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[2013D题优秀论文] 空气中PM2.5 问题的研究

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madio        

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    1#
    发表于 2014-8-30 18:40 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    摘 要:' O' o' |* T, V+ [: w2 g( `
    PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了
    . W2 o3 D$ u" Z# z7 rPM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过
    / A" t3 w: m- Z% ^0 |PM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安! g8 M& T9 V1 S1 n7 b
    ,拟合了持续高浓度PM2.5
    * ^. f5 U8 g8 M: F,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过- K6 w6 [" D; e- }( t3 r" U
    。同时对模型的* r( D  g; U! u6 u
    ! \& ?" I& O1 K; Y+ J2 D
    SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系  C9 n) J" u. T) o) W
    PM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关* H' i/ n) C/ z+ U7 }' b0 @
    ,同时通过相关资料,发现了PM2.5* D" r7 I1 A5 b
    PM2.5 与其他污染物的关系5 d! i0 V9 G# i- W+ T5 E
    2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
    , k% D3 _( F" ]9 G1 z8 [  f  j1 E& p。对于第一个子问题,
    3 f# d/ a. O3 E) r4 [/ P8 U13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5" h4 ^3 e# a, x, m: L$ z: d
    ,1 月和2 月份是浓度的高
    . `# Z9 N- N2 t) y( v. ^,而且,高压开关厂和广运' t, A' p2 j. U- q9 W
    ,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5
    ' q. i: A0 z+ V" I3 A6 A,结果发现,西安市的东南部的空气质量
    " j5 u& L" t- r纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活
    $ K8 ~; _# V( ?6 q;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中$ l& ~/ k3 @# G1 U2 q& ^
    ,这应该是未来治理的重点+ D0 D- e7 p1 q* G* c
    、气温、压强的自然条件下,建立一维的反
    0 M! h1 V! `% m) BPM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规
    ! ]3 @' [/ P: Z扩散的
    7 t  Y  ?2 A9 p' F+ O。首
    , H) s$ Z' v* o( G, y! g,且相
    & q* z! G3 n$ d6 d: |2 e; `7 D' o还会
    - F4 W$ O7 ~! \' Y
    + ~: Y4 A3 `" I  X2 b0 o首先,
    + p, }  ~2 [" v( N" {的时
    $ T' s$ Y8 p/ _6 _; |" }/ q6 [+ S$ [1 T

    : B# S- j! D+ \( f' _- 2 -6 Y- U- V- l* @4 Y4 Z* Y+ O! P
    律是:在污染源中心的浓度并不是最高,而是在大约300 米处PM2.5 的浓度才
    - ?2 u6 R+ |" J6 F0 p5 |2 p1 }8 Z0 `: \达到最大值,随后开始衰减。通过该模型,可以对西安市的高压开关厂附近地区
    % @! i/ T/ c1 n9 b的空气质量进行定量与定性分析,结果表明,在下风向方向,距离高压开关厂中
    7 G$ c+ T, j' v) @0 q+ B8 i心272 米处浓度达到峰值,在该厂1 公里之内PM2.5 的浓度很高,空气质量指
    9 n! A! a3 w( a% B7 K5 X. H/ q( |数类别属于重度污染;在该厂约1 公里到2 公里的地带,空气质量指数类别属于
    2 p# E$ ^" a$ {8 C中度污染;在该厂约2 公里到3 公里的地带,空气质量指数类别属于轻度污染;# u( l. {9 R$ R, Z7 A/ R
    在该厂约3 公里到6 公里的地带,空气质量指数类别属于良;在6 公里以外的地  R8 k8 j- ^/ b  L
    域,空气质量指数类别为优。) |/ F4 @* w  I) W
    对于第三个子问题,在考虑污染源海拔的情况下,使用高斯烟羽模型,分析
    . \; W4 Q& V( N9 ]. W; R6 z% ~1 w1 M7 wPM2.5 持续高浓度情况下的扩散规律,并对污染扩散进行预测。在2013 年2 月
    8 |# @( A7 c& {  `10 日,市人民体育场PM2.5 的浓度最高,模型的仿真结果表明,在PM2.5 的浓
    ! w0 r; r/ m+ X' h度值升高两倍后,西安市中心区几乎都处在重度污染(包括严重污染)的区域,这
    3 i4 H9 Q  d/ O$ p- o# f时段几乎没有安全区域。两天后,PM2.5 的浓度得到降低,重度污染(包括严重
    3 q( t7 ]2 J* _& a% E; w污染)的区域仅包括市体育场附近的街区,西安市的周边县城已处于安全区域。
    0 p; t0 b* _8 m! y3 b五天后,市中心的重度污染区域已经消失,西安市的部分郊区及其外围地带也属
    % P, m7 D. j1 M* l于安全地带。- s# w5 i" i8 o/ e5 ]- L+ j  p
    对于第四个子问题,通过与现实情况进行比对检验模型的合理性,上述两个( c' h5 w7 }# \9 v
    模型的预测结果和实际较为吻合,说明模型是合理的。根据以上两个模型的仿真
    * J; [) l. ^0 b# Z, m" N结果,可以得知PM2.5 的一般性规律为:在下风向方向,PM2.5 的浓度下降得
    / a( X4 q; i/ C3 V( O- s$ X较快,在无持续风向的情况下呈辐射状扩散,若出现持续高浓度的污染物,周边
    ' Y3 M( T# C$ n# F8 @+ \地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。
    4 g. G* k  g# a0 ?9 U问题三探讨PM2.5 的治理方案。子问题一提出了三个使PM2.5 浓度从2807 [. A0 w# f/ I8 `, s0 ^
    m g / m3降到35m g / m3的治理计划:逐步提升空气质量指数级别法,总投入经费4 `. z0 p" H, o0 V7 j2 ^0 q
    最优化法,等差下降PM2.5 浓度最优化法,并分析这三种方法的优劣性。在子
    , ~9 n7 {& ]. a' a9 a. e问题二中,在考虑经费的约束下,建立优化模型。结果表明,总投入经费最优化
    , }: K; \/ [( @  w) W法所需经费最少,该方案是:每年使PM2.5的浓度平均下降49m g / m3,五年需
    . }7 Q; P, d; v# R* f- ^要投入总经费为3.0503 亿元,每年投入经费约6 千万元。最后给相关部门提出8 l+ _4 u% P/ _" q# G! _
    了一份治理空气污染的建议。
      g3 q! J9 ?6 b- ~  F8 ]4 H! m关键词 空气污染 PM2.5 相关分析 反应扩散方程 高斯烟羽模型 优化模型
    ' o: J+ m& {3 [' i1 H. Y
    # S+ S0 i) M$ o" Y7 ?& ~

    D题华南农业大学10564001队.pdf

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