空气中PM2.5污染与扩散问题的研究 2014-7-5

空气污染问题研究

2015年第十二届五一数学建模联赛 承诺书 我们仔细阅读了五一数学建模联赛的竞赛规则。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与本队以外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其它公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们愿意承担由此引起的一切后果。 我们授权五一数学建模联赛赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号为：B 我们的参赛报名号为：2949 参赛组别：本科 所属学校：中国矿业大学徐海学院 参赛队员：1.秦路 2.陆啸 3.周玮青 日期：2015年5月3日获奖证书邮寄地址：中国矿业大学徐海学院邮政编码：221000 收件人姓名：秦路联系电话： 2015年第十二届五一数学建模联赛 编号专用页 竞赛评阅编号： 评阅记录 评 阅 人 评 分

备 注 裁剪线裁剪线裁剪线 竞赛评阅编号： 参赛队伍的参赛号码：2949 2015年第十二届五一数学建模联赛 题目空气污染问题研究 摘要 本文针对空气污染问题进行研究，以京津冀地区为研究对象，通过建立模型分析污染源对周围大气环境的影响，并进行空气质量等级评价。对于问题一，我们用空气污染指数并参考现有标准，建立起衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。问题二我们通过在权威网站查找数据分析得出燃煤，汽车尾气，工业废气为主要污染源并分析其性质和污染参数。关于问题三，我们选取高斯扩散模型作为我们的模型原版，在该模型的基础上，我们考虑了地面对污染物扩散的影响，对模型进行优化，使得更加贴合实际，符合题目的要求。在高斯扩散模型的公式中，遇到很多基本参数。我们通过搜集当地的数据，根据专家的经验，选取了合适的参数，来辅助模型的建立，使得模型更加符合假设。通过Matlab建立三维图表，来反映污染物浓度的分布。从而估算该时段空气质量等级。对于问题四，我们用GIS 与环境模型相结合建立多污染源空气扩散模型，对环路汽车尾气污染问题进行分析解答。通过以上对空气污染扩散的研究，我们给京津冀地区撰写了一份防治空气污染的可行性报告。 关键字Matlab 一、问题重述 近十年来，我国GDP持续快速增长，但经济增长模式相对传统落后，对生态平衡 和自然环境造成一定的破坏，空气污染的弊病日益突出，特别是日益加重的雾霾天气已 经干扰到社会的出行秩序和生活质量。国家能源委员会《新能源产业振兴和发展规划》 等“国家新能源发展战略”政策的出台，说明国家已经把能源环境问题上升到国家安全 级别，经济发展转型、节能减排、能源利用新途径和发展新能源等方面的问题亟待解决。一般认为影响空气质量的主要因素有PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫、一氧 化碳、臭氧、硫化氢、碳氢化合物和烟尘等，以京津冀地区为研究对象解决以下问题：（1）参考现有国标和美标，建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。 （2）查找数据并列出京津冀地区主要污染源及其污染参数，分析影响空气质量的 主要污染源的性质和种类。 （3）建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。 现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高50m，主要排放物为氮氧化物。早上9点至下午 3点期间的排放浓度为406.92mg/m3，排放速度为1200m3/h；晚上10点-凌晨4点期间 的排放浓度为1160mg/m3，排放速度为5700m3/h；通过你的扩散模型求解该工厂方圆51 公里分别在早上8点、中午12点、晚上9点空气污染浓度分布和空气质量等级。 （4）建立多污染源空气污染扩散模型，并以汽车尾气污染源为例求解分析以下问 题：北京在2015年1月15日已经连续三天发生重污染，假设从16日开始北京启动汽 车单双号限行交通管制措施，求解北京市二环、四环、六环路在16日早上8点、中午

大气污染物扩散模式

第四章 大气扩散浓度估算模式 第一节 湍流扩散的基本理论 一 湍流 1．定义：大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 2．类型： 按形成原因 热力湍流：温度垂直分布不均（不稳定）引起，取决于大气稳定度 机械湍流：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起 3．扩散的要素 风：平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子扩散快105～106倍 二 湍流扩散理论（主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系） 1.梯度输送理论 通过与菲克扩散理论类比建立起来的（菲克定律：单位时间内通过单位断面上的物质的数量与浓度梯 度呈正比） 类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比 x C k F ??-= 式中，F — 污染物的输送通量 k — 湍流扩散系数 C — 污染物的浓度 X — 与扩散截面垂直的空间坐标（扩散过程的长度） x C ??— 浓度梯度 要求得各种条件下某污染物的时、空分布，由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能是在特定的条件下求出近似解，再根据实际情况进行修正。 2.湍流统计理论 泰勒首先将统计理论应用在湍流扩散上 图4-1显示：从原点O 放出的粒子，在风沿着x 方向吹的湍流大气中扩散。粒子的位置用y 表示，则结论为： ①y 随时间变化，但其变化的平均值为零 ②若从原点放出很多粒子，则在x 轴上粒子的浓度最高，浓席分布以x 轴为对称轴，并符合正态分布。 萨顿实用模式：解决污染物在大气中扩散的实用模式 高斯模式：应用湍流统计理论得出正态分布假设下的扩散模式 3.相似理论 第二节 高斯扩散模式 一 坐标系的建立—右手坐标系

1．原点O ：无界点源或地面源，O 为污染物的排放点 高架源，O 为污染物的排放点在地面上的投影点 补充：点源 高架源 连续源 固定源 线源 地面源 间歇源 流动源 面源 2．x 轴：正向为平均风向，烟流中心线与x 轴重合 3．y 轴：垂直于x 轴 4．z 轴：垂直于xoy 平面 二 高斯模式的有关假定 1．污染物浓度在y 、z 轴上的分布为正态分布； )2exp(21 )(22 y y y y f σπ σ-= )2exp(21 )(22 z z z z f σπ σ-= y σ，z σ— 分别为污染物在y 和z 方向上分布的标准差，m 2．全部高度风速均匀稳定，即风速u 为常数； 3．源强是连续均匀稳定的，源强Q 为定值； 4．扩散中污染物是守恒的，不考虑转化，即烟云在扩散过程中没有沉降、化合、分解及地面吸收、吸附作用发生； 0=??t C 5．在x 方向上，输送作用远远大于扩散作用，即 )(x C k x x C u x ????>>??； 6．地面足够平坦。

浅谈对空气污染现状的研究

浅谈对空气污染现状的研究 摘要：本文主要介绍了大气污染物的种类及原因，同时论述了大气污染通过什么样的途径对人类进行危害，以及危害的结果。并呼吁人们对此产生重视。 一引言 1.1 研究背景 近年来，人们在个各方面（如交通、工业）的需求的大量增多，造成了空气污染的急剧加重。这些污染又为生活带来了许多危害，如疾病、对环境的破坏、对生物的侵害等等。随着空气污染的影响的加剧，人们对污染控制的意识也更强了，对不同的因素各有对策。空气污染的危害和治理已成为人们关注的一个重要的问题，所以我们在老师的指导下对此展开了课题研究。 1.2我国大气污染的现状 当前我国大气污染状况依然十分严重，主要表现为煤烟型污染。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。 大气污染物排放总量现状：首先，二氧化硫带来的污染。随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加。由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围不断扩大，现已扩展到长江以南、青藏高原以东的大部分

地区，遍及广东、广西、四川、贵州、云南、湖南、江西、福建、浙江、上海、安徽、山东等十多个省、市、自治区。华中酸雨区比较严重的中心区域为长沙、衡阳和赣州；西南为宜宾、南充和重庆；华东为厦门、宁波和南京。目前年均降水PH值低于5.6酸雨临界值的地区已占全国面积的30%左右。 其次，烟尘、粉尘的污染。烟尘的主要排放源也是火电厂和工业锅炉，由于地方电厂使用的大多为低效除尘器，所以烟尘排放量一般是国家大型电厂的5-10倍。还有像电除尘器、湿式除尘器也是应该深入研究和针对各种场合大力推广的新型除尘设备。最后，机动车排气污染。受经济增长的推动，我国机动车近年来数量增长迅速。尤其是一些大城市如北京、上海、广州等机动车数量增长速率更是远远高于全国平均水平。汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。由于城市人口密集，交通运输量相对大，机动车排气污染在城市大气污染中所占比例也不断上升。 二、研究方法与过程 2.1 研究内容 空气污染的现状与对策 2.2调查过程： 调查方法：1、问卷调查2、上网调查3、同学交流 2.3研究计划 研究分四个阶段：

地球空气污染问题

地球空气污染问题 学校：佳能小学 组长：于富庄组员：马梦君范骏豪闫启健 指导教师：闫杰 一、调查背景 目前，困扰世界全球性大气污染的问题主要是温室效应与臭氧层破坏。这种污染所造成的伤害已经没有了国界的限制，足以威胁人类能否在地球上继续居住下去，其后果十分严峻，已成为与世界各国都有切身利害关系的问题，引起了普遍的关注。要解决这个问题，需要各国协调一致的行动。联合国1989年把“警惕全球变暖”作为6月5日全世界环境日主题，以唤起社会各界环境污染的关注和全世界人民对自己的生存环境的危机感与责任感 作为我们学生而言，空气污染也时时刻刻威胁着我们，影响我们的生活和健康。为此，我们开展了一次“地球空气污染问题”的研究活动，希望警钟长鸣！ 二、调查过程及结果 1、造成全球性大气污染气体的存在与危害 全球性大气污染在世界范围内引起了一系列问题。人类活动排入大气的某些化学物质如CO2、CH4、N2O、CFC(氟氯烷烃)引起温室效应，温室效应导致地球变暖。近百年来，全球地面平均气温增加了0.3—0.6℃。地球变暖引起海平面的上升，当前世界大洋温度正以每年0.1℃的速度上升，全球海平面在过去百年里上升了14.4cm，我国沿海的海平面也平均上升了11.5cm，海平面的上升将严重威胁低地势岛屿和沿海地区人民的生产、生活和财产安全。氟氯烷烃、N2O等不仅能产生温室效应，而且还能与平流层的臭氧发生作用，导致臭氧层的消耗。研究结果表明，平流层臭氧浓度减少1%，紫外线辐射量将增加2%，皮肤癌发病率将增加3%，白内障发病率将增加0.2—1.6%，因此，臭氧层的消耗，已经造成了对人体的伤害，并使农作物减产，使森林、自然生物圈生成及海洋生态平衡受到严重的影响，保护臭氧层就是保护我们人类自身的健康与安全。 人为造成的各种温室气体对全球的温室效应所起作用的比例不同，其中CO2的作用占55%，CFC占4%，CH4占5%，N2O占6%，因此，CO2的增加是造成全球变暖的主要因素。大气中二氧化碳浓度的上升，主要是由于煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧而造成的，换成燃料碳每年约为50亿吨。其次是由于森林的采伐、烧毁，用作燃料所产生的二氧化碳量大约为10亿—16亿吨/年。森林通过光合作用吸收的二氧化碳，大片森林被毁，吸收的二氧化碳的能力大大减少。此外，近年科学家发现北冰洋沿岸冻土在秋季也释放出大量的二氧化碳。由化石燃烧而排放的二氧化碳中，80%是发达国家生产的，而由森林破坏排放的二氧化碳主要发生在发展中国家。 甲烷的发生源有家畜肠胃内发酵，田地、沼泽等潮湿地带，天然气泄漏等。牛肠胃里细菌能使3%--10%的植物纤维物质变成沼气，据估计每年牛向大气释放出的沼气就有5400万吨—1亿吨。科学家发现东西伯利亚北冰洋沿岸永久性冻土中气泡里也富含甲烷，其浓度为现在空气含量的几千甚至几万倍。 大气中的N2O的主要发生源是土壤。在NH4+、NO3-等氮供应源充分的情况下，可以从潮湿的土壤中产生N2O。海洋中也同样存在着脱氮现象。人为发生源主要是肥料，据有关研究结果，化肥使用时，在很短时间内就有近1/3的氮肥脱氮进入大气中，其中约有5-20%变为N2O；燃烧树木，农作物残根和矿物，以及平流层超音速飞机的飞行也会产生N2O。 造成臭氧层破坏的主要原因是人类活动使大气中某些化合物浓度增加，使平流层臭氧的产生、消失过程失去平衡，这些化合物中主要的是氟氯烷烃、哈龙、四氯化碳和甲基氯仿等，它们是人类在工业生产过程中制造、扩散出来的，如制冷装置的冷冻剂，烟雾喷射剂、制造

点污染源空气污染扩散模型

8 点、中午12 点、晚上9 点都没有排放气体，该怎么算，是不是需要找到一个关于时间t的函数，来计算多长时间之后污染还剩下多少 c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); 这个函数对吗？该调用什么函数？ 问题： 建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。 现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高50m，主要排放物为氮氧化物。早上9 点至下午 3 点期间的排放浓度为406.92mg/m3，排放速度为1200m3 /h；晚上10 点-凌晨4 点期间 的排放浓度为1160mg/m3，排放速度为5700m3 /h；通过你的扩散模型求解该工厂方圆51 公里分别在早上浓度8 点、中午12 点、晚上9 点空气污染分布和空气质量等级。 源代码 clear all clc [x,y]=meshgrid(0:20:5100,0:20:5100); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.^0.865014; sigz=0.0757182*x.^1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel('C'), clear all clc [x,y]=meshgrid(-5100:20:5100,-5100:20:5100); Q=1836.7; z=1.5; H=50; u=1.7; sigy=0.3914238*x.^0.865014; sigz=0.0757182*x.^1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel('C'), 分享到： 2015-05-29 16:32 提问者采纳 clear all [x,y]=meshgrid(-51000:100:51000,-51000:100:51000); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.^0.865014;

空气污染的研究报告

空气污染的研究报告 大气污染调查报告 造成大气污染的原因既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产活动的迅速发展，在大量消耗能源的同时，也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区所谓干洁空气是指在自然环境下的大气(由混合气体、水汽和杂质组成)除去水汽和杂质的空气。其它主要成分是氮气，占78%，氧气，占21% ，其它各类含量不到%的微量气体(如氢、氦、二氧化碳) 首先是对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。，因此，若是大气中污染物的浓度很高时，会造成急性污染中毒，或使病状恶化，甚至在几天内夺去几千人的生命。其实，即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。 其次是对植物的危害：当大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接

使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。 大气污染对天气与气候的影响最为显著，也是危害最大的，如会减少到达地面的太阳辐射量：从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒，使空气变得非常浑浊，遮挡了阳光，使得到达地面的太阳辐射量减少。有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸，随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，还会腐蚀、污染建筑物。天气和气候的影响还会增高大气的温度，在大工业城市上空，由于有大量废热排放到空中，因此，近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做"热岛效应"。 另外是臭氧层的严重破坏问题。臭氧层占平流层总量的十万分之一，虽然含量极低，却能吸收紫外线的功能，但是由于人类破坏，臭氧层迅速耗减，被极度破坏。1985至1998年臭氧层破坏面积扩大了十倍，南极的臭氧层出现空洞。1998年1 0月前后，臭氧层破坏面积首次超过了2700平方公里，

大气污染扩散模型

第一节大气污染物的扩散 一、湍流与湍流扩散理论 1. 湍流 低层大气中的风向是不断地变化，上下左右出现摆动；同时，风速也是时强时弱，形成迅速的阵风起伏。风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流。湍流运动是由无数结构紧密的流体微团——湍涡组成，其特征量的时间与空间分布都具有随机性，但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。大气湍流的流动特征尺度一般取离地面的高度，比流体在管道内流动时要大得多，湍涡的大小及其发展基本不受空间的限制，因此在较小的平均风速下就能有很高的雷诺数，从而达到湍流状态。所以近地层的大气始终处于湍流状态，尤其在大气边界层内，气流受下垫面影响，湍流运动更为剧烈。大气湍流造成流场各部分强烈混合，能使局部的污染气体或微粒迅速扩散。烟团在大气的湍流混合作用下，由湍涡不断把烟气推向周围空气中，同时又将周围的空气卷入烟团，从而形成烟气的快速扩散稀释过程。 烟气在大气中的扩散特征取决于是否存在 湍流以及湍涡的尺度(直径)，如图5－7所示。 图5－7（a）为无湍流时，烟团仅仅依靠分子 扩散使烟团长大，烟团的扩散速率非常缓慢， 其扩散速率比湍流扩散小5～6个数量级；图5 －7（b）为烟团在远小于其尺度的湍涡中扩散， 由于烟团边缘受到小湍涡的扰动，逐渐与周边 空气混合而缓慢膨胀，浓度逐渐降低，烟流几乎呈直线向下风运动；图5－7（c）为烟团在与其尺度接近的湍涡中扩散，在湍涡的切入卷出作用下烟团被迅速撕裂，大幅度变形，横截面快速膨胀，因而扩散较快，烟流呈小摆幅曲线向下风运动；图5－7（d）为烟团在远大于其尺度的湍涡中扩散，烟团受大湍涡的卷吸扰动影响较弱，其本身膨胀有限，烟团在大湍涡的夹带下作较大摆幅的蛇形曲线运动。实际上烟云的扩散过程通常不是仅由上述单一情况所完成，因为大气中同时并存的湍涡具有各种不同的尺度。 根据湍流的形成与发展趋势，大气湍流可分为机械湍流和热力湍流两种形式。机械湍流是因地面的摩擦力使风在垂直方向产生速度梯度，或者由于地面障碍物(如山丘、树木与建筑物等)导致风向与风速的突然改变而造成的。热力湍流主要是由于地表受热不均匀，或因大气温度层结不稳定，在垂直方向产生温度梯度而造成的。一般近地面的大气湍流总是机械湍流和热力湍流的共同作用，其发展、结构特征及强弱决定于风速的大小、地面障碍物形成的粗糙度和低层大气的温度层结状况。 2. 湍流扩散与正态分布的基本理论 气体污染物进入大气后，一面随大气整体飘移，同时由于湍流混合，使污染物从高浓度区向低浓度区扩散稀释，其扩散程度取决于大气湍流的强度。大气污染的形成及其危害程度在于有害物质的浓度及其持续时间，大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在

第五章 大气污染扩散

第五章大气污染扩散 第一节大气结构与气象 有效地防止大气污染的途径，除了采用除尘及废气净化装置等各种工程技术手段外，还需充分利用大气的湍流混合作用对污染物的扩散稀释能力，即大气的自净能力。污染物从污染源排放到大气中的扩散过程及其危害程度，主要决定于气象因素，此外还与污染物的特征和排放特性，以及排放区的地形地貌状况有关。下面简要介绍大气结构以及气象条件的一些基本概念。 一、大气的结构 气象学中的大气是指地球引力作用下包围地球的空气层，其最外层的界限难以确定。通常把自地面至1200 km左右范围内的空气层称做大气圈或大气层，而空气总质量的98．2％集中在距离地球表面30 km以下。超过1200 km的范围，由于空气极其稀薄，一般视为宇宙空间。 自然状态的大气由多种气体的混合物、水蒸气和悬浮微粒组成。其中，纯净干空气中的氧气、氮气和氩气三种主要成分的总和占空气体积的99.97％，它们之间的比例从地面直到90km高空基本不变，为大气的恒定的组分；二氧化碳由于燃料燃烧和动物的呼吸，陆地的含量比海上多，臭氧主要集中在55～60km高空，水蒸气含量在4％以下，在极地或沙漠区的体积分数接近于零，这些为大气的可变的组分；而来源于人类社会生产和火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性的灾害排放的煤烟、粉尘、氯化氢、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物为大气的不定的组分。 大气的结构是指垂直（即竖直）方向上大气的密 度、温度及其组成的分布状况。根据大气温度在垂直 方向上的分布规律，可将大气划分为四层：对流层、 平流层、中间层和暖层，如图5－1所示。 1. 对流层 对流层是大气圈最靠近地面的一层，集中了大气 质量的75％和几乎全部的水蒸气、微尘杂质。受太阳 辐射与大气环流的影响，对流层中空气的湍流运动和 垂直方向混合比较强烈，主要的天气现象云雨风雪等 都发生在这一层，有可能形成污染物易于扩散的气象 条件，也可能生成对环境产生有危害的逆温气象条件。 因此，该层对大气污染物的扩散、输送和转化影响最大。 大气对流层的厚度不恒定，随地球纬度增高而降低，且与季节的变化有关，赤道附近约为15km,中纬度地区约为10～12 km，两极地区约为8km；同一地区，夏季比冬季厚。一般情况下，对流层中的气温沿垂直高度自下而上递减，约每升高100m平均降低0．65℃。 从地面向上至1～1.5 km高度范围内的对流层称为大气边界层，该层空气流动受地表影响

研究性学习结题报告：空气污染现状及对策

研究性学习研究报告 茌平县第一中学高二九班李成真课题：空气污染现状及对策 摘要：随着我国经济的快速发展和城市化程度的不断提高，城市空气环境污染问题日益严重，制约了我国城市经济的发展，威胁到国民的身体健康，因此，保护大气环境，防止空气污染的任务迫在眉睫，成为社会的焦点。特别是近几年PM2.5的提出及其危害越来越被人们所熟知，更是给市民们敲响了警钟。针对这些问题，本文将根据自己查阅文献及调查研究，分析当今空气污染状况及原因，并且提出应对空气污染的措施。 关键词：空气污染防治对策PM2.5 雾霾 引言：由于我国城市工业化进程较快，人口较为集中，而环境保护意识和措施都不到位，因此，燃煤、机动车尾气、工厂废气、逸散尘、沙尘暴等因素成为了城市环境污染的罪魁祸首，导致酸雨，雾霾。【1】本次研究我主要通过查阅近些年空气污染情况的数据，以及关注每天雾霾情况及PM2.5数值来了解污染情况。空气污染的主要原因是因为能源结构、工业布局不合理，机动车尾气排放管理滞后，市民们环境意识薄弱，监管力度不够等等导致的。【2】对此，我提出了一些应对污染的办法，比如：提高人们防治污染的意识，加快工业改革，调整能源结构，控制汽车尾气。相信只要不断提高人们意识，相关部门加强监管力度，我们的环境肯定会变得越来越好。 研究方法与过程：为了了解空气污染的现状，我每天关注各大中小城市的空气质量状况。利用寒假的时间，我花费了大量时间上网查阅近些年的空气污染情况，并且查阅文献来获取相关资料。为了了解市民关于空气污染以及雾霾天气的罪魁祸首PM2.5的认知情况，同时希望借此机会能加强人们对于空气污染的重视程度，掌握一定的防范雾霾天气的小常识，我还发放了调查问卷(见附：调查问卷）100份，主要在广场，超市等人员密集区进行调查，并且达到了很好的效果。除此之外，我还前往茌平环保局对于一些专业名字进行咨询并且从那儿获取了一些关于空气污染详细信息。 结果：近年来，我国许多省份雾霾天气频发，导致的健康危害引起社会广泛关注。2013年我国出现了持续大规模的雾霾天气，PM2.5频频爆表，雾霾覆盖范围涉及了17个省市自治区四分之一的国土面积，影响人口约6亿。据环保部门监测数据显示，74个城市空气质量总体超标天数比例为68.4%，重度和严重污染的比例达到30.2%，其中PM2.5超标尤其严重，平均超标率为68.9%，最大日均值达到766μg/m3 。媒体报道的多为大中城市的污染指数，而大家所不知的是小城市由于政府管理力度小，违法小工厂小作坊更多，因此污染更严重，而我们聊城市加上处在华北平原的重灾区，空气质量可想而知，PM2.5含量多次进入全国大中小城市污染状况排名的前列。 说到这儿，不得不提的就是PM2.5。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，是造成雾霾天气的元凶。在2012年全国环境保护工作会议上，PM2.5监测时间表正式出台，PM2.5污染防治已经成为“十二五”环境保护工作的重要内容之一。大量研究表明，对人体健康危害最大的颗粒物就是PM2.5，这些颗粒物可以穿过肺部并存留在肺的深处，主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害。 针对空气污染及PM2.5的相关问题，我设计了一份调查问卷，旨在调查

大气污染物扩散高斯模型模拟

大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散Gaussian Atmospheric Dispersion Model 突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。 高斯扩散模型 高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。 在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x轴指向风向，y轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式: (mg/s); x、y、z轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m)；u 表示平均风速(m/s)；t表示扩散时间(s)；H 表示泄漏源的高度(m)。 同理，高斯烟羽模型的表达式如： 技术方法 若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。整个过程的示意图如图所示

空气污染的调查报告

空气污染的调查报告 导读：本文空气污染的调查报告，仅供参考，如果觉得很不错，欢迎点评和分享。 空气污染的调查报告（一） 在全国上榜的中国32个城市中，成都位列第25名，污染情况较严重。 这种可吸入颗粒物主要来源于烟囱和汽车尾气，对人体呼吸系统危害大。目前，成都市对此已有监测，今年还增加了细颗粒物监测等项目。 成都污染程度只比北京好一点？ 该报告依据各国在20**年至20**年内的报告数据，测量了全球91个国家近1100个城市空气中小于10微米的颗粒物（即可吸入颗粒物）含量，主要分析指标为此类悬浮颗粒物的重量。 昨日，天府早报记者查询了世界卫生组织官方网站。该报告显示，可吸入颗粒浓度数据全球的平均值为每立方米71微克。美国、加拿大为全球空气质量最好国家。伊朗、印度、巴基斯坦的城市和蒙古首都是全球空气污染最严重的。 相比以上亚洲国家，中国状况稍好点。报告列出的国内32个省会城市或直辖市中，成都可吸入颗粒浓度为每立方米111微克，排名国内城市第25名，污染情况较严重。 此外，海口污染指数最低，兰州污染指数最高；北京每立方米

121微克（第28）、上海每立方米81微克（第11）、广州则是每立方米70微克（第7）。 本土空气监测全市38个监测点 成都有无关于可吸入颗粒物的监测？对此项又是如何监测？ 昨日，天府早报记者在成都市环保局网站看到，首页左侧边栏公布着成都市中心城区和周边区县每日和预报明日的空气污染指数。根据其显示，大成都范围内空气质量基本都是良，而主要污染物则基本是可吸入颗粒物。 目前，成都市共有38个环境空气监测点位（均为自动监测站），其中8个国控监测点位，分别位于人民公园、草堂寺、梁家巷、沙河铺、金泉两河、三瓦窑、十里店和三道堰。成都中心城区每天的空气污染指数，就是来源于这8个点位。 今年，成都市被环境保护部列为全国26个开展《城市环境空气质量评价办法（试行）》试点监测工作城市之一。成都对空气中污染物的监测，将从原来的二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物等3项，增加为细颗粒物、一氧化碳、臭氧等共11项。 可吸入颗粒物PM10 PM10指粒径在10微米以下的可吸入颗粒物，它能够渗入到肺部并可能进入血液循环，引起心脏病、肺癌、哮喘和急性下呼吸道感染。每年全球有200多万人因吸入细小微粒而死亡。汽车尾气是可吸入颗粒物主要来源之一。 可吸入颗粒物PM10：空气中的“隐形杀手”

空气污染物相关性统计分析

数理统计课程作业报告 题目：郑州市主要空气污染物相关性分析课程：数理统计 学院：物流工程院 专业：物流工程专业 姓名：原上草 学号： 666666666668 2015年12月20 日

目录 一、研究背景 (4) 二、污染物各月数据特征分析 (4) 三、郑州与杭州空气质量比较分析 (6) 四、多元线性回归模型 (7) 4.1 PM2.5浓度相关性分析 (7) 4.2建立模型 (8) 4.3求解模型 (8) 4.4残差分析 (9) 4.5模型预测 (9) 五、总结 (10) 参考文献 (11) 附件程序 (12)

摘要 本文选取了2014年12 月至2015年11月期间郑州市主要空气污染物浓度数据，首先分析了郑州市各个月空气中PM2.5、PM10、CO、SO2和NO2的污染物浓度数据的特征值, 探讨了空气污染物浓度的时间变规律；然后对比了郑州市和杭州市AQI指标，分析空气污染物的空间变化规律；最后采用MATLAB软件分析了PM2.5与其它主要空气污染物之间的相关性得到了 350.39*143.99*20.032 =-+++-的多元线性回归模型，用12月份的y x x x x 数据进行预测PM2.5浓度与真实值比较，结果表明该模型能较好的拟合PM2.5与其它污染物间相关性。 关键词:多元线性回归；特征分析；空气污染物；相关性

一、研究背景 随着城市社会经济快速发展、资源能源消耗和污染物排放总量的增长，城市的空气污染问题越来越突出，长期积累的环境风险开始出现。在2 0 1 2 年2月，国家出台了新版《环境空气质量标准》（GB3095—2012)，调整了部分污染物浓度限值，并增设PM2.5和O3浓度限值，对环境监测环境管理和环境评价提出了新的要求。城市环境空气质量的好坏与气象条件密切相关，研究和解决空气质量问题，通过分析各污染物浓度之间相关性，才可能准确掌握城市大气污染规律，对改善城市空气质量、提高人民健康水平有重要意义。本文重点分析了郑州市PM2.5浓度与其他主要空气污染物浓度的相关性。 二、污染物数据特征分析 郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雪。四季分明的特点在污染物的时空分布上也是表现的十分明显。本文对郑州市最近12个月空气中PM2.5、PM10、CO、SO2和NO2的污染物浓度特征值进行分析，主要污染物的变化情况如下所示： 表一：PM2.5浓度特征值 表二：PM10浓度特征值

空气污染的调查报告

空气污染的调查报告 （一） 在全国上榜的中国32个城市中，成都位列第25名，污染情况较严重。 这种可吸入颗粒物主要来源于烟囱和汽车尾气，对人体呼吸系统危害大。目前，成都市对此已有监测，今年还增加了细颗粒物监测等项目。 成都污染程度只比北京好一点？ 该报告依据各国在20**年至20**年内的报告数据，测量了全球91个国家近1100个城市空气中小于10微米的颗粒物（即可吸入颗粒物）含量，主要分析指标为此类悬浮颗粒物的重量。 昨日，天府早报记者查询了世界卫生组织官方网站。该报告显示，可吸入颗粒浓度数据全球的平均值为每立方米71微克。美国、加拿大为全球空气质量最好国家。伊朗、印度、巴基斯坦的城市和蒙古首都是全球空气污染最严重的。 相比以上亚洲国家，中国状况稍好点。报告列出的国内32个省会城市或直辖市中，成都可吸入颗粒浓度为每立方米111微克，排名国内城市第25名，污染情况较严重。 此外，海口污染指数最低，兰州污染指数最高；北京每立方米121微克（第28）、范文TOP100上海每立方米81微克（第11）、广州则是每立方米70微克（第7）。

本土空气监测全市38个监测点 成都有无关于可吸入颗粒物的监测？对此项又是如何监测？ 昨日，天府早报记者在成都市环保局网站看到，首页左侧边栏公布着成都市中心城区和周边区县每日和预报明日的空气污染指数。根据其显示，大成都范围内空气质量基本都是良，而主要污染物则基本是可吸入颗粒物。 目前，成都市共有38个环境空气监测点位（均为自动监测站），其中8个国控监测点位，分别位于人民公园、草堂寺、梁家巷、沙河铺、金泉两河、三瓦窑、里店和三道堰。成都中心城区每天的空气污染指数，就是来源于这8个点位。 今年，成都市被环境保护部列为全国26个开展《城市环境空气质量评价办法（试行）》试点监测工作城市之一。成都对空气中污染物的监测，将从原来的二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物等3项，增加为细颗粒物、一氧化碳、臭氧等共11项。 可吸入颗粒物PM10 PM10指粒径在10微米以下的可吸入颗粒物，思想汇报 专题它能够渗入到肺部并可能进入血液循环，引起心脏病、肺癌、哮喘和急性下呼吸道感染。每年全球有200多万人因吸入细小微粒而死亡。汽车尾气是可吸入颗粒物主要来源之一。 可吸入颗粒物PM10：空气中的“隐形杀手” 成都中心城区8个监测点位

大气污染物扩散的影响因素探究

大气污染物扩散的影响因素探究 地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响，下面是小编搜集整理的一篇探究大气污染物扩散影响因素的论文范文，供大家阅读了解。 1大气污染物扩散影响因素辨析 污染物从污染源排放到大气中，只是一系列复杂过程的开始，污染物在大气中的迁移、扩散是这些复杂过程的重要方面。这些过程都是发生在大气中，大气的性状在很大程度上影响污染物的时空分布。实践证明，风向、风速、大气稳定度、温度的空间差异、地面粗糙度、雨和雾等，是影响大气污染的主要因素。 污染物在大气中的扩散与过境风、湍流和温度梯度密切相关，过境风可使污染物向下风向迁移和扩散，湍流可使污染物向各方向扩散，温度梯度可使污染物发生质量扩散，风和湍流在污染物迁移过程中起主导作用。 根据湍流形成的原因可分为两种湍流，一种是动力湍流，它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生，它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等;另一种是热力湍流，它起因于地表面温度与地表面附近的温度不均一，近地面部分空气受热膨胀而上升，随之上面的冷空气下降，从而形成垂直运动。湍流具极强的扩散能力，它比分子扩散快105-106倍，湍流越剧烈，污染物的扩散速度就越快，污染物浓度就越接近区域平均水平。 降水能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物;雾像一顶盖子，

虽然能稀释部分酸性污染物，却会使空气污染状况短时间内加剧。 地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响。山区地形、海陆界面、大中城市等复杂地形均对大气污染物扩散产生影响。 城市建筑密集，高度参差不齐，因此城市下垫面有较大的粗糙度，对风向、风速影响很大，一般说城市风速小于郊区，但由于有较大的粗糙度，城市上空的动力湍流明显大于郊区。 2各因素对大气污染物扩散的影响 2.1城市“热岛效应”.城市“热岛效应”的影响效果与城市规模有关。一般大城市中心区域与周围乡村温差可达7℃以上，而中等城市可达5℃左右。城市“热岛效应”对城市大气污染物扩散的主要影响体现在：加大了市中心区域空气扰动，其产生的热力湍流加速了该区域的污染物混合，同时在静小风情况下阻碍污染物向周边区域输送，使大气污染物更易于在城市中心区域聚集并滞留，所以一般城市中心区域大气污染物浓度较高。 2.2大气稳定度。大气稳定度对大气污染物扩散影响较大，大气稳定度从稳定到不稳定，决定了大气对污染物的扩散能力从难以扩散到有利于污染物扩散的过程。 2.3粗糙度。粗糙度对污染物扩散的影响分两方面：一是形成湍流，加快大气污染物混合，避免局部浓度过高现象发生;二是高层建筑容易形成类似过山气流的污染物闭塞区，使大气污染物在高层建筑背后避风区聚集并滞留，不容易向其它区域扩散。这也是大中城市中心区域大气污染物浓度一般高于周边地区的一个原因。

空气污染问题研究

承诺书 我们仔细阅读了五一数学建模联赛的竞赛规则。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与本队以外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其它公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们愿意承担由此引起的一切后果。 我们授权五一数学建模联赛赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号为（从A/B/C中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为： 参赛组别（研究生或本科或专科）：本科 所属学校（请填写完整的全名） 参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 日期：年月日 获奖证书邮寄地址：

编号专用页 竞赛评阅编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）： 裁剪线裁剪线裁剪线竞赛评阅编号（由竞赛评委会评阅前进行编号）： 参赛队伍的参赛号码：（请各参赛队提前填写好）：2832

题目空气污染问题研究 摘要 本文主要研究空气污染的相关问题，并以京津冀地区为例。运用了层次分析加权法、半集均方差原理、高斯烟羽模型、ADMS模型等方法。并用Matlab和Mathematica软件进行求解分析。本文的创新点在于：在我国原有的空气质量计算模型的基础上，用半集均方差原理对其模型进行改进，使改进后的模型更具合理性。 针对问题一，首先根据《HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定》里的一维插值分析法，得到空气污染指数（AQI）。并发现这种方法以偏概全的缺点，再采用层次分析加权法得到各个污染物IAQI所占的权重。并计算得到了优于一维插值分析法来反映 。最后根据美标污染的总体水平的公式，得到新的计算空气质量指数模型：AQI=Q+S h 和国标AQI的不同标准进行均值，得到新的空气质量等级划分方法。 针对问题二，首先利用近年来京津冀地区大气污染的调查数据，得到该地区的空气主要污染源是燃煤、机动车和工业。再采用超标倍数赋权法，并将权值归一化，这样既可突出环境质量评价中主要污染物的作用，又考虑了不同污染物标准值的差异。最后利用 。权重模糊矩阵和Matlab软件的求解，得出京津冀地区主要污染物是PM2.5、PM10和SO 2针对问题三，首先以单一污染源为模型，对烟囱的排放做分析，建立笛卡尔右手直角坐标系。根据污染物扩散呈正态分布的基础上建立高斯烟羽模型坐标系，并利用Pasqui11和Briggs扩散参数，确定污染物扩散系数与大气稳定类型的关系。通过模型在MATLAB上获得扩散仿真图。最后根据建立的模型解出该工厂周围分别在早上8 点、中午12 点、晚上9 点空气质量等级分别是中等、非常不健康、不健康。 针对问题四，首先对单一污染源模型进行改进。就汽车尾气的问题，建立一个ADMS 模型。接着参考北京市二环、四环、六环路在不同时间段不同的车流量及其尾气排放。用mathematica软件获得三个曲线图，分别代表了不同时间的空气污染分布。最后利用建立的模型，得到早上8 点、中午12 点、晚上9 点时的空气质量等级分别为不健康、中等和非常不健康。 针对问题五，根据以上问题对污染物权重的分析，得出影响空气质量的关键参数为PM2.5和PM10。最后根据污染问题给出建议报告及实现“APEC”蓝天的可行性措施和建议。 关键词层次分析加权法半集均方差权重模糊矩阵 Matlab 高斯烟羽模型 ADMS 模型

大气污染及危害研究性学习课题报告

２０１０级学生研究性学习 课题名称：大气污染及危害填报日期： 课题组长：谭清风郭彦君指导老师： 课题成员：魏文抒郑鑫曾淑琪吴诗雅洪豆陈思杰王德萱 班级：高二（７）班 简要背景说明：由于工业发展、人口增加、森林砍伐等原因，使大气成分发生了变化。这种变化主要表现为二氧化碳、甲烷、氯氟烃等温室气体的含量上升。据测定，80年代温室气体的增长率：二氧化碳0.5%、甲烷0.9%、氯氟烃4.5%。通常所说的大气污染就是指温室气体急剧增加的现象。全球大气污染产生哪些严重后果呢？ 1、气候变暖温室气体具有这样的特性：让阳光通过，但强烈吸收地面发出的长波辐射，从而使气温上升，起到了温室的作用。本世纪以来全球平均气温升高了0.5℃，如果温室气体按目前的速度增加，到2030年，全球平均气温将再提高2~3℃，灾害性天气和异常天气将更加频繁。 2、平流层臭氧层变薄距地面20~30公里的平流层中存在一个臭氧层，它能强烈吸收阳光中的紫外线，从而保护地球生物免遭伤害。但是，工业生产中释放的氯氟烃气体强烈地破坏臭氧层，使之减少变薄，甚至出现南极臭氧空洞。 3、光化学烟雾的形成，光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒害作用，可导致成千上万人受害或死亡，还可使植物褪掉绿色、改变颜色，造成叶伤、叶落、花落和果落，直到减产或绝收。此外，还可使家畜发病率增高，使橡胶制品龟裂老化、腐蚀金属、损坏各种器物、材料和建筑物等。 4、产生酸雨工业生产中释放的二氧化硫和氧化氮使降水中酸性成分增加，形成酸雨。酸雨可使湖泊酸化，造成鱼类死亡；酸雨还可遏制森林生长，甚至导致森林死亡。 大气污染的危害是严重的，保护大气已成为各国政府和人民的共同心愿。基于以上种种问题，我们课题组将就大气污染的危害与防治展开研究。 课题的目的和意义：之所以选择这个题目是由于随着工业发展，人口增加，森林砍伐等原因，使大气成分发生了变化。大量的污染物进入环境，这些污染物破坏生态环境，影响人体健康，并损害其他生物。大气污染的危害是严重的，保护大气已成为各国政府和人民的共同心愿，基于以上原因，我们课题组就选择了就大气污染的危害展开研究，通过组织学生进行一系列有关大气污染的调查、宣传活动，使学生认识大气污染的特点及大气污染对环境的严重危害，增强学生的环境保护意识，并能根据我们周围空气污染的情况，提出建议\防治或减少大气污染。保护环境是我国的一项基本国策，是可持续发展战略的重要内容，直接关系现代化建设的成败和中华民族的复兴。经济建设绝不能以破坏人类生存环境为代价，不能把环境保护同经济建设对立起来或割裂开来。要把认识真正统一到走可持续发展的道路上来，要让这种思想深入人心，绝不能做“吃祖宗饭、断子孙生路”的事情。大气污染是多种多样的，影响范围广。①大气污染直接或间接地影响人体健康，引起感官和生理机能的不适反应，产生亚临床的和病理的改变，出现临床体征或存在潜在的遗传效应，发生急、慢性中毒或死亡等；②影响动、植物生长； ③破坏建筑物和建筑材料；④改变世界气候。 课题研究活动计划：指导教师： 课题组成员：小组全体同学。