基于CALPUFF-CMB复合模型的环境空气PM2.5中二次硫酸盐来源解析技术研究

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二次硫酸盐是环境空气PM2.5的重要组成之一,主要由SO2等气态前体物经过复杂的大气化学反应而来。在制定大气污染防控措施、控制PM2.5主要污染源的过程中,确定二次硫酸盐的来源是有效协同控制二次硫酸盐及前体物的重要前提。  传统的源解析方法仅能给出二次硫酸盐的环境浓度,无法对其前体物的来源进行解析,难以满足环境管理的需求。本研究构建了CALPUFF-CMB复合解析模型,基于二次硫酸盐的气态前体物的来源及SO2与二次硫酸盐的转化关系,建立了环境空气PM2.5中二次硫酸盐来源解析技术方法,并以石家庄市为例进行了实际应用。首先利用CMB受体模型对环境空气PM2.5中二次硫酸盐的浓度进行定量计算。运用 CALPUFF源模型模拟不同源类、不同行业排放对环境空气SO2浓度的贡献。建立硫酸盐转化系数确定方法,据此对环境空气PM2.5中二次硫酸盐的本地来源进行定量解析。根据环境空气PM2.5中二次硫酸盐的总量及本地污染源对二次硫酸盐环境浓度的贡献,计算区域及未知源对二次硫酸盐环境浓度的贡献,从而得到完整的来源解析结果。具体结论如下:  (1)本方法可以较好地对二次硫酸盐的来源进行解析。冬季,环境空气PM2.5中二次硫酸盐分担率为22.9%,对环境受体的贡献值为56.1μg/m3;夏季,环境空气PM2.5中二次硫酸盐分担率为23.7%,对环境受体的贡献值为32.5μg/m3。  (2)石家庄市夏季的硫酸盐转化系数为0.30,冬季的硫酸盐转化系数为0.11。  (3)环境空气 PM2.5中二次硫酸盐的综合源解析结果包括本地重点污染源贡献和区域及未知源两部分。冬季,工业源有组织排放及民用燃煤面源排放对环境空气中 PM2.5中二次硫酸盐浓度的贡献最为突出,其中,电厂(3.7%)、供热(21.4%)、冶金(5.9%)、建材(9.1%)、医药(0.7%)、化工(13.5%)、炼焦石化(7.3%)、其他行业(8.9%)、民用燃煤(13.5%)。区域及未知源的贡献占8.9%。夏季,以工业源有组织排放对环境空气中PM2.5浓度的贡献为主,其中,电厂(8.3%)、冶金(19.1%)、建材(12.6%)、医药(1.5%)、化工(22.2%)、炼焦石化(12.3%)、其他行业(14.5%)。区域及未知源的贡献为9.2%。
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