禾信質(zhì)譜:將PM2.5源解析過程提高到小時級別
當(dāng)前,我國大氣污染形勢嚴(yán)峻,以可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)為特征污染物的區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出,損害公眾身體健康。
針對我國嚴(yán)峻的大氣污染形勢,國家陸續(xù)出臺了一系列政策法規(guī),如我國首部綜合性大氣污染防治規(guī)劃《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》以及《大氣污染防治行動計(jì)劃》等,突顯國家對污染防治工作的高度重視。
大氣顆粒物來源解析工作是科學(xué)、有效開展顆粒物污染防治的基礎(chǔ)和前提,是制定環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)規(guī)劃和重污染天氣應(yīng)急預(yù)案的重要依據(jù)。
參照《大氣顆粒物來源解析技術(shù)指南(試行)》(環(huán)發(fā)〔2013〕92號),環(huán)境保護(hù)部今年發(fā)布了《關(guān)于開展第一階段大氣顆粒物來源解析研究工作的通知》(環(huán)辦[2014] 7號),要求2014年底全國各直轄市、省會城市(拉薩除外)、計(jì)劃單列市提交源解析階段性研究結(jié)果;谀壳叭珖拇髿馕廴痉乐涡蝿荩嘈2015年將會有更多的城市需要開展PM2.5的來源解析工作。
目前大氣顆粒物來源解析工作時間緊、任務(wù)重,全國大部分地市環(huán)境監(jiān)測單位源解析配套隊(duì)伍建設(shè)剛剛起步,同時能獨(dú)立完成大氣顆粒物源解析的團(tuán)隊(duì)有限。
鑒于上述我國源解析工作開展現(xiàn)狀,《大氣顆粒物來源解析技術(shù)指南(試行)》(環(huán)發(fā)[2013]92號)要求,針對重污染過程,應(yīng)基于在線高時間分辨率的監(jiān)測和模擬技術(shù),發(fā)展快速源識別和解析方法。
國家自2008年起,在科技部和環(huán)境保護(hù)部設(shè)立專項(xiàng),大力發(fā)展能夠快速得到PM2.5源解析結(jié)果的技術(shù)。經(jīng)過多年的努力,2012年禾信的PM2.5連續(xù)自動源解析技術(shù)誕生(基于在線質(zhì)譜儀器的直接測量法)。
PM2.5連續(xù)自動源解析技術(shù)可快速獲取源解析結(jié)果,可將源解析過程提高到小時級別,且可實(shí)時在線監(jiān)控每種污染源的變化趨勢。除此之外,單顆粒源解析方法對數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)或特征無任何限制條件,未引入任何人為假設(shè)條件;此技術(shù)方法用于大氣顆粒物源解析不僅具有較好客觀性,而且充分利用排放源的成分譜,具有精度較高、抗干擾性較強(qiáng)等特點(diǎn)。相對于傳統(tǒng)源解析來說,這是革命性的進(jìn)步,現(xiàn)已在北京、上海、廣州等全國30多個城市得以推廣應(yīng)用。
PM2.5連續(xù)自動源解析系統(tǒng)包括了3部分:儀器(SPAMS)、譜庫和“指紋”比對模型。在線源解析的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)譜庫,比如柴油車、汽油車、礦塵、燃煤、工業(yè)源、海鹽等的譜圖,這些譜圖相當(dāng)于每一個污染源的“指紋”,當(dāng)儀器進(jìn)行監(jiān)測時,與儀器配套的模型比對系統(tǒng)會自動將實(shí)時測到的每個顆粒物特征與譜庫中的譜圖進(jìn)行比對,即“指紋”比對,及時判斷出顆粒物的來源。大數(shù)據(jù)源譜庫是源解析的基礎(chǔ),禾信已陸續(xù)與國內(nèi)多家高校、研究所、監(jiān)測站等合作建立了中國本地化譜庫。
儀器(SPAMS,在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀)是禾信公司具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)、基于質(zhì)譜技術(shù)的在線源解析產(chǎn)品,是目前國際首臺PM2.5在線源解析監(jiān)測設(shè)備,其運(yùn)用空氣動力學(xué)透鏡作為顆粒物接口;基于雙光束測徑原理進(jìn)行單顆粒氣溶膠計(jì)數(shù),激光電離;利用雙極有網(wǎng)飛行時間質(zhì)譜測定氣溶膠顆粒的分子量,實(shí)現(xiàn)了單顆粒氣溶膠化學(xué)成分和粒徑的同步檢測。
PM2.5連續(xù)自動源解析系統(tǒng)可快速反映污染來源情況,為有的放矢、靶向治理提供數(shù)據(jù)支撐;可快速評價治理措施的成效,便于及時調(diào)整治理措施;結(jié)合氣象信息,可判斷本地源及外地源對重污染天氣的貢獻(xiàn)比例;為動態(tài)調(diào)控、精細(xì)化治理提供技術(shù)支撐。同時,實(shí)時發(fā)布來源信息,增強(qiáng)公眾對大氣污染成因的認(rèn)知,緩解重污染天氣時的輿論壓力。
PM2.5連續(xù)自動源解析系統(tǒng)將源解析過程提高到小時級別,為源解析工作的開展提供了新的思路。為政府部門制定大氣污染防治規(guī)劃提供了可靠依據(jù),對污染治理重點(diǎn)的確定以及環(huán)境的有效監(jiān)管具有十分重要的指導(dǎo)意義。

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