核分析技术是基于核相互作用、核过程或核效应所产生的核性质进行的一种分析技术。简单地说，它是利用原子核的各种特性所进行的相关分析，对PM2.5源解析来说，核分析技术可以针对PM2.5样品中的元素、核素、有机物、次级离子、单颗粒物形貌和晶体结构等进行分析。比如仪器中子活化分析（INAA）具有非破坏、高准度、高灵敏和无污染以及多元素同时分析的特点，可测定PM2.5中40～45种元素。作为PM2.5源解析输入数据的分析方法，核分析方法相对于化学分析方法具有非常明显的优势。

PM2.5源解析则包含着两个概念：PM2.5指的是空气中颗粒物直径等于或小于2.5微米的物质，也称为细颗粒物。（而PM10则是指直径在2.5微米至10微米之间的物质，也称粗颗粒物）。这些颗粒物是来自不同方向、不同距离和不同时间的污染源的混合物。源解析的意义在于要将这些颗粒物中包含的主要污染物（比如扬尘，汽车尾气，燃煤烟尘，建筑材料和工业污染物等）、各种污染物所占比例、它们的来源等参数解析出来，以便进行污染防护和治理。

2013年初以来，中国发生了大范围持续灰霾天气。就北京而言，很多老百姓疑惑不解：首钢搬了，周边煤窑封了，水泥厂停了，燃煤换了，为什么北京的灰霾天还这么多，大气颗粒物浓度还这么严重？要得到确切的答案还是很困难的。简单地说，我国近些年经济发展很快，而对环境保护重视不够。液体、气体排放也存在很多不规范和漏洞。就大气污染来说，多年来我国只注重大气颗粒物监测，而放松了污染源解析研究，以至于空气质量监测发现了问题，就简单地认为将主要污染源关了，问题就解决了，而现实的灰霾依然很严重。究其原因是我们缺乏第一手资料：即大气颗粒物组成是什么，哪里来的，各种污染源的分担率是多少，这就是环保部门归纳的 “研究不全、组成不清、来源不明” 问题。要弄清楚这些问题就需要开展大气污染源解析和灰霾形成机制等大气污染治理最为核心的基础问题研究。

目前，我国大气污染源解析存在的主要问题包括：第一，污染源项指纹数据缺乏。从文献上看我国对污染源项研究很少，大部分源解析结果是从国际文献上来的。污染源项指纹数据的缺乏给污染源鉴定带来了困难。第二，源解析输入数据不全：近年来一些污染源解析的研究工作报告中，大部分工作限于分析设备和技术，只注重某个单项污染成分。由于源解析涉及的输入数据种类缺少，得到的源解析结果代表性较差，不同分析结果之间争议较大，即主要污染源种类不全，分担率不准。第三，源解析研究范围狭窄。大气污染与气象条件关系密切，如温度、湿度、风力风向、季节和取样高度等。一般来说，无论是PM2.5/PM10，还是灰霾/雾霾，它们都应该是本地和外地污染源的一个混合物，但不同的取样点的分担率存在着较大的差别。由于PM2.5/PM10颗粒物小，在空中停留的时间较长，它可能是一次排放物以及在空间运行过程中经过二次反应形成的二次离子或化合物；既可在本地产生也可以从外地输入，我们看见的或测到的都是它们的混合物。文献报道的大多取样点少，取样周期也较短，研究内容涉及到气象条件的工作较少，污染源溯源和追踪涉足更少，更无法区分本地源与外地源。

中国原子能科学研究院从1994年就开始了PM2.5/PM10大气颗粒物的源解析研究工作。1994年，国际原子能机构（IAEA）组织了一个全球性 “大气污染监测和评价中的核分析技术”国际合作合同项目（CRP），中国原子能科学研究院以中子活化分析技术（INAA）申请并获得了批准。该项目批准了包括美国在内的30个国家参加，项目统一采用GENT二级取样器和核孔膜进行取样（PM2.5/PM10）。以核分析技术进行多元素分析，以统计软件进行污染源解析。该项目于1997年结题，首次肯定了核分析技术在PM2.5/PM10颗粒物源解析中的作用。由于核分析技术的非破坏样品、高灵敏度、高准确度和多元素同时分析的优势，1998年，IAEA又组织了亚太地区核分析技术用于PM2.5/PM10源解析的区域性合作（RCA）项目，有15个亚太国家参加，项目以中子活化分析、质子激发X射线分析和X射线荧光分析作为PM2.5/PM10的元素成分分析。以后每3～4年更换一次研究内容，一直持续到现在。该项目邀请国际知名专家进行技术培训，每年1～2次。内容涉及取样、多元素分析技术、污染源解析软件、污染源识别、越境分析、源追踪等等源解析所涉及到的所有技术并提供相关软件。这些技术代表了PM2.5/PM10颗粒物源解析的国际先进水平。

在这期间，中国原子能科学研究院先后与中国环境监测总站、北京环境监测中心和房山区环保局合作，在北京市区、良乡镇居民区等地连续采集了大量样品，先后采用INAA、PIXE（质子诱发X射线分析）和ED-XRF（X射线荧光分析）技术测定了PM2.5/PM10中近50种元素，建立了大量基础数据，研究了取样区域的污染物种类、来源和分担率；研究了沙尘暴、火灾、烟花、人工降雨等单个事件和越境事件的输运过程和源追踪、溯源技术，以及能见度与PM2.5浓度的关联性等等，取得一定成果，同时也培养了一批核分析技术用于PM2.5/PM10源解析人才。

最近一段时间，在与中国环境科学研究院、北京环境监测保护中心以及中组部千人计划专家联谊会PM2.5小组交流过程中，中国原子能科学研究院介绍了自己的核分析技术、能力以及30年来利用核分析技术进行PM2.5/PM10源解析研究的经验和成果，得到了专家们的高度赞扬和认可，尤其是污染源解析、污染源追踪和溯源以及单个污染事件的追踪等这些国内很少有研究的内容。目前，原子能院正在与环保部门密切合作，充分利用核分析技术在PM2.5成分分析方面的优势和特点，共同为PM2.5源解析和灰霾形成机制研究作出贡献，为大气污染治理提供科学依据。（中国原子能科学研究院研究员、中子活化和大气污染源解析专家 倪邦发）