PM2.5化学组分连续观测在污染事件源解析中的应用
来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：
作者：蔡凡涛,尚玥,戴维,谢鸣捷
单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京 210044
摘要：为探索PM2.5组分高时间分辨观测数据在污染事件源解析中的应用，于2017年1~12月对南京市环境空气中PM2.5组分进行连续观测.分别利用重金属自动分析仪、离子在线分析仪和半连续OC/EC分析仪测定PM2.5中元素、水溶性离子和碳质组分的小时浓度.选取其中15种元素与5种丰量组分，分别基于3次污染事件（春节期间烟花爆竹燃放、春季沙尘暴和冬季灰霾）和全年的观测结果采用正矩阵因子分析（positive matrix factorization，PMF）模型进行源解析，并比较不同输入数据条件下（PMF烟花-沙尘-灰霾和PMF全年）的源贡献分布及特征组分平均浓度的估算情况.结果表明，基于不同观测数据的源解析结果在PMF因子类型、组成及贡献分布上均存在较大差异.例如，基于全年观测数据（PMF全年）的源解析结果中烟花爆竹燃放的平均贡献仅为1.50%，远低于PMF烟花结果中对应的源贡献（5.24%）；扬尘源的平均相对贡献在PMF沙尘结果中为8.51%，比PMF全年结果中扬尘源的贡献（4.45%）高近1倍.主要归结于PMF模型假设来源构成不发生变化，基于长期观测数据的源解析结果易受到排放源变化的影响.另外，烟花爆竹燃放期间，特征组分K的PMF烟花估算结果[（1.32±1.17）μg·m-3，P=0.64]较PMF全年[（1.16±1.19）μg·m-3，P=0.0090]更接近其观测平均值[（1.36±1.19）μg·m-3].春季沙尘暴期间，特征组分Fe、Si和Ti的PMF全年估算结果[（0.061±0.042）~（1.06±0.65）μg·m-3]均显著低于观测平均值（P<0.05），而它们的PMF沙尘估算值在峰值区域同观测值高度一致.冬季灰霾污染期间，PM2.5各丰量组分PMF全年和PMF灰霾估算值同观测值的吻合程度均很高（r>0.99）.因此，基于污染事件期间的连续观测结果进行PMF源解析能较准确地反映特征组分及相关排放源的短期变化，有利于提高污染溯源的时效性.
关键词：PM2.5,PMF源解析,污染事件,连续观测,贡献分布,
