各种源头解析方法结合使用起来，可能会提供比较客观、更加切合实际的结果。

　　说起PM2.5，可谓是家喻户晓。但是有多少人能说清楚PM2.5到底是由什么成分组成的?分别来自哪里?不同研究机构或环保部门给出的数据不尽相同。让我们也是一头雾水。

　　其实，这涉及到一个专业的概念：“雾霾源解析”。“雾霾源解析”全称叫“大气颗粒物来源解析”，就是对采集到的大气颗粒物的成分进行分析，反推出到底哪些污染源造成了雾霾污染。大气颗粒物污染的源解析技术主要包括源排放清单、扩散模型和受体模型等三类方法。

　　不同解析方法不同结果

　　中科院大气物理所研究员王庚辰说：“我们一般通过分析监测数据建立模式，模式就是计算污染源成分比例的方法。目前有各种各样的方法，每种方法各有优势，也有不足。”

　　中国细颗粒物源(PM2.5)解析最常用的方法是受体模型。国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登介绍说，受体模型是源解析的基本技术框架与解析数学基础，是一种识别与解析受体处大气污染物不同来源及其贡献率的数字模式与方法。从60年代后期发展起来后，一直用于大气颗粒物的源(即发生源)识别方面，并不断在改进完善中。受体模型的基本思路是受体与源之间的污染物呈质量平衡的关系，因为污染物从发生源排出后，经扩散混合，是在大气中比较均匀地分布的。基于这一思想，可将受体处大气颗粒物及其中元素的来源和质量，认为都是由周围不同污染源输送过来叠加的结果，所以可用简单的数字表达式来表示，例如化学质量平衡模式。

　　但是，受体模型有一个很大的缺陷，王庚辰说：“受体模型默认远方的污染物到监测点的过程中只受气象条件的影响，而没有发生任何化学反应，这是不符合实际情况的。实际上PM2.5是一种不同污染来源物质的混合物，还有经过物理、化学反应过程产生的二次颗粒。”

　　而关注排放活动的污染清单法，还有考虑气象条件的空气质量模型，也都有其不确定性。就像天气预报一样，PM2.5源解析往往包含研究者出自经验的判断。所以王庚辰指出，污染物输送过程中不仅原来的污染物发生化学变化，本地的污染物也在不断增加进来，这个混合物变得极为复杂，大家进行源解析使用的方法不同，那么不同分析结果差别很大也就不奇怪了。

　　核技术应用雾霾源解析

　　提起核技术，也许很多人只会想到原子弹、核电站，事实上，很多成熟的核分析技术正悄然转向应用，并帮助我们抓到造成雾霾的真凶。核分析技术是利用原子核的各种特性所进行的相关分析，将大气颗粒物中包含的主要污染物、各种污染物所占比例、它们的来源等参数解析出来。

　　王庚辰表示，核技术进行雾霾源解析尤其适合对长距离输送的污染物影响的估计，比如评价我国和其他国家污染的相互影响。

　　近年中国原子能科学研究院对北京市郊新镇进行了PM2.5源解析研究，采样同时记录了温度、湿度、风向、风力等气象数据。研究发现2007年7月21日这天烟尘含量突然异常，其中黑碳和钾含量很高，这说明是植物燃烧烟尘形成的。研究人员敏锐地察觉到，一定有地方起火了。北京市那段时间并没有火灾，研究人员用回归的办法去找污染源，利用HYSPLIT技术(拉格朗日混合单粒子轨道模型)，结合谷歌地图、NASA卫星事件图，确定了2007年7月15日俄罗斯森林火灾事件对北京的污染来源路径。国家城市环境污染控制技术研究中心研究员倪邦发说：“这个事例说明核分析技术灵敏度极高，而且我们有能力追踪远方发生的污染事件并计算出它对取样点所在地区的影响。”

　　另外，利用加速器质谱分析碳同位素可以明确地告诉我们燃煤、机动车排放、秸秆燃烧等分别会产生多少颗粒物，对整个环境的PM2.5的贡献有多少。燃煤、石油、植物(如秸秆)等成分虽不同，但燃烧后都会产生单颗粒物的碳、二氧化碳、一氧化碳。自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素碳-12、碳-13和放射性同位素碳-14。深埋于地下数亿年的燃煤和石油内碳-14衰变殆尽，而植物(如秸秆)内的碳-14与碳-12浓度比例是一定的，如果测出空气样品中碳-14与碳-12的浓度比例，通过计算就可以得知秸秆和燃煤、石油燃烧的量各是多少了。

　　此外，石油和燃煤里碳-13的含量不一样，中国原子能科学研究院正在研究通过测量碳-13分辨出空气中的“碳”来自石油还是燃煤。再加上其他核技术分析方法，在某个地区设置取样点，我们就可以清楚地知道，我们做饭、露天烧烤、开车等等对取样点这个地区空气的污染程度了。

　　方法连用其利断金

　　事实上我国科学家对PM2.5的源解析从20世纪90年代就开始了。但是文献报道的大多取样点少，取样周期也较短，研究内容涉及到气象条件的工作较少，污染源溯源和追踪涉足更少，更无法区分本地源与外地源。由于PM2.5、PM10颗粒物小，在空中停留的时间较长，它们可能是一次排放物以及它们在空间运行过程中经过二次反应形成的二次离子或化合物。既可在本地产生也可以从外地输入，我们看见的或测到的都是它们的混合物。所以更准确地估测，需要长期的海量数据，而PM2.5的常规监测2012年才开始。

　　彭应登介绍说，目前影响源解析精度和准确性的两大障碍是源成分谱与二次颗粒来源的不确定性。

　　中科院大气物理所研究员王庚辰表示，公认的方法还是要考虑到污染物传输中存在物理、化学的反应，应该根据不同情况选择不同的方法进行雾霾源解析。比如，对沙尘天气的源解析，用分析化学元素的方法比较有效，可以知道颗粒物来自北京还是内蒙古还是新疆，是来自土壤还是来自沙漠。

　　而复旦大学环境科学与工程系大气化学研究中心主任庄国顺认为源解析的关键还是组分含量的测定。核分析方法的长处在于不破坏样品，不会受到溶剂污染，精细度更高。有些成分含量很少，别的方法可能测不出来，核分析方法就可以测出这些微量元素，从而检测出这些成分在污染物中的百分比。

　　各种源头解析方法结合使用起来，可能会得出比较客观、更加切合实际的结果。目前通行的做法是采用多种源解析方法相互配合和相互印证，集成受体模型以及混合受体和空气质量模型的解析方法正成为源解析技术的发展方向。

　　此外，王庚辰说，一方面可以通过实际观测的资料和经济数据统计出污染物对PM2.5的贡献比重;另一方面可以增加实际观测点的数量，以弥补模式计算的缺陷。■