燃煤颗粒物精细化来源解析研究

Coal accounts for above 70% of energy consumption in China and this situation will continue for a long term. One of the key problems for air quality management for cities in China is detail source apportionment for coal combustion particles. Aiming to solve the problem, samples from different kinds of sources and ambient air environment will be collected, in addition to inorganic components (ions and elements), carbonaceous speciecs, organic compounds (PAHs, n-alkanes, n-alkanoic acids and n-alkenes, et al.) and microscopic Characteristics will be analyzed, and then effective species for source apportionment will be selected, and finally different model (CMB，PCA，PMF, et al.) will be applied in source apportionment of particulate matter from coal emission. The result will also be compared and verified by traditional methods and microscopic analysis. The research findings will help to resolve the problem of multicollinearity of coal burning sources when applied by traditional method including only inorganic components, and realize the differentiation coal burning sources of raw coal burning, low and middle capacity boiler, kiln and power plant boiler. The research findings will be very important for air quality management for cities in making air pollution control plan, especially in making scientific design, making certain control emphases and lowering the control cost.

煤炭在我国能源结构中的比重长期保持在70%以上，但面对我国城市空气质量管理中关键问题燃煤颗粒物的精细化来源解析尚未取得另人满意的结果。本研究针对这一关键问题，同期采集燃煤污染源和环境大气颗粒物样品，利用不同燃煤方式在燃烧温度、污染控制技术等上的不同而引起的颗粒物排放在飞灰碳热解组成特征、有机标志物（PAH、烷烃、有机酸等）、形貌特征上存在的差异性，筛选有效化学物种及指标，综合多种受体源解析型（CMB，PCA，PMF等）开展燃煤颗粒物的精细化来源解析，并通过对比传统源解析及显微源解析方式验试其效果。研究结果将有助于解决城市空气质量管理中，单纯使用无机化学成份进行源解析而发生的燃煤颗粒物来源共线性的问题，实现原煤散烧、中小锅炉、工业窑炉和燃煤电厂飞灰的精细化来源解析。该研究成果对我国现阶段各城市在制定城市空气质量达标方案或改善方案时，科学设计，明确控制重点，降低社会整体控制成本具有重要意义。

煤炭在我国能源结构中的比重长期保持在70%以上，但面对我国城市空气质量管理中关键问题燃煤颗粒物的精细化来源解析尚未取得另人满意的结果。本研究针对这一关键问题，同期采集燃煤污染源和环境大气颗粒物样品，研究颗粒物排放在飞灰碳热解组成特征、有机标志物（PAH、烷烃、有机酸等）等的成份谱特征，筛选有效化学物种及指标，通过受体源解析型（PMF）开展燃煤颗粒物的精细化来源解析，并验证其效果。本研究对兰州市燃煤锅炉收集的样品按燃烧方式及吨位进行分类，挑选不同吨位燃煤锅炉（0.5t, 1t, 2t, 4t, 6t, 10t, 15t, 20t, 30t和35t）合计37台次进行样品前处理。挑选方案兼顾锅炉吨位，燃烧方式及锅炉年代等因素，力求所选样品具有典型性及代表性。本研究建立了基于常规监测的采样及分析方法；建立了分吨位具有统计意义的燃煤颗粒物碳质组份、有机标志物、水溶性离子组份、微量元素的源成份谱；基于以上的研究成果在兰州市开展冬夏季的来源解析，有效区分和定量燃煤电厂与燃煤锅炉排放。研究结果将有助于解决城市空气质量管理中，单纯使用无机化学成份进行源解析而发生的燃煤颗粒物来源共线性的问题，实现原煤散烧、中小锅炉、工业窑炉和燃煤电厂飞灰的精细化来源解析。该研究成果对我国现阶段各城市在制定城市空气质量达标方案或改善方案时，科学设计，明确控制重点，降低社会整体控制成本具有重要意义。