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摘 要：
& @2 l: I; T9 XPM2.5 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5 d/ Y- u# I" z3 [$ y
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
+ M9 v/ K3 T6 E, |0 Y9 K" \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： o9 R- I. _$ W
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
4 _2 W: c0 t5 K6 Z& n6 W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& |4 \) }$ `# a3 ]
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, ^ R6 e$ n8 ?2 D+ O& y& \( X/ B
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，
( s6 {+ o+ M# N8 m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- u# h s! ?( J1 l4 Y
型，并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。
k& m3 Q; ]* S4 Q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
/ b4 R- D1 t" H% Q7 P+ \# A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
- ?; q7 o, l, I$ k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
, Z4 T/ I: p/ Y6 T4 GPM2.5 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
2 ]/ D# k+ L/ u: L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4 K5 b% X8 v, W% o7 P; P! Q
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。
! i# o D4 i6 A0 J4 p, o3 {* d" G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& z- x, { N+ `+ m0 I" ~4 A
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
: J# i% K2 ]( _( Y! v/ _6 F; g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，9 n9 Z' ]9 M K2 I/ w, W' p' 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。; n$ b& B0 D" K; ~/ R2 j8 b- K
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2 x/ U" {8 k$ B* B8 h# y
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
7 z2 f3 r& }& ^( d1 W染扩散预测与评估方法：对污染源下风向x 处的区域，分析在t 时刻该处的PM2.5 浓% k7 N6 }: i; a3 T" J3 |
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
& `; n5 V% Q) A$ k- v- 2 -! o e; _5 N; Q" G# R% T! ^# G
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& ~% N2 a; S0 |9 I- ] @
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，) H/ E+ R ?/ o
给出了重度污染和可能安全区域。1 x0 X7 | F( _; }
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+ E* }; t2 u* }- 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: c% w8 n: x4 K, ?2 k: l0 W; W
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* v( R+ u" W9 w* o2 V
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
+ E7 ]; n7 I3 S9 M. Q- u5 c了探索。! Q/ H ~- O; p# Y- R
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、9 I A- c4 i! I' C( `% {, C
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13 ~+ q0 s+ t& {: @
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，
- M/ R' j7 }- R$ {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: {/ f) S8 U1 h$ e5 }% Z
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2 c) V- k. Y, P- L; I
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3 A u6 X, q) C5 D
均治理指标。, j/ M3 u, N( A3 r( I+ q
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5 ~2 V, T. e% v
P 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" R* y6 q* o$ {' a: A
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/ r9 ^% @; c3 b2 U0 ~0 H9 @3 r
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
/ R: i. ]# j6 N费投入的预算，并对专项治理方案的合理性进行了说明。
* d' y6 C- c2 a2 A$ H最后，我们分析了本文工作的优缺点，并提出了改进方向。3 K! A/ u V8 n* @2 d6 v
关键词：PM2.5、空气质量指数、污染等级、相关分析、多元线性回归、连续点源
" F' T. V5 _1 U$ P4 t扩散模型、专项治理
x: r$ N. x+ y! U' h/ `$ n" ?
2 Y v. X& ^4 Z1 K# t& J7 S |
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发表于 2014-8-30 18:37
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发表于 2014-8-31 23:36
