分散正規化PMFは、COVID-19発生後のPM2.5への寄与源の著しい変化についての洞察を提供します

Dispersion Normalized PMF Provides Insights into the Significant Changes in Source Contributions to PM2.5 after the COVID-19 Outbreak.

• Qili Dai
• Baoshuang Liu
• Xiaohui Bi
• Jianhui Wu
• Danni Liang
• Yufen Zhang
• Yinchang Feng
• Philip K Hopke

抄録

因子分析は、粒子状物質（PM）のような環境汚染物質の発生源を分離するために、組成変数の共分散を利用します。しかし、気象学的には、排出率の変化に加えて濃度の変動が発生するため、従来の正行列因数分解(PM2.5)では、PM2.5のような環境汚染物質の発生源を分離することができませんでした。従来の正行列因数分解（PMF）では、これらの希釈変動のためにデータから情報が失われてしまいます。DN-PMF(Dispersion Normalized PMF)は、換気係数を組み込むことで、希釈の影響を軽減します。DN-PMFは、COVID-19発生の開始を含むフィールドキャンペーンから得られた毎時の仕様化微粒子組成データに適用されました。DN-PMFは、朝の石炭燃焼とラッシュアワーの交通量のピークをシャープにし、実際の排出量をよりよく反映する日中の土壌、熟成海塩、廃棄物焼却炉の寄与を低下させた。これらの結果から、中国でCOVID-19が発生した後、発生源の寄与が大きく変化したことが明らかになった。このパンデミックでは、二次無機エアロゾル（SIA）がPM2.5の主要な発生源となり、平均質量の50.5%を占めた。その他の寄与源としては、花火と住宅燃焼（32.0％）、一次石炭燃焼（13.3％）、一次交通（2.1％）、土壌と熟成海塩（1.2％）、焼却炉（0.9％）などが挙げられる。交通量は、他の排出源に比べて大幅に減少（70％）しています。土壌・熟成海塩も68％減少しており、これは交通量の減少によるものと思われる。

Factor analysis utilizes the covariance of compositional variables to separate sources of ambient pollutants like particulate matter (PM). However, meteorology causes concentration variations in addition to emission rate changes. Conventional positive matrix factorization (PMF) loses information from the data due to these dilution variations. By incorporating the ventilation coefficient, dispersion normalized PMF (DN-PMF) reduces the dilution effects. DN-PMF was applied to hourly speciated particulate composition data from a field campaign that included the start of the COVID-19 outbreak. DN-PMF sharpened the morning coal combustion and rush hour traffic peaks and lowered the daytime soil, aged sea salt, and waste incinerator contributions that better reflect the actual emissions. These results identified significant changes in source contributions after the COVID-19 outbreak in China. During this pandemic, secondary inorganic aerosol (SIA) became the predominant PM2.5 source representing 50.5% of the mean mass. Fireworks and residential burning (32.0%), primary coal combustion emissions (13.3%), primary traffic emissions (2.1%), soil and aged sea salt (1.2%) and incinerator (0.9%) represent the other contributors. Traffic decreased dramatically (70%) compared to other sources. Soil and aged sea salt also decreased by 68%, likely from decreased traffic.