一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法和装置，其中，该方法包括：对采集到的目标区域的大气细颗粒物和采集到的目标区域的各污染源进行元素和元素的同位素分析，以得到大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素含量及其同位素组成；利用大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成得到各污染源对大气细颗粒物的贡献值，通过上述方法可以对大气细颗粒物的来源进行解析，从而得到各污染源对大气细颗粒物的贡献值，通过各污染源对大气细颗粒物的贡献值可以确定该地区各污染源对大气细颗粒物贡献程度。

A Source Apportionment Method and Device for Atmospheric Fine Particles Based on Isotope Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法和装置
本申请涉及大气污染防治领域，具体而言，涉及一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法和装置。
技术介绍
随着环境越来越恶略，人们对空气质量越来越重视，而大气细颗粒物的含量是评价空气质量的关键因素。由于不同的地区形成大气细颗粒物的成因不同，为了降低大气细颗粒物的含量需要知道该地区各污染源对大气细颗粒物贡献程度，但是针对上述问题，目标尚未找到有效的解决办法。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法和装置，以解析各污染源对大气细颗粒物贡献程度。第一方面，本申请实施例提供了一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法，包括：对采集到的目标区域的大气细颗粒物和采集到的所述目标区域的各污染源进行元素和元素的同位素分析，以得到所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成；利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。在一个可行的实施方案中，所述利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组，其中，所述同位素平衡方程组中包括的方程的数量与所述目标元素的数量相等；对所述同位素平衡方程组进行求解，以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。在一个可行的实施方案中，所述利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组，包括：当所述污染源的数量等于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：其中，Fi为所述大气细颗粒物中目标元素i的含量，δi为所述目标元素i的同位素组成，Fij为第j个污染源中所述目标元素i的含量，Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值,δij为第j个污染源中所述目标元素i的同位素组成，J为所述污染源的数量，j的取值依次为1、2、3、4……J，i的取值依次为1、2、3、4……I，I为所述目标元素的数量，Xj之和为1-M，M为硫酸盐、硝酸盐和二次有机气溶胶对大气细颗粒物的总贡献率。在一个可行的实施方案中，所述利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：当所述污染源的数量小于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用有效方差最小二乘法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：其中，为大气细颗粒物中目标元素i的含量测量值Fi的标准偏差，为大气细颗粒物中目标元素i的同位素组成测量值δi的标准偏差，为第j个污染源对大气细颗粒物的贡献值Xj的标准偏差，为第j个污染源中目标元素i的含量测量值Fij的标准偏差，δij为第j个污染源中目标元素i的同位素组成测量值的标准偏差，在m2取最小值时，得到的Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值的最优解。在一个可行的实施方案中，所述利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：当所述污染源的数量大于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用雅克比迭代法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：Xk+1＝D-1(L+U)Xk+D-1B；其中，收敛条件为||Xk+1-X||∞≤10-5，aij＝Fij·δij，bi＝Fi·δi。第二方面，本申请实施例还提供了一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析装置，包括：分析单元，用于对采集到的目标区域的大气细颗粒物和采集到的所述目标区域的各污染源进行元素和元素的同位素分析，以得到所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成；处理单元，用于利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。在一个可行的实施方案中，在所述处理单元的配置在用于利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值时，包括：利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组，其中，所述同位素平衡方程组中包括的方程的数量与所述目标元素的数量相等；对所述同位素平衡方程组进行求解，以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。在一个可行的实施方案中，在所述处理单元的配置在用于利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组时，包括：当所述污染源的数量等于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：其中，Fi为所述大气细颗粒物中目标元素i的含量，δi为所述目标元素i的同位素组成，Fij为第j个污染源中所述目标元素i的含量，Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值,δij为第j个污染源中所述目标元素i的同位素组成，J为所述污染源的数量，j的取值依次为1、2、3、4……J，i的取值依次为1、2、3、4……I，I为所述目标元素的数量，Xj之和为1-M，M为硫酸盐、硝酸盐和二次有机气溶胶对大气细颗粒物的总贡献率。在一个可行的实施方案中，在所述处理单元的配置在用于利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值时，包括：当所述污染源的数量小于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用有效方差最小二乘法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：其中，为大气细颗粒物中目标元素i的含量测量值Fi的标准偏差，为大气细颗粒物中目标元素i的同位素组成测量值δi的标准偏差，为第j个污染源对大气细颗粒物的贡献值Xj的标准偏差，为第j个污染源中目标元素i的含量测量值Fij的标准偏差，δij为第j个污染源中目标元素i的同位素组成测量值的标准偏差，在m2取最小值时，得到的Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值的最优解。在一个可行的实施方案中，在所述处理单元的配置在用于利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：当所述污染源的数量大于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用雅克比迭代法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：Xk+1＝D-1(L+U)Xk+D-1B；其中，收敛条件为||Xk+1-X||∞≤10-5，aij＝Fij·δij，bi＝Fi·δi。第三方面，本申请实施例还提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，包括：对采集到的目标区域的大气细颗粒物和采集到的所述目标区域的各污染源进行元素和元素的同位素分析，以得到所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成；利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。

【技术特征摘要】
1.一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，包括：对采集到的目标区域的大气细颗粒物和采集到的所述目标区域的各污染源进行元素和元素的同位素分析，以得到所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成；利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。2.如权利要求1所述的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组，其中，所述同位素平衡方程组中包括的方程的数量与所述目标元素的数量相等；对所述同位素平衡方程组进行求解，以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值。3.如权利要求2所述的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成建立同位素平衡方程组，包括：当所述污染源的数量等于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：其中，Fi为所述大气细颗粒物中目标元素i的含量，δi为所述目标元素i的同位素组成，Fij为第j个污染源中所述目标元素i的含量，Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值,δij为第j个污染源中所述目标元素i的同位素组成，J为所述污染源的数量，j的取值依次为1、2、3、4……J，i的取值依次为1、2、3、4……I，I为所述目标元素的数量，Xj之和为1-M，M为硫酸盐、硝酸盐和二次有机气溶胶对大气细颗粒物的总贡献率。4.如权利要求1所述的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，利用大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：当所述污染源的数量小于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用有效方差最小二乘法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：其中，为大气细颗粒物中目标元素i的含量测量值Fi的标准偏差，为大气细颗粒物中目标元素i的同位素组成测量值δi的标准偏差，为第j个污染源对大气细颗粒物的贡献值Xj的标准偏差，为第j个污染源中目标元素i的含量测量值Fij的标准偏差，δij为第j个污染源中目标元素i的同位素组成测量值的标准偏差，在m2取最小值时，得到的Xj为j个污染源对大气细颗粒物的贡献值的最优解。5.如权利要求1所述的大气细颗粒物来源解析方法，其特征在于，利用所述大气细颗粒物中各目标元素的含量及其同位素组成和各污染源中各目标元素的含量及其同位素组成，得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值，包括：当所述污染源的数量大于所述目标元素的数量与1的和时，通过以下公式建立所述同位素平衡方程组：使用雅克比迭代法求解方程，可以得到各所述污染源对大气细颗粒物的贡献值：Xk+1＝D-1(L+U)Xk+D-1B；其中，收敛条件为||Xk+1-X||∞≤10-5，aij＝Fij·δij，bi＝Fi·δi。6.一种基于同位素技术的大气细颗粒物来源解析装置，其特征在于，包括：分析单...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭林，王成，闫雨龙，李如梅，徐杨，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11