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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 |正序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    摘 要:
    6 p% W" g. L" Q% B2 S$ G" kPM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了* O) P: V4 h/ V+ K
    PM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过
    + f: ]- L8 [& {" M9 R6 ^7 aPM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安7 `0 @/ F- U7 T3 b1 k
    ,拟合了持续高浓度PM2.5+ u. h3 w0 L( C9 `; d/ G3 U* r
    ,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过
    : R# P+ {) P8 a2 q% S。同时对模型的* y/ ^) l* e9 w7 t! o
    1 k( e3 Z9 b7 h! p
    SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系5 `& k( p/ J5 q1 X3 `) c" [9 _2 |) ]
    PM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关- v9 Y8 {2 r( w+ R# ^( @  j8 w
    ,同时通过相关资料,发现了PM2.5( m% V% b. G* O
    PM2.5 与其他污染物的关系
    # L+ _) F& J) x- ~5 N2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
    - A* r! x# D( X- G8 W! a* c。对于第一个子问题,
    4 K+ B1 Z. `0 G+ `9 {6 A13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5$ E; M5 {2 V, c" i* k6 w
    ,1 月和2 月份是浓度的高
    5 i8 m+ M2 ~! Z0 h,而且,高压开关厂和广运) n5 @! j& M2 X6 Z
    ,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5; e# }( l0 N1 `( s
    ,结果发现,西安市的东南部的空气质量5 S! B/ C; Z/ ?
    纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活
    1 @8 i6 B3 i# Q% t  X5 r& b: d- U) k;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中/ P, n5 g! P0 ]) K+ e# ~
    ,这应该是未来治理的重点
    # l% q" A  N! R7 [3 b! V、气温、压强的自然条件下,建立一维的反
    ) E7 s7 ?" h8 g8 U/ U1 @PM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规. _  m$ z' U- n% R2 A: h
    扩散的( C% W* d2 O2 ?/ r  K( q. S
    。首
    ' t8 a) [& y) ]3 ~4 C,且相
    $ I$ A0 T- [, q0 s6 g9 [还会
    / r$ T) \+ ]+ {, Z0 i
    " m. g- d, ?, v) X4 @. \" v% i首先," M. l8 Z, G0 t9 Q& P# q1 _1 B3 o9 g
    的时
    * y& D1 o3 l; }3 }% B6 S- a4 d3 K% s* ?$ U/ ]) W$ B  P

    + ^" ^! Y/ b* M( H. ]5 i- ^) R- 2 -
    8 w( u4 j- i) g( i8 r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% P6 T$ k- c, S" P- s
    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4 [, o+ h; B# C: j1 `
    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9 g- T% b0 Y- h3 ]  x9 k$ F% h( j$ B
    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
    ; i0 j# U. i% `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
    3 ]' F7 n/ h" t5 k5 u  q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;& R( e1 K- a1 U5 c/ H( j& c% i) v
    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3 x' L% W/ V+ Z1 c/ D) f
    域,空气质量指数类别为优。) C$ j% K- Z/ C: f( {
    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
    % W+ v9 u$ e. ~+ l: TPM2.5 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
      O4 o9 f% G/ |$ @% r+ A10 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% P, J2 s2 |3 X4 v; `: V' Y, 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$ k5 W. K& k* k: n/ Z
    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 I& F( C( @: ?, t
    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。2 p5 @8 L/ ^4 @9 ?3 j2 ?
    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
    $ {2 L8 @4 w1 {# U! }3 Y! v于安全地带。
    4 I; A& i5 z: D: `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  u! [/ x8 T6 ~0 }9 R2 Z
    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
    , Q1 y0 }1 V% M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. m; ~' i+ D# a% w  f
    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 J. H7 X# U" G地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。8 n: D* a3 ]; M7 Y0 y5 ^
    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
    2 b6 [; m) g+ l7 s; [: ^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) l+ k8 ~4 i1 m+ h3 t7 H
    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
    ! m" f* O3 F+ t' O( ~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
    ! Z+ a( s0 G: t6 M2 a! q, N! T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, R) p, j% s; X
    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  @6 ^2 n; _: Y$ V6 s- O2 m( Y
    了一份治理空气污染的建议。# ~1 w6 n$ N' b# x2 W; v& ?. a
    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3 D6 H& N; N% m  q' `

    # M$ ^6 s: T* ?$ d9 u- m2 _

    D题华南农业大学10564001队.pdf

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