關(guān)于主要污染源降塵對“環(huán)境受體”影響溯源的思考

時志強(qiáng)＊

（江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇 南京210036）

在環(huán)境管理過程中，關(guān)于污染源降塵對周邊敏感點影響的事件時有發(fā)生，往往引起所在地居民的反復(fù)投訴，特別對于工業(yè)集中地區(qū)，環(huán)境管理部門很難判斷降塵的來源。

圖1 工業(yè)降塵污染（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

受工業(yè)源影響的敏感點，降塵顏色往往有別于自然降塵，但通過敏感點周邊環(huán)境空氣采樣、分析，會顯示各項環(huán)境空氣質(zhì)量因子均符合環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 城市大氣降塵污染（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

因此通過有效的技術(shù)手段，對降塵進(jìn)行分析、溯源能夠幫助環(huán)境管理部門提供可供參考的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)執(zhí)法，本文通過介紹幾種降塵溯源的方法，以供參考。

1 樣品的采集和分析方法

為了對降塵進(jìn)行溯源，最直接的手段是對敏感點降塵組分進(jìn)行分析。為保證降塵采集的代表性，在降塵采集過程中，應(yīng)根據(jù)區(qū)域氣象條件，結(jié)合敏感區(qū)域分布情況，確定手工采樣點位，原則上采集敏感點降塵樣品和上風(fēng)向疑似源樣品。

樣品采集后，可采用GC-MS 對樣品進(jìn)行化學(xué)分析、掃描電鏡分析方式，分析采集的源類樣品和環(huán)境受體樣品的外觀形態(tài)特征及元素組成，掌握源樣品和受體樣品的源譜特征和敏感區(qū)域降塵化學(xué)組分特征，判斷敏感區(qū)域受污染源影響的特征。

利用已有研究資料，通過受體模型法受體模型（CMB/PMF 等）源解析技術(shù)方法，進(jìn)行降塵來源解析。針對敏感點降塵溯源，本文推薦選擇PMF 受體模型法，定量解析污染源對周邊敏感點的貢獻(xiàn)值與分擔(dān)率，為降塵顆粒物污染的有效防治和監(jiān)督管理提供理論依據(jù)和技術(shù)保障。

2 元素化學(xué)分析溯源

通過樣品采集，對樣品進(jìn)行化學(xué)分析，針對揚(yáng)塵源樣品，主要針對水溶性離子和無機(jī)元素進(jìn)行分析。

樣品中水溶性離子采用離子色譜法進(jìn)行分析，首先將采集的樣品經(jīng)純水超聲提取，待顆粒物中的水溶性部分充分溶解于水中，用濾膜過濾提取液，利用離子色譜儀分析濾膜顆粒物中水溶性離子的質(zhì)量濃度，其中包括：陰離子4 種（SO42-、NO3-、Cl-、F-）和陽離子（NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+）5 種。

利用ICP-OES（電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀）進(jìn)行對樣品進(jìn)行分析，主要分析的組分包括Al、Fe、Mn、Mg、Si、Ti、Sc、Na、Sr、Ca、Co、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、V、S、As 等20 余種。

通過降塵元素組成，選取主導(dǎo)元素、特征元素、特別是數(shù)值異常元素與周邊疑似污染源排放物質(zhì)分析結(jié)果進(jìn)行回歸分析，尋找相關(guān)性，從而判斷污染源[1]。

3 掃描電鏡分析

通過掃描電鏡方式，對樣品的微觀形貌和元素組成用熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行分析，該方法可以直觀的觀察到樣品的微觀形態(tài)和化學(xué)組成，并可對樣品中的元素進(jìn)行半定量的分析，主要分析的組分包括C、O、Si、Al、Fe、Mn、Mg、Si、Ti、Na、Sr、Ca、Ni、Cu、Pb、Zn、S 等，從而初步判斷降塵組成成分的種類及可能來源。

掃描電鏡配合能譜分析可用于分析大氣顆粒物的大小、幾何形狀、顏色、光學(xué)性質(zhì)及表面元素組成，通過顆粒物的這些形態(tài)學(xué)參數(shù)及元素分布狀態(tài)可以定性的鑒別顆粒物的來源，甚至可以分別出單個源。

通過掃描電鏡，能夠獲得降塵的SEM 成像圖，根據(jù)降塵的表面成像特點，如呈現(xiàn)出柱狀、纖維狀、光滑狀、扁平狀等形貌，與周邊意思污染源排放物質(zhì)進(jìn)行比對，從而簡單判斷降塵的來源。

4 PMF 模型分析

用于開展大氣顆粒物來源解析的技術(shù)方法主要包括源排放清單法、源模型法和受體模型法。其中受體模型法是從受體出發(fā)，根據(jù)源和受體顆粒物的化學(xué)組成、物理特征等信息，利用數(shù)學(xué)方法定量判斷污染物來源和不同來源對環(huán)境大氣中顆粒物的貢獻(xiàn)。

關(guān)于降塵的溯源研究，考慮使用PMF 模型進(jìn)行分析，為附近疑似污染源選擇"標(biāo)識元素"，又稱特征元素。那什么是標(biāo)識元素呢？也就是那些能夠充分表現(xiàn)出固有特征而且在遷移過程當(dāng)中沒有什么明顯變化的元素，作為標(biāo)識元素的條件是該元素應(yīng)占污染源排放總量的重要部分（一般應(yīng)大于10%，該條件在具體標(biāo)識元素選擇時往往被放寬），且該元素在其他污染源的排放物中不應(yīng)存在或存在很少[2-3]。

利用PMF 受體模型，開展受體點降塵的主要污染來源解析。PMF 的基本原理是：假設(shè)存在著對受體中的大氣顆粒物有貢獻(xiàn)的若干源類，并且（1）各源類所排放的顆粒物的化學(xué)組成有明顯的差別；（2）各源類所排放的顆粒物的化學(xué)組成相對穩(wěn)定；（3）各源類所排放的顆粒物之間沒有相互作用，在傳輸過程中的變化可以被忽略。那么在受體上測量的總物質(zhì)濃度C 就是每一源類貢獻(xiàn)濃度值的線性加和[4-6]。

5 結(jié)論

根據(jù)前文所述，介紹了幾種降塵溯源的方法，根據(jù)實際需求可以選擇其中的某種溯源方法，對降塵來源進(jìn)行追溯。如條件滿足，也可以選取其中的兩種方法對溯源結(jié)果進(jìn)行相互佐證，也可以保證溯源的準(zhǔn)確性。