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HJ 1351-2024 环境空气 颗粒物来源解析 基于手工监测的受体模型法技术规范

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中华人民共和国国家生态环境标准
HJ 1351—2024
环境空气 颗粒物来源解析 基于手工
监测的受体模型法技术规范
Ambient air—Source apportionment on particulate matter—Technical
specification for method with receptor models based on manual monitoring
本电子版为正式标准文本，由生态环境部环境标准研究所审校排版。
2024-02-18 发布 2024-05-01 实施
生 态 环 境 部
 
发 布
HJ 1351—2024
i
目 次
前 言.....................................................................................................................................................................ⅱ
1适用范围...........................................................................................................................................................1
2规范性引用文件...............................................................................................................................................1
3术语和定义.......................................................................................................................................................2
4工作程序...........................................................................................................................................................3
5方案制定...........................................................................................................................................................5
6基本情况调查...................................................................................................................................................5
7污染源和环境空气质量调查...........................................................................................................................5
8环境受体和污染源颗粒物监测.......................................................................................................................6
9环境受体成分库和源成分谱库的构建分析.................................................................................................. 9
10 模型计算.......................................................................................................................................................10
11 综合解析评估............................................................................................................................................... 10
12 报告编制.......................................................................................................................................................10
13 质量保证和质量控制...................................................................................................................................10
附录 A（资料性附录） 环境空气颗粒物来源解析工作方案编制要求...................................................... 12
附录 B（资料性附录） 一次颗粒物排放源分类...........................................................................................13
附录 C（资料性附录） 颗粒物分析项目及标准方法...................................................................................14
附录 D（资料性附录） 颗粒物主要源类标识组分...................................................................................... 15
HJ 1351—2024
ii
前 言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》，加强大气污染防治，
保护和改善生态环境，保障人体健康，规范基于手工监测的受体模型法环境空气颗粒物来源解析工作，
制定本标准。
本标准属于环境空气颗粒物来源解析系列标准之一，规定了基于手工监测的受体模型法环境空气颗
粒物来源解析技术方法。
本标准的附录 A～附录 D为资料性附录。
本标准为首次发布。
本标准由生态环境部大气环境司、法规与标准司组织制订。
本标准主要起草单位：中国环境监测总站、山东省济南生态环境监测中心、福建省福州环境监测中
心站、南开大学。
本标准生态环境部 2024 年2月18 日批准。
本标准自 2024 年5月1日起实施。
本标准由生态环境部解释。
HJ 1351—2024
1
环境空气 颗粒物来源解析 基于手工监测的受体模型法技术规范
1 适用范围
本标准规定了基于手工采样-实验室分析-受体模型法的环境空气颗粒物来源解析（简称“颗粒物来
源解析”）工作主要环节的技术要求，包括方案制定、基本情况调查、污染源和环境空气质量调查、环
境受体和污染源颗粒物监测、环境受体成分库和源成分谱库的构建分析、模型计算、综合解析评估、报
告编制、质量保证和质量控制等内容。
本标准适用于城市颗粒物来源解析工作。其他区域（如农村、背景地区等）可参照本标准执行。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。
凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
GB 3847 柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）
GB 18285 汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）
GB 18352.6 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
HJ/T 166 土壤环境监测技术规范
HJ 194 环境空气质量手工监测技术规范
HJ/T 393 防治城市扬尘污染技术规范
HJ/T 397 固定源废气监测技术规范
HJ 618 环境空气 PM10 和PM2.5 的测定 重量法
HJ 630 环境监测质量管理技术导则
HJ 646 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法
HJ 647 环境空气和废气 气相和颗粒物中多环芳烃的测定 高效液相色谱法
HJ 656 环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范
HJ 657 空气和废气 颗粒物中铅等金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法
HJ 664 环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）
HJ 777 空气和废气 颗粒物中金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法
HJ 799 环境空气 颗粒物中水溶性阴离子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO32-、
SO42-）的测定 离子色谱法
HJ 800 环境空气 颗粒物中水溶性阳离子（Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+）的测定
离子色谱法
HJ 829 环境空气 颗粒物中无机元素的测定 能量色散 X射线荧光光谱法
HJ 830 环境空气 颗粒物中无机元素的测定 波长色散 X射线荧光光谱法
HJ 836 固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法
HJ 1352 环境空气 颗粒物来源解析 基于手工监测的受体模型法监测数据处理与检验
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2
技术规范
HJ 1353 环境空气 颗粒物来源解析 正定矩阵因子分解模型计算技术指南
HJ 1354 环境空气 颗粒物来源解析 化学质量平衡模型计算技术指南
《环境空气颗粒物来源解析监测技术方法指南》（监测函〔2020〕8号）
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
环境受体 ambient receptor
受到污染源排放影响的环境空气，简称受体。
3.2
颗粒物排放源 particulate matter emission sources
向大气环境排放颗粒物及其气态前体物的污染源。
3.3
气态前体物 gas precursor
在大气环境中可经过大气化学反应，气固（液）转化形成颗粒物的气态污染物，常见的气态前体物
有二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨气等。
3.4
固定源 stationary sources
燃煤、燃油、燃气的锅炉和工业炉窑以及石油化工、冶金、建材等生产过程中产生的废气通过排气
筒向大气环境中排放的污染源。
3.5
移动源 mobile sources
由发动机牵引、能够移动并向大气环境排放废气的各种客运、货运交通设施和机械设备。
3.6
开放源 open sources
露天环境中无组织、无规则地向大气环境排放废气的污染源，具有源强不确定、排放随机等特点。
3.7
一次颗粒物 primary particulate matter
污染源直接排放到大气环境中的颗粒物，又称一次粒子。
3.8
二次颗粒物 secondary particulate matter
排放到大气环境中的气态污染物经过大气化学反应，气固（液）转化形成的颗粒物，又称二次粒子。
3.9
污染源标识组分 source chemical tracer
污染源化学成分谱中对该源类有指示作用的一种或多种颗粒物化学组分，又称示踪组分。污染源标
识组分是区别该源类与其他源类的重要标识物，每种污染源有各自的标识组分。
3.10
污染源化学成分谱 source chemical profile
特定污染源类别排放的相对稳定的颗粒物化学组分信息（g/g），简称源成分谱。源成分谱需包含
该类污染源的标识组分。
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3
3.11
受体化学组成 ambient receptor chemical composition
环境空气颗粒物样品的化学组分及其浓度或占比。
3.12
环境空气颗粒物来源解析 source apportionment on ambient particulate matter
通过化学、物理学、数学等方法定性或定量识别环境受体中不同粒径颗粒物的排放来源，简称颗粒
物来源解析。
3.13
正定矩阵因子分解模型 positive matrix factorization model（PMF）
将样本数据的 X矩阵分解为因子贡献 G矩阵和因子谱 F矩阵，对因子谱 F矩阵进行识别，并定量
计算样本的因子贡献的一种多元因子分析类模型。
3.14
化学质量平衡模型 chemical mass balance model（CMB）
一种“源已知”类受体模型，即模型需要输入源成分谱的数据，通过在污染源和受体之间建立质量
平衡关系来构建线性方程组，利用有效方差最小二乘的迭代计算方法得出各污染源对受体的贡献值。
4 工作程序
基于手工监测的受体模型法颗粒物来源解析工作程序见图 1。首先编制颗粒物来源解析工作方案，
依次开展基本情况调查、污染源和环境空气质量调查、环境受体和污染源颗粒物监测、源成分谱库和环
境受体成分库构建分析、模型计算等工作，进行颗粒物来源综合解析，分析主要污染来源，提出颗粒物
污染防治对策和建议，最后编制颗粒物来源解析报告。
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4
图 1 基于手工监测的受体模型法颗粒物来源解析工作程序
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5
5 方案制定
方案制定主要包括任务背景、技术路线、工作内容及技术方法、组织形式与人员分工、项目进度安
排及预期成果、质量保证和质量控制、经费预算等，具体编制要求参见附录 A。
6 基本情况调查
6.1 自然条件
6.1.1 调查城市地理位置及地貌特点。
6.1.2 收集城市近五年基于标准气象站的气温、湿度、风向、风速、降水量、大气能见度、大气边界
层厚度等数据，以及极端天气等相关的气象历史数据，分析气象条件的现状及总体变化趋势、季节性变
化趋势等。
6.1.3 根据自然条件的特点，综合分析自然因素对城市环境空气质量的影响。
6.2 经济社会情况
6.2.1 收集城市近五年的人口历史数据，分析人口数量和结构现状及变化趋势。
6.2.2 收集城市近五年的经济历史数据，包括城市国内生产总值（GDP），第一产业、第二产业、第
三产业比重和增加值等指标，分析城市 GDP 和产业结构现状及变化趋势。
6.2.3 收集城市近五年的机动车、船舶、非道路车辆等移动源保有量历史数据，包括移动源类型及保
有量、燃料种类、排放标准、环保标志与各类移动源使用频次等情况，分析现状及变化趋势。
6.2.4 收集城市近五年的城镇化率、城市建成区绿化覆盖率、森林覆盖率、裸露土地面积、城市建设
面积、道路面积及房屋建筑施工面积等历史数据，分析城市建设现状及变化趋势。
6.3 能源消费情况
6.3.1 收集城市近五年的各类能源消耗历史数据，包括煤炭、天然气、汽油、柴油等，分析能源消耗
结构和来源分布等的现状及变化趋势。
6.3.2 收集城市近五年的单位 GDP 能耗历史数据，分析城市能源利用效率情况现状及变化趋势。
6.3.3 收集城市近五年的工业能源消费和民用生活能源消费历史数据，重点分析工业能源消费中高能
耗行业现状及变化趋势。
7 污染源和环境空气质量调查
7.1 污染源调查
7.1.1 收集城市最新的大气污染源排放清单，分析城市主要污染源类别以及排放情况、时空分布特征。
7.1.2 统计分析城市大气污染物（包括二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、PM10、PM2.5、挥发性
有机物（VOCs）和氨气（NH3）等）的排放量，计算不同污染物主要一次排放源的排放分担率。
7.1.3 统计分析各类污染源不同污染物的空间分布情况，确定主要污染源及污染物。统计分析城市重
点排污单位的分布情况，按照污染物，分别确定重点点源的排放量和分担率。
7.1.4 重点统计分析特定时间段（比如环境受体采样的时间段、重污染过程、采暖期/非采暖期）颗粒
物及相关气态前体物的排放情况、特定污染源的不同污染物及细分污染源（如机动车的柴油车和汽油车）
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6
排放情况。
7.2 环境空气质量调查
7.2.1 收集城市近五年首要污染物、达标率等以及特定人为活动事件（如采暖、烟花爆竹燃放）下的
空气质量相关的历史数据，评价空气质量现状，分析空气质量总体变化趋势和首要污染物情况。
7.2.2 收集城市近五年的环境空气质量监测历史数据，包括 6项污染物（SO2、二氧化氮（NO2）、PM10、
PM2.5、臭氧（O3）和一氧化碳（CO））浓度，以及其他相关数据（如降尘量、降水中阴阳离子（SO42-、
NO3-、Cl-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+等）含量、VOCs 含量等），分析其时空变化特征。
7.2.3 计算近五年主要污染物浓度之间的比值（如 SO2/NO2、PM2.5/PM10 等）、不同污染物相关性，
分析其变化趋势特征，初步识别不同污染时段的主要污染源类别。
8 环境受体和污染源颗粒物监测
8.1 环境受体布点和采样
8.1.1 基本要求
根据当地颗粒物污染状况、自然条件和工作条件等，按照所采用的颗粒物来源解析技术方法的要求，
制定环境受体采样方案。采集的样品要具有代表性，同时满足颗粒物组分分析要求和受体模型计算要求。
8.1.2 点位布设
8.1.2.1 原则上选择按 HJ 664 确定的环境空气质量自动监测点位作为环境受体采样点位。比较相关点
位近两年环境空气 6项污染物自动监测数据，经论证可合并的，可选择其一作为环境受体采样点位。
8.1.2.2 综合考虑工作目的、城市面积、城市功能区划分、人口密度、环境敏感程度、主导风向上下
游以及经费情况等，依次优先从国家、省和市级环境空气质量自动监测点中选择确定环境受体采样点位。
8.1.3 采样时间
8.1.3.1 每个点位在春、夏、秋、冬四季分别进行采样，并且每个季节采集的有效样品数量不少于 25
个。
8.1.3.2 按实际情况选择进行均匀间隔采样（如每 3天采样 1次）或持续采样（如每个季节持续采样
1个月），均匀间隔采样期间如遇污染天气可进行加密采样，持续采样时间之外如遇污染天气可增加采
样时间。
8.1.3.3 对预报为中度及以上污染天气，监测频次按每天采样 1次；对采暖、风沙、生物质燃烧等特
殊影响的时期，监测频次按每天采样 1次。
8.1.3.4 考虑颗粒物质量浓度、排放源的季节性变化特征及气象条件等，根据颗粒物监测的历史数据
规律分析确定采样时段，应覆盖颗粒物质量浓度变化的波峰和波谷。
8.1.4 采样方法
8.1.4.1 采样方法参照 HJ 656、HJ 194、《环境空气颗粒物来源解析监测技术方法指南》执行。
8.1.4.2 受体样品的采集以日为单位，每日采样时长一般不少于 20 h，采样起止时间为整点时间。
8.1.4.3 根据颗粒物浓度等因素，可调整采样时长或每日采样数量。如当颗粒物浓度过低时，可连续
采集两日（不少于 40 h）作为 1个样品；当颗粒物浓度过高时，每日可分别采集昼间和夜间 2个样品（各
不少于 10 h）。
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7
8.2 污染源选择和采样
8.2.1 基本要求
根据当地污染源调查情况（7.1）和工作条件等，结合所采用的颗粒物来源解析方法，确定污染源
采样方案。污染源颗粒物采样需采集污染源排放到空气中较稳定存在的颗粒物，可利用特定装置（稀释
通道采样装置、再悬浮采样装置等）进行采样。采集的污染源排放样品要具有代表性，满足颗粒物组分
分析要求。
8.2.2 污染源分类
8.2.2.1 根据环境管理需求和污染程度，参考源清单（7.1.1）中的污染源分类方式，在满足受体模型
解析方法的前提下，对城市一次颗粒物排放源进行分类。
8.2.2.2 颗粒物排放源一般分为燃煤源、移动源、扬尘、工业工艺过程源、其他源等一级污染源类别；
颗粒物来源解析基础较好的城市可以根据实际增加污染源类别。
8.2.2.3 根据污染源调查情况（7.1），确定与本地颗粒物来源相关的主要污染源类别，并根据行业等
划分为二级污染源类别，参见附录 B中表 B.1；必要时，可对污染源进行三级污染源类别划分。
8.2.2.4 颗粒物污染源分别按照固定源、开放源和移动源的分类采样要求进行采样。
8.2.3 固定源采样
8.2.3.1 固定源选择
根据二级污染源类别划分，选择 2个有代表性并在源清单（7.1.1）中该源类别排放量占比合计大于
60%的污染源进行采样，当 2个有代表性的二级污染源的排放量占比合计小于 60%时，应适当增加同类
污染源的采样。
8.2.3.2 固定源采样方法
8.2.3.2.1 每个污染源需至少采集 3组有效样品；对于燃料或生产工艺等存在显著季节性变化的污染
源，需要按季节分别采样。
8.2.3.2.2 固定源采样时，污染源应处于正常工况条件（即日常生产保持稳定的工况条件）。
8.2.3.2.3 优先选择稀释通道采样方法。如果受现场条件或设备条件限制，可采用烟道直接采样方法
或再悬浮采样方法。相关方法参照 GB/T 16157、《环境空气颗粒物来源解析监测技术方法指南》等。
8.2.4 开放源采样
8.2.4.1 开放源选择
城市中开放源主要包括各类扬尘，如土壤扬尘、道路扬尘、施工扬尘等。根据城市扬尘清单（7.1.1），
参照 HJ/T 393 的有关要求，对产生扬尘的场所和活动进行调查，识别与本地区颗粒物来源相关的主要
扬尘类别。
8.2.4.2 扬尘布点采样方法
8.2.4.2.1 扬尘采样方法优先选择现场采集粗样品-实验室再悬浮采样的方法，即在现场采用铁锹（铲）、
竹片、毛刷或吸尘器等收集相关扬尘的全粒径颗粒物，带回实验室采用再悬浮采样装置采集一定粒径大
小的颗粒物样品。

标签： #技术

摘要：

中华人民共和国国家生态环境标准HJ1351—2024环境空气颗粒物来源解析基于手工监测的受体模型法技术规范AmbientairkSourceapportionmentonparticulatematterkTechnicalspecificationformethodwithreceptormodelsbasedonmanualmonitoring本电子版为正式标准文本，由生态环境部环境标准研究所审校排版。2024-02-18发布2024-05-01实施生态环境部 发 布HJ1351—2024i目次前言.................................................

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