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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:3 h( Q3 K! @. e" E8 r4 v6 C
    PM2.5 扩散问题,首先使用相关分析探讨了* o$ B+ B# _7 o+ {
    PM10,O3 的相关性,并建立了回归方程;然后通过
    / f  _3 F3 G2 n  N/ F( vPM2.5 的浓度变化,定量与定性分析了西安
    0 s$ ?0 h2 t, Q$ w,拟合了持续高浓度PM2.5& M+ T- c. ]. c
    ,得到了重度污染和可能安全的区域;最后通过  \, F6 w  C  y# j- ~9 u9 i
    。同时对模型的
    ) q. y7 x" g6 R( W$ T; r3 ^1 W- U% |7 V6 H7 _
    SO2,NO2,CO,PM10,O3 的相关性和关系7 Z7 t5 @) d& o
    PM2.5 与PM10,CO,SO2,NO2 呈正相关1 T" r. }( j: v% H3 F, D0 Z2 I
    ,同时通过相关资料,发现了PM2.56 x) W$ R4 s' I  O; Q
    PM2.5 与其他污染物的关系! k. p/ x& Z6 A7 w, V# ~; A* ^
    2 2 PM SO NO PM CO y x x x x
    2 O, A/ ~/ @6 J; r$ ~$ F。对于第一个子问题,3 q- P0 \, P8 k! P: W7 N% K' I
    13 个分区的PM2.5 空间分布图,得到PM2.5: W  Y- `' ?9 C4 a
    ,1 月和2 月份是浓度的高
    0 P; J' W/ L- E% x' ?) `* E,而且,高压开关厂和广运
    ! c2 O; K! y7 o6 Z% l" J, H,小寨、高新西区和曲江文化集团是PM2.5
    + x+ q& a+ I: s1 p2 D$ d! K4 r2 F: o$ k,结果发现,西安市的东南部的空气质量
    : _, E6 F2 P0 V$ i" z+ f: W- @纺织厂、曲江文化集团、兴庆小区,这些都是生活
    & G# S  `. f7 P5 J  X: f4 i5 E3 x;而广运潭和高压开关厂是城市的两大污染中
    $ ?9 w1 r  k8 {+ H/ n  d% A' a3 J,这应该是未来治理的重点
    & X5 w! J1 n# F8 J. Y! b3 u1 m、气温、压强的自然条件下,建立一维的反! g) R% F' ?& ^! G# a% v
    PM2.5 扩散规律。得到PM2.5 的发生与演变规
    5 r) @! h, Y# j5 @/ E2 H扩散的) d/ L- }. D% P) A7 H7 h* E8 x6 M
    。首) x& x+ T, N9 F3 L' }9 h, [
    ,且相
    ( r" d4 ^) _4 y5 r. e6 V) c还会
    , [. H% E9 R' p  C/ i9 C7 Q
    / |  w5 G5 m6 C& x9 ^9 z  p首先,# I" M5 R4 K& Y
    的时
    / }0 D& X, L* a- Y, o) U7 ?5 G! z' l' d! ~
    : T* _- {' r* y
    - 2 -) o; Q% d6 ^4 ~' u
    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0 m0 W( Z" l* I" d1 z# N9 J1 u8 P
    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
    ! p, I# V1 Z: O: w2 m6 F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
    " [& F/ n$ u2 A2 t+ j* W2 i. L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" y# g& B, z9 T* `0 _* 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
    ' n+ w. p# |0 _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;
    * z; N% x( p% N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2 V( ]! X, {2 J# c' [; W
    域,空气质量指数类别为优。9 c+ A1 t0 |- y1 ~( H
    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
      i; V) v3 R* L6 rPM2.5 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
    ' r/ t( ^1 k* _" d3 V10 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
    + Y2 R& [) U/ @2 n! |2 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) `9 w; e4 D( J' T5 H$ u5 K; ~
    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+ h' T0 z9 `& h
    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。  \; J, [0 o# K+ w5 b5 m
    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
    ) n# ?) I$ k$ P$ \, S4 l+ a于安全地带。
    * m# I* X1 m2 V4 I, g" K) J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
    " g3 K- l! w- g2 O1 V9 o5 @0 J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
    # W3 z& N% M: p% m  s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
    # T- q9 _( ?0 m+ }: |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
    4 G1 c5 F, z3 R: U/ R/ {! |+ e# l+ D地区一般5 天左右可以将污染物的浓度降至无危害水平。
    ) M; t4 v) {5 O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2809 a6 d) o" q3 o3 D* b, E0 B. @
    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
    " j. K& a0 m) o6 g( P4 n9 c0 m, C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 T  F- ]# P* ?, k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
    , v1 \! d+ K$ ]. H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7 B* a. d5 A. P4 M$ |- j! {+ f
    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3 n* B+ B) _* q4 W9 u8 `# f9 p
    了一份治理空气污染的建议。& b" a* |2 w% N6 U  R6 \
    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 |, p' ?/ b- p: E  j, p7 h

    6 ^9 J: H6 \$ k* H

    D题华南农业大学10564001队.pdf

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