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空气中 PM2.5 问题的研究 海军工程大学 90038016队

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杨利霞        

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    [LV.4]偶尔看看III

    网络挑战赛参赛者

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    自我介绍
    本人女,毕业于内蒙古科技大学,担任文职专业,毕业专业英语。

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    发表于 2019-10-8 11:22 |只看该作者 |倒序浏览
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    空气中 PM2.5 问题的研究 海军工程大学 90038016队

    / \# V, Q9 _. [' _7 h; I/ w) J' t; g- f$ M6 I) t* U. Y
    3 c& b6 y5 V& u& i# m+ n
    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
    $ i: ]- ]/ P. 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# y1 T4 w, S0 x/ ^
    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:$ `+ [+ q- H5 `% u
    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 6 B( B3 ]8 S; c4 a( P
    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
    0 s! x# k( R6 j7 J  V. x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: L8 G5 D% |. I3 A  w7 k7 M0 m
    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,
    7 c7 ^# U$ q7 A& i, s" {9 A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# z+ n% n6 l4 _; D型,并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。
    & f: b) D) U1 C# K; D1 E! b  |6 w/ D# e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
    2 W5 F" b5 f, S, F1 [1 |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
      d4 B/ M8 e* t7 e+ ~$ I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
    5 i# P7 v* L( v+ B6 W  k& Z( HPM2.5 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
    4 n* j6 F% l  I; N$ e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
    3 J6 ~$ ~- Q9 {" X! R5 d8 [$ q6 s- C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。- D9 K* f2 v* h. L
    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
    4 a6 F4 Y( X& M( L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
    1 ?" X4 ~/ s% E: P( Y  Y# \- ?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,
    1 J# g. U$ R0 P6 J' C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。
    , a2 I* N( V: H7 l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
    * h/ d: X) B! \; _' L% J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  m# {) z) A4 _- G2 M
    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
    ; B+ E- n, f0 _% {# {- {: I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
    2 p+ _6 |! l" ~9 k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
    3 K7 {5 [0 \# A) \  C5 l0 O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,
    9 ^) ^9 C/ @+ D! |给出了重度污染和可能安全区域。
    - [! ^, t) ?; W; R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! \* e4 i" n( c6 z7 k7 l( j
    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,: J- |& o! r1 |, d
    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
    5 Y0 w5 S2 L+ V. n) ~: M0 y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
    ! S. Q. Q, I9 g9 {  a了探索。2 A( D# N1 @' `/ g9 j
    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、
    5 V/ b7 R$ V. e5 `9 A& V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
    8 H) c/ a; A8 m2 @' y7 T* J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,
    4 g7 ~7 \% C) Y& _- `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  Q# {8 d5 {- q3 l. M  h) Q
    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
    ! j3 H0 I& S2 E9 E6 }5 f% Z5 ?" 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
    ( b$ Y/ M' {1 e* Y均治理指标。/ [  V1 p$ X3 w: O
    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
    7 V! S4 K; k# j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
    4 X  Q6 R. I% v, [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
    , m1 Z+ b; @, H" P  L/ 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: ?  p; g/ @1 h; N/ O
    费投入的预算,并对专项治理方案的合理性进行了说明。
    : p, E: L' w, n) M  l3 S最后,我们分析了本文工作的优缺点,并提出了改进方向。 2 k3 F2 j' d4 G9 `$ O# {

    ; C/ q" m9 f3 C& Z" T$ S2 P2 w, T. I- T1 e

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