DB3502-T 103-2023 大氣PM2.5的硫來(lái)源解析技術(shù)指南穩(wěn)定同位素法

ICS

13.040.20CCS

Z11

3502 DB3502/T

103—2023大氣

的硫來(lái)源解析技術(shù)指南

位素法

發(fā)布

實(shí)施廈門市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)

布DB3502/T

103—2023 前言................................................................................... 11

范圍................................................................................ 12

規(guī)范性引用文件...................................................................... 13

術(shù)語(yǔ)與定義.......................................................................... 14

硫同位素組成的測(cè)定..................................................................25

污染來(lái)源解析........................................................................ 4附錄

A

................................................................................. 7參考文獻(xiàn)...............................................................................9IIDB3502/T

—2023 本文件按照GB/T

《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則

第1草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由廈門市生態(tài)環(huán)境局歸口。本文件起草單位：廈門市環(huán)境科學(xué)研究院、賽默飛世爾（中國(guó)）有限公司、廈門市環(huán)境監(jiān)測(cè)站。本文件主要起草人：王堅(jiān)、黃厔、黃辰、劉艷英、陳森陽(yáng)、何月云、吳艷聰、鄭昌涌。本文件為首次發(fā)布。IIIDB3502/T

—2023

PM2.5

1 范圍本文件規(guī)定了大氣

2.5中硫同位素組成的監(jiān)測(cè)，污染來(lái)源解析方法和技術(shù)要求。本文件適用于大氣

2.5的硫污染來(lái)源解析。2規(guī)范性引用文件文件。GB

3847-2018 柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法GB

17691-2018重型柴油車污染物排放限值及測(cè)量方法GB

18352.3-2016 輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法DZ/T0184.15 硫酸鹽中硫同位素組成的測(cè)定HJ

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HJ

664-2013 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）HJ

固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測(cè)定重量法DB

35/T

1747 大氣二氧化硫（）來(lái)源解析技術(shù)指南

穩(wěn)定同位素法2020〕8

號(hào)

生態(tài)環(huán)境部

2020

年

5

月頒布）

2007

年

月頒布）3 術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。同位素

isotope質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子。穩(wěn)定同位素

stable

isotope指原子核穩(wěn)定、其本身不會(huì)自發(fā)地發(fā)生衰變或核裂變的同位素。天然的穩(wěn)定同位素

natural

stable

isotope自從核合成以來(lái)就保持穩(wěn)定的同位素，常見(jiàn)的有氫、氧、碳、氮、硫同位素。DB3502/T

103—2023同位素豐度

isotope

abundance同位素原子在元素原子數(shù)中所占的比例。δ值

the

δ

value表示穩(wěn)定同位素豐度的變化，用樣品同位素比值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)差異表述（‰）。同位素分餾

isotopic

fractionation在同一系統(tǒng)中某些元素的同位素以不同比值分配到兩種物質(zhì)或相態(tài)中的現(xiàn)象。同位素分餾系數(shù)

isotope

fractionation

factor????A-B兩種物質(zhì)或相態(tài)間同位素分餾程度的大小，其數(shù)值按公式（1）計(jì)算。

（1）式中：——硫同位素在A物質(zhì)或相態(tài)中的δ值，單位：‰——硫同位素在B物質(zhì)或相態(tài)中的δ值，單位：‰污染來(lái)源解析 source

apportionment獻(xiàn)率。CMB模型

the

chemical

mass

balance

model化學(xué)質(zhì)量平衡模型，是當(dāng)前廣泛應(yīng)用于顆粒物污染來(lái)源解析的一種受體模型。4 硫同位素組成的測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)4.1.1 環(huán)境受體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)方法4.1.1.1 宜采用現(xiàn)有的按

HJ

664

要求設(shè)置的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位；4.1.1.2 區(qū)域最少監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量參照

HJ

664-2013

中按面積設(shè)置的要求（表

1）。區(qū)域面積（km

）最少監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)<20120~50250~1004100~2006200~4008>400

按每

km

~60

km

區(qū)域面積設(shè)

1

個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且不少于

10

個(gè)點(diǎn)DB3502/T

—2023表

1

區(qū)域最少監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量4.1.2 污染源監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)方法4.1.2.1

GB/T

表

1

區(qū)域最少監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量4.1.2 污染源監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)方法

PM2.5架點(diǎn)源）的燃料產(chǎn)地、使用量和

PM排放量；4.1.2.2 移動(dòng)污染源：根據(jù)《環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)技術(shù)方法指南》的要求進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè)；4.1.2.3 揚(yáng)塵源：根據(jù)《環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)技術(shù)方法指南》的要求進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè)；4.1.2.4 海鹽粒子：根據(jù)《環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)技術(shù)方法指南》的要求進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè)。監(jiān)測(cè)頻次與時(shí)間4.2.1 環(huán)境受體監(jiān)測(cè)頻次與時(shí)間3

月～5

6

月～8

9

月～

月～2

月），環(huán)境受體監(jiān)測(cè)點(diǎn)位所采集的樣品數(shù)應(yīng)大于主要潛在源類的數(shù)目。根據(jù)城市

PM2.5度水平，采用

HJ

656

中的中流量采樣器進(jìn)行樣品采集，單一環(huán)境樣品的采集時(shí)間為

1

天～2

天；對(duì)于PM2.5年平均濃度低于

0.020

mg/m的區(qū)域，宜使用

HJ

656

中的大流量采樣器，進(jìn)行

24

小時(shí)的樣品采集。4.2.2 污染源監(jiān)測(cè)頻次與時(shí)間4.2.2.1 固定污染源：選擇燃料消耗量及

PM2.5

排放量較大的污染源，一年中至少進(jìn)行

1

個(gè)污染源至少采集

3

個(gè)樣品；4.2.2.2 移動(dòng)源：一年中至少進(jìn)行

1

次監(jiān)測(cè)，每個(gè)污染源至少采集

3

個(gè)樣品；4.2.2.3 揚(yáng)塵源：一年中至少進(jìn)行

1

次監(jiān)測(cè)，每個(gè)污染源至少采集

3

個(gè)樣品；4.2.2.4 海鹽粒子：每季節(jié)進(jìn)行

1

次樣品采集，每次采集

3

個(gè)樣品。樣品采集與保存4.3.1 環(huán)境受體樣品采集與保存4.3.1.1 按

HJ

656

要求進(jìn)行環(huán)境樣品采集；DB3502/T

103—20234.3.1.2 樣品保存：硫穩(wěn)定同位素的半衰期長(zhǎng)、具備長(zhǎng)期保存的條件，但應(yīng)將樣品保存于陰涼干燥處密封保存，確保保存過(guò)程不因其它物質(zhì)污染而造成樣品δ值變化。4.3.2 源樣品采集與保存4.3.2.1 固定污染源：采用煙道直接采樣法，使用包含玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)的

PM2.5

采樣器，并盡量規(guī)避濕法除塵或脫硫過(guò)程煙氣攜帶液體對(duì)

PM2.5

的硫同位素組成的影響，按

HJ

836

進(jìn)行樣品采集；同步采集

1

個(gè)燃料樣品，用于研究同位素分餾規(guī)律；4.3.2.2 移動(dòng)污染源：根據(jù)汽車總質(zhì)量、燃料類型，按

GB

、GB

17691-2018、GB

18352.3-2016

的相應(yīng)要求進(jìn)行顆粒物樣品采集，并同步采集

1

個(gè)燃料樣品，用于研究同位素分餾規(guī)律；4.3.2.3 揚(yáng)塵源：按《環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)技術(shù)方法指南》收集各揚(yáng)塵源顆粒物，按該指南的要求進(jìn)行再揚(yáng)塵并采集

PM2.5，獲得揚(yáng)塵樣品；4.3.2.4 海鹽粒子：根據(jù)《環(huán)境空氣顆粒物來(lái)源解析監(jiān)測(cè)技術(shù)方法指南》中海鹽粒子的采集方法，進(jìn)行

PM樣品采集；4.3.2.5 樣品保存：按

的要求進(jìn)行樣品保存。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

δ

δS

DZ/T

規(guī)定換算成相對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的

δS值（摘錄于

DB

1747

中的相應(yīng)條款）。(

S/(

S/

S) δS

（‰）=

34 32 SA

1

×

103(

S/

S)ST

（2）(34

(34

S/

S)SA——樣品硫同位素豐度比值(34S/

S)ST

——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)硫同位素豐度比值δ

S

——硫同位素

δ

值，單位：‰3232測(cè)定方法按

DZ/T

0184.15

方法進(jìn)行源樣品和環(huán)境樣品的分析測(cè)試。監(jiān)測(cè)過(guò)程的質(zhì)量保證與控制料時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行污染源監(jiān)測(cè)。5 污染來(lái)源解析源解析的原理DB3502/T

—2023利用穩(wěn)定同位素組成的“指紋”特征，通過(guò)對(duì)污染源和環(huán)境受體硫同位素組成的監(jiān)測(cè)；采用

受體模型，輸入源成分譜和環(huán)境受體樣品成分譜信息，計(jì)算并獲得各污染源的貢獻(xiàn)率。環(huán)境受體同位素組成特征分析污染源密切相關(guān)。據(jù)不同季節(jié)的氣候特征分析受到來(lái)自氣流方向帶有標(biāo)識(shí)特征的硫污染源影響情況。成分譜庫(kù)的建立5.3.1源成分譜庫(kù)根據(jù)

4.3.2

所采集樣品的分析結(jié)果，統(tǒng)計(jì)

PM2.5的硫同位素

δ

值和標(biāo)準(zhǔn)偏差（要求監(jiān)測(cè)報(bào)告必須提相應(yīng)的硫同位素

δ

值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等信息建立數(shù)據(jù)庫(kù)（對(duì)于濕法除塵或脫硫過(guò)程煙氣攜帶液體的污染源算獲得該污染源的硫同位素

δ

保來(lái)源解析的準(zhǔn)確可靠。5.3.2 環(huán)境受體成分譜庫(kù)

PM過(guò)將各個(gè)季節(jié)的成分譜按照其監(jiān)測(cè)天數(shù)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得到。污染來(lái)源解析5.4.1源成分譜的選擇對(duì)不同產(chǎn)地燃料的消耗量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)排序，選擇消耗量較大或?qū)ΡO(jiān)測(cè)點(diǎn)位潛在影響較大的能代表當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向上可能對(duì)當(dāng)?shù)卦斐捎绊懙耐鈦?lái)源，根據(jù)其能源種類和產(chǎn)地從源成分譜庫(kù)中獲取代表外來(lái)污染源的源同位素組成監(jiān)測(cè)值。5.4.2CMB

模型計(jì)算

PM氣環(huán)境擴(kuò)散過(guò)程中未產(chǎn)生明顯同位素分餾的特點(diǎn)，符合

CMB

模型的假設(shè)條件。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)大氣

2.5

CMB

推薦方法）進(jìn)行

PM的硫來(lái)源解析。?????34?????????????????????

=

∑????????=1????????

×????????式中：?????34?????????????????????——

PM硫同位素

δ

值的平均值；

（3）相對(duì)偏差

=

?????相對(duì)偏差

=

?????34????????????????????????????34??????????????????????????????????????——i

種源的硫同位素

δ

值；????????——i

種源的硫同位素貢獻(xiàn)值。將?????34?????????????????????及所選擇的主要污染源的

δ測(cè)定值代入公式（3

C，各類10%）。5.4.3 CMB

模型擬合優(yōu)度的診斷為了驗(yàn)證源貢獻(xiàn)值的有效性和

CMB

4相對(duì)偏差≤±）和回歸復(fù)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)（要求：r≥0.8）或根據(jù)

2007

年

10

月國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局頒布的《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法（第四版增補(bǔ)版）》中表

7-1-2

中的

T-TSTAT）、x

檢驗(yàn)進(jìn)行CMB

模型擬合的優(yōu)良程度評(píng)估（摘錄于

DB

35/T

1747

中的相應(yīng)條款）。?????34????????????????????? ×100% （4）式中：??????34??????????????????????????????——

δ

值的平均值。5.4.4 源解析結(jié)果根據(jù)

CMB

CMB

模型擬合優(yōu)度診斷合格、與同位素組成特征相符合、?????34?????????????????????與??????34??????????????????????????????的相對(duì)偏差最小的原則，確定源解析的最終結(jié)果。源解析報(bào)告源解析報(bào)告的內(nèi)容參照附錄

A

的要求。DB3502/T

—2023

附 錄 A（資料性）大氣

2.5的硫來(lái)源解析報(bào)告內(nèi)容來(lái)源解析技術(shù)報(bào)告建議按以下內(nèi)容編寫(xiě)，可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r適當(dāng)增減報(bào)告內(nèi)容。A.1 前言簡(jiǎn)述任務(wù)來(lái)源，監(jiān)測(cè)和解析任務(wù)實(shí)施單位，來(lái)源解析區(qū)域、時(shí)間等簡(jiǎn)要說(shuō)明。A.2 總論A.2.1 自然條件包括地理位置、地形地貌、氣象條件、自然因素對(duì)大氣污染的影響等。A.2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況包括社會(huì)發(fā)展情況、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城市建設(shè)等。A.2.3 能源消耗情況包括能源結(jié)構(gòu)、能源產(chǎn)地、能源消耗量及分布情況、單位

能耗等。A.2.4 PM2.5、排放源分布情況本地及對(duì)當(dāng)?shù)貪撛谟绊戄^大的固定污染源的

PM2.5、SO

排放特征及排放量分析，研究區(qū)域重點(diǎn)源PM2.5、排放情況及其它區(qū)域

PM2.5、排放情況等。A.3 源解析內(nèi)容與方法A.3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇與布設(shè)包括2.5

以點(diǎn)位圖或表形式表述。A.3.2 環(huán)境受體樣品的采集與保存控制措施等。A.3.3 污染源的采集與保存包括源樣品的種類、數(shù)量、產(chǎn)地和周邊地區(qū)污染源采集情況等。A.3.4 同位素組成特征分析根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行當(dāng)?shù)亓蛲凰亟M成的季節(jié)、年度特征的變化分析并與國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)間的硫同位素組成進(jìn)行比較，分析其區(qū)