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标题: 空气中 PM2.5 问题的研究 海军工程大学 90038016队 [打印本页]

作者: 杨利霞    时间: 2019-10-8 11:22
标题: 空气中 PM2.5 问题的研究 海军工程大学 90038016队
空气中 PM2.5 问题的研究 海军工程大学 90038016队

# Q" p+ `6 I& e7 P0 s& [7 W: m$ I' |- ], ^  X
/ L3 b1 `4 A; t* M. o8 i9 Y
PM2.5 是空气质量指数 AQI 中的重要监测指标,是产生灰霾的主要因素,对人类
0 J5 D2 p/ a9 `8 x4 B8 B健康危害极大。由于 PM2.5 进入公众视线的时间还很短,与它相关的统计数据比较缺: M4 u) T* }( @
乏,从而限制了对其客观规律的了解。对此,本文着重进行了以下几个方面的工作:
' o* n" t$ z7 q一、PM2.5 的相关因素分析。结合附件 1 中的数据,利用 Pearson 相关分析法计
/ v' x3 H. \' q# ?6 {2 Z, O算 AQI 中 PM2.5、SO2、NO2、PM10、CO 以及 O3 等 6 个监测分指标的指标值及其污# n5 `0 ?0 H: t, n, w+ q/ V
染物含量相互间的相关系数,定量地分析了 6 个指标之间相关性的强弱,发现 PM2.5
& f. p7 a' E7 K3 e  v与 SO2、NO2、PM10、CO 具有很强的正相关性,而与 O3 呈较弱负相关。在此基础上,& e. N3 j2 T# I7 l3 ^
建立了 PM2.5(含量)与其它 5 个分指标及其对应污染物(含量)的多元线性回归模
/ Z/ ]' g3 G- z* g* H+ c# v型,并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。
! b' u- V0 s9 Z2 @& j' t+ [# X二、PM2.5 的分布与演变及应急处理。利用附件 2 中 SO2、NO2、PM10、PM2.5
# R  f2 P8 {3 w; Q$ o( s- ~3 m的 2013 年数据建立了 PM2.5 的 3 元线性回归模型,利用回归方程拟合 2010 年 ~ 2012
2 z' A* f& Q, k* d, e年间缺失的 PM2.5 数据,并以此绘制 2010 年 ~ 2013 年间西安市 13 个区域对应的
. }4 F- m" s( I& q, Z+ ], |1 S% M. UPM2.5 拟合值曲线,对不同区域和时间段的分布情况进行分析,发现 PM2.5 具有季节! H: s  l8 E" b# x2 K  Z
性、区域性的分布特点。同时,计算附件 2 中各区域 2010 年 ~ 2013 年间每个季节空
$ H" C# L4 C4 [4 |5 f" A气质量指数的平均值,取其相应的污染等级对各区域做出了污染评估。
& e# w' `% z/ w' ~在合理假设的前提下,根据扩散理论建立了简化的 PM2.5 连续点源扩散模型,定3 W9 _( o+ V6 n( J
量地分析了 PM2.5 与风力之间的相关性,并利用附件 2 中的数据对 PM2.5 与湿度之* V; o2 p" {7 `+ k
间的相关性进行了定性分析;再提取附件2中的两组数据分别建立其PM2.5扩散模型,( M( ]) f4 k+ R* t5 z2 x/ m
绘制其正下风向的扩散分布图,从而对 PM2.5 扩散模型进行了定量与定性分析。
: B0 G0 q3 d/ W0 [  {; ^当污染源的 PM2.5 浓度值急剧升高时(作为新污染源),周边区域的 PM2.5 浓度" `# O9 j" D  ]" F1 X0 i3 Q& V
在短时间内不会发生突变,继而建立新污染源的短暂连续点源扩散模型,并提出了污3 S% d9 k8 L3 s% x2 q
染扩散预测与评估方法:对污染源下风向 处的区域,分析在 时刻该处的 PM2.5 浓
) }+ Q* A( L2 {4 v* P9 c" ]( @度是受新污染源影响还是受初始污染源影响,再利用相应的污染源扩散方程预测该处P9 I; V& f" t$ O+ R
的 PM2.5 浓度,并换算其对应的空气质量指数,继而做出污染评估。进一步,结合附
+ |/ c! z/ K4 X2 }件 2 中的数据,利用该扩散模型进行预测评估,通过统计下风向不同区域的污染等级,
5 F% U7 x. H# j$ R& }+ }8 C! \9 H# u给出了重度污染和可能安全区域。
- m" F$ \# h  T. d, t为分析文中扩散模型的合理性,在附件 2 中选用小寨、纺织城、兴庆小区、市人. r2 k( H6 D2 F9 {. ]
民体育场等 4 个监测点数据进行比对分析:利用后三个监测点建立 PM2.5 扩散模型,
* U+ O( p! R# o# L并对小寨的 PM2.5 浓度值进行估计,将该值与真实测量值进行比较,继而分析扩散模
; f% X" @% T8 {: o8 x型的合理性。同时,结合已有的研究成果,对 PM2.5 的成因、演变等一般性规律进行3 u3 \1 i! z6 m& P! c( [1 ^8 D
了探索。
1 ]6 X" U; d3 M  C2 A: t/ M2 l三、空气质量的控制管理。在分析 PM2.5 的污染成因后,总体上依据“先源头、% v" ^- r6 d$ j1 ?" z- g' g
后时段”两次分配的思路,确定阶段治污目标并制定相应的治污方案。在分析附件 1! g0 z- ?5 X/ C  B. b
所在地区 PM2.5 的主要来源类别及其贡献率的基础上,按照“源头治理,贡献率越大,
, p' E& q! ]" {+ s; g3 J" O要求完成的治理指标越高”的基本原则,按比例分配给 PM2.5 主要来源不同的治理指
3 r1 L6 |2 V: \$ ?+ [标。针对不同的 PM2.5 来源,根据其治理措施的有效性、周期性等特点,分别设计每+ d: N0 m9 K5 K- d( d( h9 _. U
年的治理指标,继而确定该区域 5 年内的污染治理计划,并给出了每年的全年年终平
0 ^1 t8 P$ ~4 p8 G! C均治理指标。$ o" }  D& X1 y2 ?
采用综合治理、专项治理相结合制定治污方案的思路,将 PM2.5 治理指标按比例
9 t6 J4 W& M1 ?8 P/ c分配给该两种治污方式来完成,继而得到每年投入经费与 5 年投入总经费的数学表7 j, |: ]8 l  }6 F/ ]+ ]+ n; R8 _
达式;在完成预订治理目标的前提下,以总经费尽可能低、每年投入经费适度均衡为
( T2 n/ M8 m! [0 a  G5 C* q优化目标,建立优化模型对专项治理计划进行优化,给出了五年投入总经费和逐年经7 V+ m3 f( ]6 u  f) e/ w
费投入的预算,并对专项治理方案的合理性进行了说明。% v  d5 V& ~5 R+ K
最后,我们分析了本文工作的优缺点,并提出了改进方向。
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