環(huán)境空氣 顆粒物來(lái)源解析 受體模型法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范（征求意見(jiàn)稿）

中華人民共和國(guó)國(guó)家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

HJ□□□-20□□

環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析受體模型

法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范

Ambientair—Sourceapportionmentonparticulatematter—Technical

specificationforobservationdataprocessingandinspectionbyreceptor

models

（征求意見(jiàn)稿）

前言

為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》，加強(qiáng)空

氣污染防治，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，規(guī)范基于受體模型法的環(huán)境空氣顆粒物

來(lái)源解析工作，制定本標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于受體模型法開(kāi)展的環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析工作中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理

和檢驗(yàn)。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為資料性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)屬于環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析系列標(biāo)準(zhǔn)之一。

本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。

本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部大氣環(huán)境司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站、南開(kāi)大學(xué)、陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站。

本標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境部20□□年□□月□□日批準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)自20□□年□□月□□日起實(shí)施。

本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部解釋。

ii

環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析受體模型法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與檢驗(yàn)技

術(shù)規(guī)范

1適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于受體模型法的環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理和檢驗(yàn)等活動(dòng)的技

術(shù)要求，包括涵蓋從排放源樣品和環(huán)境受體樣品獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至受體模型計(jì)算過(guò)程。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于手工采樣-實(shí)驗(yàn)室分析-受體模型法開(kāi)展的環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處

理和檢驗(yàn)工作。

2規(guī)范性引用文件

本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件或其中的條款，凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用

于本標(biāo)準(zhǔn)，凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

HJ194環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

HJ618環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定重量法

HJ656環(huán)境空氣顆粒物（PM2.5）手工監(jiān)測(cè)方法（重量法）技術(shù)規(guī)范

HJ657空氣和廢氣顆粒物中鉛等金屬元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法

HJ777空氣和廢氣顆粒物中金屬元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

-----3-2-2-

HJ799環(huán)境空氣顆粒物中水溶性陰離子（F、Cl、Br、NO2、NO3、PO4、SO3、SO4）

的測(cè)定離子色譜法

++++2+2+

HJ800環(huán)境空氣顆粒物中水溶性陽(yáng)離子（Li、Na、NH4、K、Ca、Mg）的測(cè)定離子色

譜法

HJ829環(huán)境空氣顆粒物中無(wú)機(jī)元素的測(cè)定能量色散X射線熒光光譜法

HJ830環(huán)境空氣顆粒物中無(wú)機(jī)元素的測(cè)定波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法

HJ□□□環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析正定矩陣因子分解（PMF）模型計(jì)算技術(shù)指南

HJ□□□環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析化學(xué)質(zhì)量平衡（CMB）模型計(jì)算技術(shù)指南

HJ□□□環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析基于受體模型法的源解析技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

3.1

顆粒物源成分譜SourceChemicalProfile

特定污染源類排放的相對(duì)穩(wěn)定的顆粒物化學(xué)組分信息，簡(jiǎn)稱顆粒物源譜。顆粒物源譜需包含

該類污染源的標(biāo)識(shí)組分。

3.2

受體化學(xué)組成ChemicalSpecies

環(huán)境空氣顆粒物中化學(xué)組分的濃度或占比信息。

1

3.3

化學(xué)質(zhì)量平衡模型ChemicalMassBalanceModel（CMB）

一種“源已知類”受體模型，即模型需要輸入源成分譜的數(shù)據(jù)，通過(guò)在源和受體之間建立質(zhì)

量平衡關(guān)系來(lái)構(gòu)建線性方程組，利用有效方差最小二乘的迭代計(jì)算方法得出各污染源對(duì)受體的貢

獻(xiàn)值。

3.4

正定矩陣因子分解模型PositiveMatrixFactorizationModel（PMF）

一種多元因子分析類模型，將樣本數(shù)據(jù)的矩陣（X）分解為因子貢獻(xiàn)矩陣（G）和因子譜矩陣

（F），對(duì)因子譜矩陣進(jìn)行識(shí)別，并定量計(jì)算樣本的因子貢獻(xiàn)。在環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析中，應(yīng)

用正定矩陣因子分解模型（PMF）計(jì)算是通過(guò)對(duì)環(huán)境樣品（受體）的化學(xué)組分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，提

取若干因子，利用標(biāo)識(shí)組分將因子識(shí)別為不同的源類，再通過(guò)多元線性回歸計(jì)算不同因子（源類）

對(duì)環(huán)境樣品的貢獻(xiàn)。

3.5

源標(biāo)識(shí)組分TracerSpecies

污染源化學(xué)成分譜中對(duì)該源類有指示作用的一種或多種顆粒物化學(xué)成分，又稱示蹤組分。源

標(biāo)識(shí)組分是區(qū)別該源類與其他源類的重要標(biāo)識(shí)物，每種污染源有各自的標(biāo)識(shí)組分。標(biāo)識(shí)組分在該

源成分譜中的含量，比在其他源類中高。

3.6

不確定度Uncertainty

源解析工作中采樣、實(shí)驗(yàn)分析等環(huán)節(jié)引起的誤差。

3.7

異常值Outlier

監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)測(cè)定值中嚴(yán)重偏離平均值的不合理數(shù)據(jù)。

4基本原則

在監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)之間的比較發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，為結(jié)果核實(shí)或復(fù)測(cè)等

提出依據(jù)。檢驗(yàn)的原則包括以下幾個(gè)方面：

a）真實(shí)性：顆粒物質(zhì)量濃度和化學(xué)組分的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠反映監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的真實(shí)情況，即所采集

的濾膜樣品能反映顆粒物的實(shí)際狀況，分析數(shù)據(jù)結(jié)果能代表顆粒物中的化學(xué)組分含量。

b）合理性：經(jīng)過(guò)計(jì)算和檢驗(yàn)，初步判斷顆粒物濃度和化學(xué)組成不存在異常情況，結(jié)果可以接

受，反映了結(jié)果的可靠性。

c）完整性：按照顆粒物源解析工作方案取得系統(tǒng)性和連續(xù)性的有效樣品，而且無(wú)缺漏地獲得

這些濾膜樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果及有關(guān)信息。

d）一致性：同一城市或地區(qū)的不同點(diǎn)位之間的采樣時(shí)間和采樣方式、濾膜稱量和化學(xué)組分分

析方法、數(shù)據(jù)處理和模型運(yùn)算方法以及用于計(jì)算和檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)等應(yīng)該是一致的。

e）代表性：某城市選擇的采樣站點(diǎn)應(yīng)該能夠代表該城市的基本情況，使收集的數(shù)據(jù)具有代表

性。

2

5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理和檢驗(yàn)

5.1顆粒物質(zhì)量濃度

對(duì)于同一點(diǎn)位的不同采樣器、不同通道、不同材質(zhì)濾膜的顆粒物質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果，需進(jìn)行

一元線性回歸，分析結(jié)果之間的相關(guān)性。按照HJ194、HJ□□□[環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析正定

矩陣因子分解（PMF）模型計(jì)算技術(shù)指南]、HJ□□□[環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析化學(xué)質(zhì)量平衡

（CMB）模型計(jì)算技術(shù)指南]的要求進(jìn)行顆粒物樣品的采集，按照HJ618和HJ656的要求對(duì)采樣

前、后顆粒物濾膜樣品進(jìn)行稱量，計(jì)算顆粒物質(zhì)量濃度。將上述監(jiān)測(cè)結(jié)果以不同采樣器、不同通

道、不同材質(zhì)濾膜的顆粒物質(zhì)量濃度為橫、縱坐標(biāo)，分別進(jìn)行一元線性回歸，當(dāng)線性相關(guān)系數(shù)

r≥0.8時(shí)，認(rèn)為監(jiān)測(cè)結(jié)果具有較好的相關(guān)性。若線性相關(guān)系數(shù)r＜0.8，應(yīng)根據(jù)采樣記錄查找原因，

對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，必要時(shí)剔除異常數(shù)據(jù)。

5.2顆粒物質(zhì)量和組分濃度異常值的判斷

顆粒物質(zhì)量及其組分的濃度異常值，可通過(guò)濃度時(shí)間趨勢(shì)圖和線性相關(guān)圖來(lái)初步判斷。對(duì)于

PMF模型，可以在模型運(yùn)算中得到濃度散點(diǎn)圖和濃度時(shí)間序列圖，前者可以查看兩個(gè)組分之間的

散點(diǎn)圖以及相關(guān)性，組分之間如果存在較高的線性關(guān)系表明組分可能來(lái)自同一排放源；后者可以

顯示化學(xué)組分濃度的時(shí)間變化情況，確定組分濃度的時(shí)間變化是否存在異常值（過(guò)高或過(guò)低）。此

外，若一組樣品中，僅有一兩個(gè)組分為異常值，則可采用具有相同功能區(qū)的臨近采樣點(diǎn)位的相應(yīng)

組分監(jiān)測(cè)結(jié)果，或可參考該時(shí)段臨近的在線監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)。若一組樣品中多個(gè)組分均為異常值，

則建議剔除該條樣品。

5.3顆粒物化學(xué)組分占比

源和受體樣品中某種化學(xué)組分的質(zhì)量濃度與顆粒物質(zhì)量濃度的比值，即為這種顆粒物化學(xué)組

分的占比，尤其是標(biāo)識(shí)組分的占比，能夠初步分析判斷數(shù)據(jù)是否合理。例如，Si是揚(yáng)塵源的標(biāo)識(shí)組

分（即Si在揚(yáng)塵源中占比要比Si在其他源中占比為高），揚(yáng)塵源中Si的占比可達(dá)10~15%，若受體

顆粒物樣品中Si的占比接近或明顯高于此值，則可判定數(shù)據(jù)不太合理且有很高不確定性，建議重

新檢測(cè)。源成分譜的特征組分參考范圍可參見(jiàn)附錄A。

注：石英濾膜的化學(xué)組分濃度要除以石英濾膜顆粒物質(zhì)量濃度；有機(jī)濾膜的化學(xué)組分濃度要除以有機(jī)濾膜顆粒

物質(zhì)量濃度，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為單位，反映實(shí)際監(jiān)測(cè)與理論上的偏差。

5.4顆粒物化學(xué)組分占比加和

顆粒物化學(xué)組分占比的加和應(yīng)小于100%，且以40%~90%為宜，若不在此范圍內(nèi)，可能是某種

或某些組分的測(cè)定結(jié)果偏高或偏低，故而影響了總體加和結(jié)果，應(yīng)根據(jù)分析記錄查找原因，必要

時(shí)重新分析某些化學(xué)組分的濃度。若重新分析后仍不滿足要求，建議剔除該條數(shù)據(jù)。

5.5顆粒物化學(xué)質(zhì)量濃度重構(gòu)

在源解析模型運(yùn)算之前，為檢驗(yàn)顆粒物的主要成分是否完全分析，可將測(cè)定的化學(xué)組分濃度

進(jìn)行質(zhì)量濃度重構(gòu)，并與稱重法獲得的顆粒物質(zhì)量濃度進(jìn)行比較，根據(jù)二者差異大小來(lái)探討顆粒

物組分的質(zhì)量平衡特征?；瘜W(xué)質(zhì)量重構(gòu)側(cè)重于對(duì)污染源類的初步分析，其結(jié)果可為明確污染治理

對(duì)象，強(qiáng)化區(qū)域環(huán)境管理和科學(xué)決策提供支撐和指導(dǎo)。

3

顆粒物的主要化學(xué)組分包括有機(jī)物、元素碳、地殼類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽（銨鹽、硫酸鹽和硝酸鹽）

等。一般采用表中的系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)：

表1顆粒物化學(xué)質(zhì)量濃度重構(gòu)系數(shù)

化學(xué)組分系數(shù)重構(gòu)后物質(zhì)化學(xué)組分系數(shù)重構(gòu)后物質(zhì)

有機(jī)碳1.6有機(jī)物鉀1.2含鉀化合物

元素碳1元素碳鈦1.67含鈦化合物

硅2.14含硅化合物銨根1銨鹽

鋁1.89含鋁化合物硫酸根1.375硫酸鹽

鐵1.43含鐵化合物硝酸根1.29硝酸鹽

鈣1.4含鈣化合物

不同的地區(qū)、不同季節(jié)可有不同的化學(xué)濃度質(zhì)量重構(gòu)方案，即系數(shù)存在地域性和季節(jié)性差異。

對(duì)于有機(jī)物和OC間的系數(shù)，通常假定對(duì)應(yīng)于每克碳含有0.2~0.4g其他元素（如O、H和N

等），即以1.4~2.0代表OM相對(duì)于每克OC的平均分子量，一般情況下對(duì)城市地區(qū)的氣溶膠取1.6

比較合適，夏季大氣氧化性較強(qiáng)時(shí)可以取1.8，冬季大氣氧化性較弱時(shí)可以取1.4。

地殼類物質(zhì)通常以特定元素的氧化物濃度相加的方法進(jìn)行估算，元素的測(cè)定方法及結(jié)果的質(zhì)

控要求參見(jiàn)HJ657、HJ777、HJ829和HJ830。一般假定由6種元素的氧化物組成，即SiO2、

Al2O3、TiO2、CaO、FeO、Fe2O3和K2O等，其中包括構(gòu)成大陸地殼物質(zhì)最重要的8種化合物中的

6種，另外2種氧化物Na2O和MgO約分別占地殼物質(zhì)質(zhì)量的3%。對(duì)于地殼類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化系數(shù)，

也存在一些地域性差異。

質(zhì)量濃度重構(gòu)之后化學(xué)組分的加和在80%~120%為宜，可以和稱量的偏差作比較，若不在此范

圍內(nèi)，應(yīng)根據(jù)采樣記錄和分析記錄查找原因，并對(duì)異常組分進(jìn)行復(fù)測(cè)。

5.6PM2.5與PM10比值

利用顆粒物濃度比值分析不同時(shí)空條件下、不同粒徑的顆粒物主導(dǎo)源類。計(jì)算不同季節(jié)、不

同點(diǎn)位（或區(qū)域）的PM2.5/PM10比值，并結(jié)合當(dāng)?shù)嘏欧旁磁c氣象特征等開(kāi)展，判斷該季節(jié)、該點(diǎn)位

（或區(qū)域）大氣顆粒污染特征。在同一采樣條件下（采樣時(shí)間、地點(diǎn)及氣象條件等條件相同），顆

粒物質(zhì)量濃度值的監(jiān)測(cè)比值可初步確定污染類型：

a）PM2.5濃度應(yīng)當(dāng)小于PM10，該比值在一定程度上可以說(shuō)明污染類型（細(xì)顆粒污染為主或可吸

入顆粒物污染為主）以及可能的污染物來(lái)源。

b）當(dāng)PM2.5/PM10比值較高時(shí)，細(xì)顆粒物污染較重，表明監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)與細(xì)顆粒物排放源或二次

細(xì)顆粒相關(guān)的排放源類的影響較高；反之，表明監(jiān)測(cè)區(qū)域可吸入顆粒物源類（如揚(yáng)塵）的影響可

能較高。

c）從季節(jié)角度分析，通常PM2.5濃度峰值出現(xiàn)在秋冬季，而PM10濃度峰值出現(xiàn)在春季（如沙塵

季節(jié)），故該比值在季節(jié)變化規(guī)律中呈現(xiàn)出秋冬高，春季低的特征。

5.7陰陽(yáng)離子平衡

+++2+2+

按照HJ799、HJ800等要求測(cè)定顆粒物中的陰陽(yáng)離子，包括Na、NH4、K、Mg、Ca、

2----

SO4、NO3、Cl、F等，并根據(jù)下列公式計(jì)算陰陽(yáng)離子平衡：

2----

AE（2SO43/96）（NO/62）（Cl/35.5）（F/19）（1）

4

（