空气中 PM2.5 问题的研究

杨利霞

空气中 PM2.5 问题的研究

; _* }1 x( L9 f8 u" k4 g
9 M0 t8 W+ m: [$ U针对问题一，通过利用西安地区测量的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、
二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)6 项数据，从样本规模出发，
采用 SPSS 软件分别进行因子分析、主成分分析和简单时间序列分析，再通过画散点图
和理论分析，发现理论上具有相关性，但是定量分析相关性不强。SO2 、NO2、CO 是形成
# }5 a( z& g, y+ ]6 @. \PM2.5 二次颗粒物前的主要气态物体，可能是由于这些物质转化的 PM2.5 二次颗粒物占
, H' l9 A! g$ M# {$ T比相对较低，但 PM2.5 与 PM10 两者数据有线性相关趋势。
0 C0 U. x8 W/ u7 E& W* k: B问题二用三类图描述该地区 PM2.5 的时空分布：所有 13 个区 1 至 7 月每月平均值
* |: j% I5 Z6 E0 `4 c分布的三维图和二维投影图，发现一二月份 PM2.5 均值较高，三四五月份依次下降，六
% p6 b+ z* n1 ]. Z: J9 @七月份降到最低谷；所有 13 个区在冬、春、夏季达到的最大值和最小值及其各自达到
此值的时间；每一个季节中，全市平均达到最大时，其他各点处的 PM2.5 值。在引入
1 a7 x7 u% A/ \  F! P( XAQI 值对几个区域进行了污染评估。为刻画 PM2.5 发生、扩散和衰减规律，提出点源、
  \+ ?, Y/ F+ J' ?1 y* g线源和面源多源叠加模型描述区域内的多污染源对某一地区的影响，考虑风力风速、云
量、太阳辐射强度和湿度等天气和季节因素，提出湿沉积等影响的衰减模型，用五月份
数据对扩散系数和衰减系数进行了反演。将二月份 PM2.5 最高时对全地区 PM2.5 最高
1 f4 O# \, M/ d/ O点处均提升其浓度至二倍，对提升前后污染源源强进行分析，得出市人民体育场附近区域及其沿东南和西南走向均为重度污染区，草滩至阎良走向及其附近区域为可能安全
5 S4 }7 W) b: x" `8 i  U- Z3 F区。将五月份由模型得到的重污染区域内的监测点的 PM2.5 值与其他监测点对比，发现
模型判定重污染区有效。运用受体模型法分析 PM2.5 成因，并从 PM2.5 的日、周、季
- i2 @: u7 I  M* \节演变规律定性讨论了其他因素如沙尘天气、温度、相对湿度、风速、降水等的影响。
针对问题三分别从我国煤炭消费、乘用车消费等 PM2.5 产生源头以及铁路地铁规
划、污染排放征收的环境税费等预防 PM2.5 措施分析了我国降低 PM2.5 浓度的困难。
考虑到治污达标的紧迫性和可行性，并结合国内外治理事例经验，得出若将武汉地区
PM2.5 浓度从 280μg/m
3
3 X$ W1 V0 t* I! Q7 F" W9 E( n4 [降低到 35μg/m
7 k  x6 X/ m) F+ ]% I' E! Q3
9 e7 E0 R8 c# @0 i# J6 P8 C需用 15 至 20 年的时间，并仿照《重点区域大气
污染防治十二五规划》对城市制定降低 PM2.5 治理计划的模式，采用规划年均浓度下降
比例分别为 13%、12.5%、12%、11.5%、11%、10.5%和 10%对武汉地区制定了具体治
理计划。通过建立数学模型，计算出在年均浓度下降比例在合理范围内时经济最优的治
, ^! I2 ~+ O1 w2 `" S. N+ ]理计划，该计划用时 15 年，投入总经费 2564.708 百万元。