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摘 要:5 g* `3 Q" k/ C6 K* M/ `
PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了( ]- n6 a% A9 N
PM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过
0 ?7 l0 x* t' i( g4 u" {; P. @PM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安
8 l4 |% o" `7 F: E$ j( o5 y0 c,拟合了持续高浓度PM2.5
9 r- ^& Z- }. z; i6 }+ w,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过$ \4 o* @& q" H
。同时对模型的$ G9 p& V: r0 K4 c1 W% i
。7 ]: j3 L$ R! g1 h: z
SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系
: b9 t9 y5 N" R+ ~& rPM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关
9 P; u- t& W% k4 }: C,同时通过相关资料,发现了PM2.5( R0 j# W/ w" [1 C; d* v
PM2.5 与其他污染物的关系& u5 T$ }& ^1 M! R: N
2 2 PM SO NO PM CO y x x x x' R7 B- k3 z, P
。对于第一个子问题,
6 P$ D: E! l' }5 r* |" l13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5
0 j: ?3 P) [: l9 Z+ ^- s- A, @,1 月和2 月份是浓度的高1 e) E4 h$ o( V, F" ]) q- Y
,而且,高压开关厂和广运% s3 B" l; [- u/ n- _: t) `# u
,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5) n# P, c* O6 @, U
,结果发现,西安市的东南部的空气质量9 T7 n, @5 B# ^4 m
纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活
; R1 c; `7 H- J9 e7 B9 Z. W;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中
& O! `( u. c5 c* Y6 W, s,这应该是未来治理的重点$ z0 Q9 J. }( p: a# J
、气温、压强的自然条件下,建立一维的反
4 x3 }- a8 n& I+ l5 ^6 GPM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规, x* G. o; h ?' D7 }
扩散的
9 B; X1 P- J! m8 T/ y' k。首2 m3 a8 G1 X1 O" U
,且相
' N% C, V; f: f$ I* o4 u还会5 o" Y2 n( |1 q+ \" y) n6 B5 S
,/ [5 Y3 L( _) r$ o. U" x
首先,
5 ~0 i! A9 w& l. Z的时
2 N: R! B- `, Q$ n7 _; ~2 E浓
' t% [9 i9 @4 o' b; H/ T7 X。9 H$ F' I2 _8 D" t
- 2 -( T7 V) G. C- V* y% ~ f @$ V
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 I; K3 V1 y0 n7 j) u, U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
& W: G+ H& S, P/ M2 S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+ U y% v0 B, @2 S
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
' g% }$ X3 p% ^; p) W* n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 ]( Y* [( c! S# x8 h6 _0 }1 B a
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;
" D/ I4 N! b& H3 {% l& _2 t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
% i$ e% j1 }/ w4 R域,空气质量指数类别为优。
0 K- f% H# d! e" \& N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' o7 [# L0 n' C# I( i3 W
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: g9 a! e! H' i' q4 O+ W d
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0 _0 v; F- {) g8 f- i
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
( f ~! M! ^6 y8 \; ^0 _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: T: L( o6 S$ S
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。* ^" F0 F' m `2 u, c& L9 H9 f
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
/ o6 F9 J/ A: m* G0 h于安全地带。* I: J$ ?1 C* t1 t& y
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* `4 Q) W) t6 u) [
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
5 i: ]5 F$ }9 z; [$ 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' @0 g; P& t" T* j# e8 q
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% Q, H% {! ^9 X+ F' v9 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。
, C! M' w8 [+ f; H+ b+ O# N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! r& N( H$ H6 X- y
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
; L7 g0 C- c! |$ t- p* |6 ]6 [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
% p1 G: e0 B* E9 U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 `5 m+ U0 Y! ?* n, @) U
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 \, ~; C( |. e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
5 i4 k; J0 ]9 d# T4 _, n' c了一份治理空气污染的建议。
L( X3 Y! v5 Z/ W. W" q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
& T( ~: ?5 `9 d( ?, I
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