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摘 要:! j5 C) b2 o- {) x: c
PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了- |# t+ }! T0 z; j7 P; u
PM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过. ~' e' `, p2 ]4 n [+ \
PM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安 l, E4 B: b( f) X
,拟合了持续高浓度PM2.5
3 U+ t) C, u, s5 r4 P- \- `,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过. N: J+ Z( p9 _1 g
。同时对模型的
' z) `, r- x! L% w+ c/ L。
5 I1 f& N" H3 j6 {+ |, m) H9 zSO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系
8 k/ u, e: i; e& Z. w( S) XPM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关& |0 \! z6 h6 k! b5 A
,同时通过相关资料,发现了PM2.5
0 ]: u7 X9 k; n& xPM2.5 与其他污染物的关系. {/ x) Q" i: ?' `7 s
2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
: f3 U# c1 U" s: k9 F- g9 f。对于第一个子问题,
5 n& O/ g8 G! m( n ]13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5
) t! x% `5 C: G: j L$ |1 ?,1 月和2 月份是浓度的高
8 v+ c& n- v# u5 S,而且,高压开关厂和广运
" b. { K/ G3 `" z! v' i,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.54 f4 K' Z/ C& q) d
,结果发现,西安市的东南部的空气质量
) x5 x# e+ S/ S6 R6 B0 V纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活6 h- k& u' P" v" P6 H
;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中& n' E( T" G7 _ Z- c/ C6 @
,这应该是未来治理的重点
1 Q3 W2 s z% b7 j: H9 X# M、气温、压强的自然条件下,建立一维的反( ]+ m% H ^ L! A# @
PM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规8 Q K- ]5 b/ h
扩散的
* L; u: V4 b: C。首
! f2 B' O6 Y; b6 k% Q,且相" ~& {5 V, N8 h: n! p5 c+ ]: W
还会; P. Q+ B4 V/ f8 t3 E
,
" P* x: |0 G; x首先,
/ ?' z; x. Q5 `) V& n: ^的时: x5 O9 D, V3 K- {3 O5 p- C" V# e
浓8 `! b f/ }. k E
。 x! {" z2 O" I: U' f, E
- 2 -
8 U5 r9 p& {* |' v1 C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6 V, ^$ H' F2 `; K4 D- N
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 N& V4 U! T% I9 m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5 f* u; c/ }; t1 z/ Z' |: m
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
" J* ]. [4 |# y, |3 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
/ V. B) R# ^; e( P. n, _. G1 E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;
# O% \# f0 ]& x8 Q5 n4 T3 h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 z. ~' |% T W+ W t
域,空气质量指数类别为优。
' W# O; ^1 U9 T; I1 i* I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
+ H: K9 o1 M8 P8 [# g( K+ P& \5 aPM2.5 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" ]5 C+ b" |7 F) V
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! X( ^( x" q3 }/ x
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
$ C4 j: T4 \( n$ b+ ~8 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& A6 Y) k2 K5 [! \- O/ T$ Y9 a
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。
4 h7 i- w4 W% y, d$ m% B( P( D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
" U4 r' w" d2 l* ~! X8 `9 [于安全地带。
/ u( {, k# a* k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
! {- w S5 A+ D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' l: B i9 j9 B& H* _; Z
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
7 x4 p U1 B6 k$ [6 R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0 y6 M, u, _( Z) U4 I8 Y; o
地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。
4 b2 l/ {! a; R+ n/ c0 r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% A6 h5 K# d7 V7 t! K: T5 e
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
+ m; d6 T, k. z$ M# [, X( O$ ]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. o" x) w! U/ z% J( i8 b( Z' g7 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( r5 b, ~ h7 m' r7 g( G" 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
; x3 l7 B0 e/ i; M8 Z2 M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
0 F1 O8 L3 ~- ~9 P6 {了一份治理空气污染的建议。, S5 [: _6 K. ?2 i5 X( 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5 i( t7 ?' b; w5 o# P* z+ w/ Z' T
; B" G- r& p3 `' j6 ~
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