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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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    发表于 2014-8-30 18:37 |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:1 W9 j' `9 U  B+ W8 y
    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
    1 w$ t$ p- _' Z; H! Y/ P( V8 l4 B- t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
    " E! s+ H  u5 M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: C9 I) e' E( L2 A) `3 J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! j$ q+ ]' p2 V5 w/ b3 |
    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& C6 b  Z4 O; s- D+ ^% E: Y
    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PM2.55 A- F1 x) A) C+ W2 ~8 [7 T- E. Q0 S
    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,
    ) l+ _$ c1 }4 u/ n0 b( l, f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
    ( e5 _0 }4 Y/ \+ I4 i% B型,并利用附件中的数据对回归模型的合理性进行了验证。. L' F1 l0 m1 z3 M8 T5 X3 m
    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
    , g9 W% s% k8 H7 p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% \$ M! }. d8 A5 \0 F! n6 z
    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
    ( ~: u  @9 f' j- D, c- ]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
    2 s) b' C: n$ n; Z0 \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8 t0 c6 e3 }& }0 \; Z' l
    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。* p) _/ H  l3 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0 |; h, F1 S* P; z" q
    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
    ) X! Y  R( V  |* z  ?& M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,
    " w! \" g2 Y  Z1 E+ ^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。
    ' S9 k7 m8 R( l( Z( E8 s0 Y6 m- R* H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# l* N1 E- \! F' R. [5 G8 v4 D) R5 T; P
    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" ~0 E# v, c9 p3 L& e
    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
    9 z- o% y7 H: f/ e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
    5 m( R! l, u. t' r+ g- 2 -
    * k' ~" A6 v0 P0 U% m% B0 p: W) C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& r" \% U9 ~  D4 r5 P
    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,
    0 C& s5 [  J" M& a  P0 f5 z& x给出了重度污染和可能安全区域。; V1 ^/ s# y! ?; d& 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
    * e: \5 d( y, r: m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,, [4 R. K$ P9 t% V7 P/ W  Z
    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
    ( y) M- g- [2 L  x4 @& H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" ^9 F3 M2 X' z+ e% b: u, F
    了探索。
    3 u) ]5 d; |+ [# H6 Z  M5 X* W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、
    % O# O, Q! O; r2 Q. R) q4 e5 f* W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 A- C8 P9 Z/ P- i- e' m) |
    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,0 P0 e' I+ Q- F4 J# }1 k
    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
    ! \4 @" {; n5 R$ S  D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( M2 F1 _: N" r& W
    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
    1 j' U0 p6 H8 q: G8 E' e均治理指标。
    $ W+ C& h4 j3 E3 f0 A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
    ) }" f6 U4 d) D. GP 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
    + s8 \9 o4 d. H$ B  n0 v7 c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* r% _9 s! [4 [
    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
    3 x2 j7 k; m: N: r: S" b费投入的预算,并对专项治理方案的合理性进行了说明。8 v# P& o- D$ E: |  @. @
    最后,我们分析了本文工作的优缺点,并提出了改进方向。
    2 D1 N* O! Q/ |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
    ) W+ ?6 z0 D8 ?4 K扩散模型、专项治理) R1 W" \9 Z! g8 l) d4 w

    # q* k# ?3 b8 K/ k0 |2 ]/ i

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