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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:) x/ g  J/ C- E# Q3 b/ R3 D
    PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了
    4 }) ^  ]* W: p  g( p: L5 CPM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过0 D4 Z$ I! _& o
    PM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安
    ) ^! b3 b0 ]$ H! {,拟合了持续高浓度PM2.5
    ! H8 b/ `1 i- K. Q# ]4 x- |2 G% L,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过
    % u% h! x+ W# R2 E。同时对模型的( |7 Z. q6 ^. i' b: P
    , A7 f2 a: F$ T
    SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系
    ! J7 m5 ^2 n) N: B' X3 J( M) {PM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关' U; R3 T$ e1 c3 \5 ^3 f) A0 |
    ,同时通过相关资料,发现了PM2.51 ?9 x% S& C6 n' G% G- H0 P
    PM2.5 与其他污染物的关系
    0 u/ @- Z0 Y6 u6 c5 I( Z2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
    1 f' J! {7 l+ D) A( ]0 n。对于第一个子问题,
    9 d; D. x3 y. k$ E2 [% O13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5( [. m* X9 w. h
    ,1 月和2 月份是浓度的高: I0 F' h. Z+ W" A7 a
    ,而且,高压开关厂和广运# q# T) z* a' u. U
    ,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5
    6 m4 D9 j( [" X8 v$ ]1 q,结果发现,西安市的东南部的空气质量
    9 J& L0 Y7 O% P1 k纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活
    # q9 m# G0 U/ p2 Q+ O;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中
    4 q+ v) x3 Y0 K( ^,这应该是未来治理的重点% f; s0 S/ N- g1 M5 a# z& f
    、气温、压强的自然条件下,建立一维的反
    : X- A( l& Z/ s7 ~- fPM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规
    & e% W* p1 ~1 k" `* u+ S扩散的5 Y9 d: g! P( M; u$ T
    。首4 c/ R* Y$ u8 }8 _9 l
    ,且相
    - P' {$ I/ c) k. o: j# [还会+ e7 H& A; S7 Y0 }
    # X. O. P1 `8 k) I3 y* G
    首先,
    + B) K# V/ l. o+ L, [+ a的时
    & d% Y3 U; z, d, q  h: J
    0 p! p+ R2 m0 D* r* o7 n3 Z7 w- Y1 G4 \
    - 2 -2 V( E. V/ K5 a0 M! Y( k' H* O
    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
    : R3 H, ]8 _2 _) s5 f3 Q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* I0 T. w* N8 n/ O2 |1 a
    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" h) @1 o0 h/ p$ U6 p: }: J
    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% z) ]2 c0 R  u$ m4 z7 B; z+ @
    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
    ; h$ k5 R7 e( h! Y/ D; {2 [7 B2 C; j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;* G" Z# C4 Q( |* z2 R* e* m
    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  b/ i: C5 o' r3 t: S# a
    域,空气质量指数类别为优。" ^0 u# y$ K# F9 S- _/ x
    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
    ' N. Y# P* K" T0 Y, Q9 }PM2.5 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0 z+ `, A. V% \$ {  N8 ?' M" }9 _
    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& n2 F2 ^& ^3 |  o9 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7 B1 {- {5 m5 e  I) 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
    7 V) ^; T5 i$ V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。
    7 @  w; Z9 D0 L& p3 {/ ]+ x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
    # N& `! K& c" i; E! l: a  O; O于安全地带。
    - M! _9 }+ s4 }5 o& a) o2 h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
    9 L6 |' _* b, ^: }& t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, `  W+ ?! ]3 o. h8 D6 h+ t
    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$ y* u' q. q- ^/ B3 Y9 d
    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
    8 J- P( ]1 s# F# O7 u地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。
    % E; W) d( `  l/ {* s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280
    6 d+ _5 z; A' r# h2 [+ om 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" w( i9 d& A# ^' e5 m
    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
    4 ]. ], D4 H. ]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4 n* k; |/ i$ y* {. U  V# s
    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3 Y! Q+ v3 m; W. @
    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
    3 t6 ^5 n5 x/ x" E# ~4 X  l了一份治理空气污染的建议。
    * c& V3 O! U* p( x; k0 l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
    - p: M# ^8 A+ `7 B3 T$ H9 V1 r" l2 p2 e% N5 m, K

    D题华南农业大学10564001队.pdf

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