[发明专利]基于实测源成分谱和源解析技术的受体Si和Al重构方法

说明书

本发明提供了基于实测源成分谱和源解析技术的受体Si和Al重构方法。包括：利用在线观测仪器观测颗粒物的化学组分，构建多组分在线数据，输入到正定因子矩阵分解模型(PMF)；设置模型参数；进行模型计算，提取因子，计算因子贡献；依据各源类标识组分特征不同，将因子识别为具体的源类；结合实测源成分谱、因子成分谱和因子贡献，反算受体Si和Al，获得Si和Al的重构受体数据。本发明提供的基于实测源成分谱和源解析技术的受体Si和Al重构方法能优化解析结果，提高模型计算的准确性。

技术领域

本发明涉及大气颗粒物源解析领域，具体涉及一种基于实测源成分谱和源解析技术的受体Si和Al重构方法。

背景技术

细颗粒物污染加重对环境空气质量、大气能见度和居民人体健康产生不利影响，管控政策的制订应该基于科学分析和污染源解析，找准大气污染形成的根源和关键环节。这就需要我们对大气污染成因进行精确解析和对颗粒物来源进行准确溯源，为污染天气的政策制定提供科学依据，从而有效控制城市颗粒物污染尤其是重污染过程中的颗粒物。

目前，与离线监测技术相比，在线监测技术监测的颗粒物中化学组分种类较少，例如缺失Si、Al等重要标识组分。这类标识组分的缺失可能会导致土壤、燃煤、机动车等源类的共线性增加，从而会增加这几类源的因子成分谱和源贡献的不确定性。

发明内容

本发明的目的是解决现有在线监测技术监测的颗粒物中化学组分缺失重要的地壳标识组分Si、Al，导致土壤、燃煤、机动车等源类的共线性增加的问题，基于较高时间分辨率的测量仪器来测量受体源解析模型中需要的各种数据，结合因子分析模型和实际当地的源成分谱，提供了一种反算Si和Al获得含Si和Al重构受体数据的方法。本发明提供的方法能够优化源解析结果，提高模型计算的准确性。

本发明提供的基于实测源成分谱和源解析技术的受体Si和Al重构方法，具体步骤如下：

第1步、利用在线观测仪器观测颗粒物的化学组分，构建多组分在线数据，输入到因子分析模型；输入的在线数据包括水溶性离子，碳组分和元素。

水溶性离子由在线离子色谱分析仪测量，包括NH₄⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg⁺、SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-；碳组分由半连续OC/EC仪器测量，包括OC和EC；元素由重金属在线分析仪监测，包括K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Ba、Au、Hg、Tl、Pb和Bi组分，没有地壳标识组分Al Si。

第2步、设置模型参数；

所述的因子分析模型是正定因子矩阵分解模型(PMF)，需要设定的参数包括组分的不确定性和因子个数；组分的不确定性设置方法如公式(1)或(2)所示：

若组分浓度≤MDL(最低检测限)，不确定性计算如下：

Unc＝5/6*MDL (1)

若组分浓度MDL(最低检测限)，不确定性计算如下：

式中，Unc表示组分的不确定性；ErrorFraction是误差分数，根据具体的采样和分析情况来设定；concentration为组分浓度；

因子个数表示的是污染源的个数，根据需要观测点位的实际情况设定，且因子设定的个数小于输入数据中化学组分的数量。

第3步、进行模型计算，提取因子，计算因子贡献；