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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
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9 C0 w" z2 [! ?8 c

2 l  R  P8 T) T6 x% R6 V$ w* m1 e4 B! BPM2.5 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( i$ P' s1 M" V+ k6 @8 v
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) E4 `: n1 e3 J/ ?# b
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：
# ]" ^5 L+ s" u+ U, p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 ( ]# q/ U4 M9 Q3 X$ f5 |
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% G: B8 a! o( Q- g6 _% M
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
8 C% z5 Y, G) _! P, r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，% _) ~& t- i" Y9 C: s  |0 B6 U
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, S: r8 T% R" h4 N$ I
型，并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。
3 o& |  T; ~; k5 V% S0 U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* L# S% ]6 W3 E: o$ t! T
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  A$ \$ V: F) S) ?1 L: o0 ~3 T0 L
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; `7 ~# N8 o* X+ [! \, W, q
PM2.5 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1 I% k: u& V6 e+ K. ]; L$ t+ S
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6 C" d8 u  m5 a  G7 m2 x
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。
* [3 h* d9 s  f  P( f" m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
/ j- {: k4 z7 M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
6 O9 m# I: w2 `% o5 r3 d3 i. }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，; D" o/ K6 v7 G' ^/ ^  y
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。
0 ^+ y( [+ }  O8 q8 B: F, O9 ^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
5 v. d" i3 i2 J( ~' z# h# @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/ |- A. G& f( u8 v4 q$ t4 O
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( H( }7 u4 Y2 s, H( O4 J
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P
7 d: J# m" J, }0 R! c! z! ^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   q# N& g- f/ }& Z5 B
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，
8 }" {0 R2 C; X4 w9 y给出了重度污染和可能安全区域。
; |- B4 L/ R$ p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
/ x' B; D0 E5 I5 x) G: s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，; F' G4 s+ o% ~$ H/ [+ p, y
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- B; K2 \4 `' F
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' _' P- m" ?: |/ Z: W, \9 E% a. T
了探索。  Z9 W/ X4 J( n$ h. G5 ?# D
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、) ?& i* Y/ g% Q9 {+ S- v3 \
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 19 Q0 i7 ^6 q& y" M( `5 F6 w
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，7 x. r/ N' S. J$ j
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% {# \7 }6 i7 [
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. i1 G, M5 G+ f0 y  ^; 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
# y/ q. \$ r0 J7 S' i) r0 w均治理指标。3 S5 a5 X# W/ k
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
% v. d! n8 `- S2 w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
; c7 G  c! `( C( t% k0 G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3 Q: Y7 s7 ~7 ?( i
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4 M/ t: S, y" P
费投入的预算，并对专项治理方案的合理性进行了说明。4 T  c2 a1 ~5 t, A7 R6 I! A6 L
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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