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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:
    6 n: O& @/ s4 Z7 {" x! j' [PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了- I. _- \" c  m3 l
    PM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过* B% w2 G) e, v( j8 K
    PM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安1 f+ M! X8 \+ h( h+ ^
    ,拟合了持续高浓度PM2.5
    ( `; F) E2 t9 |& I1 B* ],得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过) r0 o! Q- U# P! u) B
    。同时对模型的
    ; J2 d; x) n, q% A! k# R& t  L$ U% P  C. {- I; V. \" E6 }. `; r
    SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系! W8 \% u% m& O+ q3 V% t9 u
    PM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关
    " t+ \+ c: C: |" A" J! O, D,同时通过相关资料,发现了PM2.5
    ) ~( \& x. F' o0 i; S8 ?  [, M7 i* uPM2.5 与其他污染物的关系$ r2 Y0 [& X1 E) X0 j: w
    2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
    " \+ [1 P8 A$ z$ L。对于第一个子问题,6 d9 b2 W. O6 h' T8 K
    13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5
    + Q) S( D8 p9 f6 P8 K/ B,1 月和2 月份是浓度的高
    . u" O4 p' ]+ G,而且,高压开关厂和广运
    1 {+ T2 D; C  y1 I9 M7 Y( c" U% f,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5
    7 I5 J, x: K; _3 Q,结果发现,西安市的东南部的空气质量
    % s+ s9 p; S$ P3 o5 Q7 F# Y纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活+ `/ ~/ W, R1 W" b/ Z$ r, `
    ;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中
    9 j2 s1 n( `$ ~% T9 L,这应该是未来治理的重点
    8 l# U* W( O7 E! q# w、气温、压强的自然条件下,建立一维的反
    : o$ q  V) j3 S, V/ ?" B* M7 _PM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规
    0 a2 I1 @7 X. G4 I! \扩散的, `. ?$ M' d. w! z
    。首
    ) W' k! r; p( x! W; G,且相
    3 ]7 q' ~7 _# H) \5 l还会
    1 w, h" {5 h* N/ D! {
    - a8 o' d6 ]8 c: P) M1 r9 q( D9 o( ?首先,
    ( g& t# A9 S2 o! a) J的时
    $ ]8 Y* e8 ~2 G' ?2 e
    6 X& B+ K1 w  ?/ M1 [2 S6 w
    - V# _% ~+ a" B9 @* O) K1 B( W- 2 -
      C1 Q( T0 r/ I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
    1 T" e6 J- C/ [) Q( I8 x; l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0 ]) C: N* C. [2 L5 u
    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
    ( U7 j1 r# ], m( c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
    8 Y$ C( |1 V* \. k+ N; }: X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 n2 ~7 L( ^' b5 {" n1 x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;" U0 y5 z! O+ N9 {
    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6 u% ]) {; A7 J+ `2 x, D4 y
    域,空气质量指数类别为优。
    7 ~% ]1 z' j! Y  y% A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: _, @- n6 Q: ?/ [4 W$ H5 _
    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) i- |$ g3 c1 _) D6 A
    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1 V: I" w' [6 L9 K7 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, G! m& {. O4 o+ c) m
    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
    . _( N5 R' F. N/ a1 ~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。
    ! x% _+ P& i, o8 Y7 n8 Y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
    1 L$ ^2 e1 @3 j% {于安全地带。
    $ _6 |4 r8 W/ s# ~3 z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 p) Y+ z5 R
    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
    & G' c/ \7 V0 g7 N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
    9 |% |" w  A- W( _' c7 I, }: x, B( [8 V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, O! s& s" v2 N' x
    地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。/ M8 S# p. V/ ?- n2 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
    ) u5 H! a6 Y6 [$ ~1 X. n  {& n4 Em 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
    % b  X  v6 c' h  t  l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. v, |8 e! o2 T+ u; z* @
    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+ ^- q4 k5 p  d# e) n8 }
    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6 y! x  ~5 n- O4 i/ Y: m6 @! g
    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 N1 x: ]2 n- V5 L/ @9 T1 o5 G
    了一份治理空气污染的建议。
    2 X) \# {7 A! [9 k, l1 f% r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
      ]4 Z8 G& Z- N+ F& _( c7 i% C$ {
    4 ?# x5 A  {5 w3 x

    D题华南农业大学10564001队.pdf

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