环境空气质量达标规划和重污染天气应急预案的重要基础和依据,开展大气颗粒物来源解析工作在我国具有较强的紧迫性。

    记者:《技术指南》的指导原则是什么?
    答:主要遵循3个原则:
    一是科学实用性原则。大气颗粒物来源解析工作的重要性更加突出、技术性更强,是大气颗粒物污染防治的基础,必须强化解析工作的科学性与规范性。同时,要不断探索新技术和新方法,精细诊断颗粒物污染来源与成因,增强为决策服务的针对性和可操作性。
    二是标本兼治原则。既要立足城市与区域环境空气质量达标的长期治本需求,更要服务当前重污染事件源识别、预警与应急控制措施制定的治标需求,逐步将大气颗粒物来源解析工作纳入环境管理常态化工作。
    三是因地制宜与循序渐进原则。各地根据自身污染特征、基本条件和污染防治目标,结合社会发展水平与技术可行性,科学选择适合当地实际的源解析技术方法。同时,随着源解析技术进步与环境信息资料的完备,不断完善和更新源解析结果。

   记者:大气颗粒物来源解析技术方法主要包括哪些内容?
   答:大气颗粒物来源解析工作常用的技术方法主要包括源清单法、源模型法和受体模型法,每种技术方法或者方法组合都有特定的适用范围。

    1.源清单技术方法。首先,应按照环境管理需求对颗粒物排放源进行分类。其次,调查各类颗粒物源的排放特征,根据排放因子和活动水平确定颗粒物排放源的排放量,建立颗粒物排放源清单,从而可以统计颗粒物排放总量及各区域、各行业、各类颗粒物排放量,定性或半定量识别重点排放区域、重点排放源对当地颗粒物排放总量的分担率。
    2.源模型技术方法。首先,根据模式适用范围、对模型参数的要求及环境管理需求合理选择空气质量模型,建议小尺度采用简易模型,城市和区域尺度采用复杂模型。其次,建立高时空分辨率的排放源清单。最后,进行空气质量模型的模拟计算,采用复杂模型内置的模块模拟分析,获得各地区各类污染源排放对环境浓度的贡献。
    3.受体模型技术方法。受体模型主要包括化学质量平衡模型和因子分析类模型。化学质量平衡模型不依赖详细的排放源强信息和气象资料,能够定量解析源强难以确定的源类,如扬尘源类的贡献。首先,通过颗粒物源类调查、识别,确定主要排放源类(种类、点位和数量)。其次,采用科学规范的采样和分析方法,进行颗粒物源类和受体样品的采集及化学分析,从而构建颗粒物源类和受体化学成分谱,选用合适的CMB模型软件进行解析。因子分解模型法根据长时间序列的受体化学组分数据集进行源解析,不需要源类样品采集,通过颗粒物受体样品的采集及化学分析,选择相应的因子分解模型,基于源类特征的化学组成信息进一步识别实际的颗粒物源类。
    4.源模型与受体模型联用法。对复合污染特征较为明显的城市或区域,可使用源模型与受体模型联用法对颗粒物来源进行详细解析。使用受体模型计算各源类对受体的贡献值与分担率,利用源模型模拟计算各污染源排放气态前体物的环境浓度分担率,解析二次粒子来源。对于受体模型解析结果,使用源模型进一步解析具有可靠排放源清单的点源贡献。针对重污染过程,应基于在线高时间分辨率的监测和模拟技术,发展快速源识别和解析方法。

    记者:各地在应用《技术指南》时需要注意那些问题?
    答:大气颗粒物来源解析工作是一项长期、复杂且专业技术性要求极高的工作,要求各地制定环境空气质量达标规划和重污染应急方案,必须以颗粒物来源解析结果为依据。同时,各地应根据空气污染现状、工作基础和污染防治目标,结合社会经济发展水平与技术可行性,科学选择适宜的来源解析技术方法。在大气颗粒物来源解析工作中,应按照标本兼治和循序渐进的原则,针对颗粒物来源解析工作的长期性和专业性要求,加强针对性监测和科学研究,加快人才培养和能力建设,提升颗粒物来源解析工作水平,实现源解析工作的常态化。