关于大气污染问题的数学建模论文

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1.问题重述问题重述

大气是指包围在地球外围的空气层,是地球自然环境的重要组成部分之一。人类生活在大气里,洁净大气是人类赖于生存的必要条件。一个人在五个星期内不吃饭或 5 天内不喝水,尚能维持生命,但超过 5 分钟不呼吸空气,便会死亡。随着地球上人口的急剧增加,人类经济增长的急速增大,地球上的大气污染日趋严重,其影响也日趋深刻,如由于一些有害气体的大量排放,不仅造成局部地区大气的污染,而且影响到全球性的气候变化。因此,加强大气质量的监测和预报是非常必要。目前对大气质量的监测主要是监测大气中 SO2 、 NO2 、悬浮颗粒物(主要为 PM10)等的浓度,研究表明,城市空气质量好坏与季节及气象条件的关系十分密切。附件给出城市 A、B、C、D、E、F 从 2003 年 3 月 1 日至 2010 年 9 月 14 日测量的污染物含量及气象参数的数据。请运用数学建模的方法对下列问题作出回答: 1.找出各个城市 SO2 、 NO2 、PM10 之间的特点,并将几个城市的空气质量进行排序。 2.对未来一周即 2010 年 9 月 15 日至 9 月21 日各个城市的 SO2 、 NO2 、PM10 以及各气象参数作出预测。 3.分析空气质量与气象参数之间的关系。 4.就空气质量的控制对相关部门提出你的建议。

2.问题分析问题分析

本题为生活中的实际问题,层层递进式提出四个问题,分别需要对空气污染因素以及气象参数进行分析求解。第一问为评价性问题,先从城市内部个污染物特点出发,再到城市之间空气质量进行比较。第二问是预测性问题,通过对给出的数据进行分析,预测各项参数之后的趋势。第三问是寻找关联性问题,要求找出空气质量与气象参数之间的关系。第四问为开放型问题,可通过之前得出的结论或者相关文章及模型提出建议。 2.1 问题 1 通过查阅资料,运用已有的 API 对各个城市的各项污染指标进行计算,得出各个污染指数 API 月平均的折线图,观察,得出各城市各项指标的特点。鉴于求解城市 API 时有一定的误差,故选择综合评价模型,对数据进行标准化处理之后,确定动态加权函数,对模型进行求解,排名。检验模型后确定结论的合理性。 2.2 问题 2 预测模型主要有灰色预测,时间序列等模型。由所给数据以及问题可知该预测模型为时间序列。随机选取气象参数之一气温(tem)为例进行分析,先通过 SPSS 软件得到其时序图,观察其走势,对其做平稳化处理。然后以最小 BIC 为标准,构造模型,进一步应用 SPSS 软件求解,得出各项参数,并预测出 2010 年 9 月 15 日至2010 年 9 月 21 日的数据。其余各城市各污染物浓度以及气象参数应用类似方法进行求解。最后,由于 F 城市所提供数据与需要预测日期相隔较远,故只做出定性的分析预测。 2.3 问题 3 空气污染物与气象要素关系密切,研究的方向多为相关性分析与回归分析或从理论上描述气象要素对污染物迁移扩散的影响。但是回归分析应用于处理不相

关变量之间关系,而典型相关性分析能很好地解决由于变量之间相关而导致回归准确性降低的问题。并且观察原始数据发现,其中只有一组气象参数,故猜测气象参数是在其中某一个城市所采集。现应用典型相关性分析分别分析 A、B、C、三城市空气污染物 SO2 、 NO2 、PM10 与气象要素这两组数据间的关系。求出不同季节的相关系数,判定气象参数最有可能是属于哪一城市的。再对该城市进行偏相关性分析,最终得出污染物与气象参数之间的关系。该过程由

SPSS 直接完成。 2.4 问题 4 依据第三问所求得的气象参数和与其对应城市之间的关系,分析影响各污染物浓度的主要因素,依此对有关部门提出合理的建议,以提高该城市的空气质量。

3.数据处理数据处理

对附件中数据整体浏览,将不合理的数据进行删除: 2005 年 11 月 7 日的tem 为 611.5,2010 年 6 月 6 日的 mmgh 为 267.109,依据常识,该两组数据均为记录错误,故删去不予考虑 3.1 问题 1 对各项指标的数据进行月平均处理.以便进行模型的计算。 3.2 问题 2 基于数据的不完整性,只选择具有连续性的数据(2010 年 1 月 20 日至 2010 年 9 月 20 日)对问题二进行分析预测。 3.3 问题 3,4 将一年分为春季季风季(3-5 月)和冬季采暖季(11-2 月)两部分,分别进行分析。

4.模型基本假设模型基本假设

1、各组数据真实可信,且是在同一地点同一时间采集,不考虑人为因素,具有统计、预测意义。

2、假设 A、B、C、D、E、F 六个城市的发展状况大体相同,即发展速度没有明显差异。

3、 API 指标真实可靠,所给数据具有参考统计意义。

4、月 API 平均值能很好的代表该月空气质量,具有比较意义。

5、对 F 城市进行定性预测时,A、F 城市发展状况基本相同,有比较价值。

6、第三问中,根据数据的对应关系,假设气象参数是在 A、B、C 三城市中某一个城市所采集。

5.符号说明符号说明

API I

空气污染指数某污染物的污染指数该污染物的浓度在 API 分区表中最接近C 值得两个值

C

C大 C小

I 大 I小

在 API 分区表中最接近 I 值得两个值三项污染指标标准化值区间最小值区间最大值区间边界权重被评价指标的综合评价值城市每个城市的 Borda 数时间序列模型阶数差分阶数延迟算子均方差复相关系数

xi (i = 1, 2, 3)

mj Mj

( ak j ) , bk( j )

w j ( x )( j = 1, 2 L , m)

X

Si

B j ( Si )

{Xt}

P

d

B

σ

R

6.模型的建立与求解模型的建立与求解

6.1 问题 1 6.1.1 问题一第一部分通过查阅资料,可以找到 API,即空气质量污染指数标准,由此计算每个城市各项指标的月 API 平均值,对各项数值进行比较,得出各个城市三项指标特点。 6.1.1.1 各项指标月 API 平均值求解根据表一:

计算各项指标的 API 值:设 I 为某污染物的污染指数, C 为该污染物的浓度。则: I ?I I = 大小 (C ? C小 ) + I小 C大 ? C小式中: C大 C小:在API 分区表中最接近 C 值得两个值

I 大 I小:在 API 分区表中最接近 I 值得两个值

6.1.1.2 各城市各项指标月 API 平均值折线图

图一:各城市各项指标月 API 平均值折线图

6.1.1.3 结果分析整体分析图表可以看出 A、B、C、D、E 五个城市 SO2、NO2、PM10 等污染物浓度均呈现波动性并且有缓慢下降趋势。分析 A 城市数据,发现 A 城市 PM10 浓度与 B 城市差别并不显著,但是观察发现 A 城市 PM10 的值在 2010 年 8 月后有所回升,这一点也可由数据得到验证。 B 城市 SO2 波动性很强,但是下降的趋势并不是非常的明显,说明 B 城市可能有一些周期性的污染源需要治理。 B 城市的 PM10 波动性强有明显下降趋势,而这说明 B 城市很有可能在 2010 年采取过一些相应的积极措施,使得该城市 PM10 浓度在短期内大幅度下降。而 A、B 两城市的 SO2 和 PM10 数值均明显高于 NO2 的数值,且两城市污染物的波动方式相似,可粗略认为 A、B 两城市有部分工业

或者结构上的相似。分析 C、D 两城市可知 SO2、NO2、PM10 浓度较平稳波动,只有 PM10 在个别时段有较大的起伏,而在其他时间序列内均趋于平缓变化。C、D 两城市的 PM10 曲线在同一时间明显偏高,可推论在那一段时间有某些外界因素使得两个城市的 PM10 数值共同上升。分析 E 城市空气污染物浓度可知,E 城市 SO2、NO2、PM10 浓度均在一定范围内平稳变化,说明该城市在所选时间段内空气质量比较平稳。由于 F 城市数据严重不足,只有从 2004 年 9 月

1 日到 2009 年 1

2 月 27 日的采集数据,故在 F 城市数具有统计意义的前提下,由图可知观看出 F 城月平均污染物浓度大致呈现平稳趋势。 6.1.2 问题一第二部分根据问题对 API 分析发现,对于城市 API 值计算中,原理为取三项指标的最大值,这会造成相应的误差,故在分析第一问的第二部分时,只参考 API 的划分标准,应用综合评价模型。 6.1.2.1 数据的标准化处理对所给的空气污染标准(API)进行标准化处理,记三项指标: SO2 、 NO2 、 PM10 的数值分别为 x1 , x2 , x

3 。 x 三项指标的数据均为极小型指标(即指标值越小越好),对其指标 j 做标准化处理,即令: xj ? mj x 'j = (1 ≤ j ≤ m) M j ? mj

' 其中 m j = min{xij } , M j = max{xij } 。则相应的指标值变为{xij } ∈ [0,1] ,即为无量

1≤ i ≤ n 1≤i ≤ n

( 纲的标准化指标,对应的分类区间 [ ak j ) , bk( j ) ) 也随之相应的变化,在这里为了方便 ( 仍记为[ ak j ) , bk( j ) ) ( k = 1, 2 L K ;1 ≤ j ≤ m ) 。

(1) SO2 的标准化

x1 ( k )' ' 取 m1 = 0 , M 1 = 2.62 , x1 = 2.62 ,则其标准化数据为: xi1 ∈ [0,1] 对应的分类区间为: ( 0, 0.01908] , ( 0.01908, 0.05725] , ( 0.05725, 0.30534] , ( 0.30534, 0.610687 ] ,

( 0.610687, 0.801527] , ( 0.801527,1] , (1, ∞ )

(2) NO2 的标准化

x2 ( k )' ' 取 m2 = 0 , M 2 = 0.94 , x2 = 0.94 ,则其标准化数据为: xi 2 ∈ [0,1] 对应的分类区间为: ( 0, 0.0851] , ( 0.0851, 0.12766] , ( 0.12766, 0.29787] , ( 0.29787, 0.601064] ,

( 0.601064, 0.79787 ] , ( 0.79787,1] , (1, ∞ )

(3)PM10 的标准化

' 取 m3 = 0 , M 3 = 0.6 , x3 =

' x3 ,则其标准化数据为:xi(3k ) ∈ [0,1] 0.6

对应的分类区间为: ( 0, 0.08333] , ( 0.08333, 0.25] , ( 0.25, 0.58333] , ( 0.58333, 0.7] ,

( 0.7, 0.8333] , ( 0.8333,1] , (1, ∞ )

6.1.2 动态加权函数确定根据这一实际问题,通过对 SO2 、 NO2 、PM10 三项指标的变化关于空气质量的分析,可得其变化的规律为:先是缓慢增长,中间有一个快速增长的过程,最后平缓增加趋于最大值。此增长规律可取动态加权函数为偏大型正态分布函数,即:

x ?α j 2 ? ?( ) ?1 ? e σ j ,当x > α时 j w j ( x) = ? ?0, 当x ≤ α

j时 ?

1 其中αj 不妨取指标 x j 的第一类空气质量标准的中间值,αj = (b1( j ) ? a1( j ) ) ,σ j 即 2

( 由 w j (α 4 j ) ) = 0.9(1 ≤ j ≤ m) 确定。

6.1.3 综合评价模型的构建根据标准化后的评价值,不妨仍用 xi 表示,以及相应的动态加权函数建立综合评价模型来对被评价的 6 个城市的空气质量进

行评 w j ( x )( j = 1, 2 L , m) ,价,在此,取综合评价模型为个评价指标的动态加权和,即:

X = ∑ wj (xj ) ? x j

j =1

m

其函数值 X 为被评价对象的综合指标值。求出权后,可将 6 个城市的三项指标求期望,定量地得出每个城市中三项指标的权值。利用附件中给出的 31 个月的较为完整的数据,计算可得 ABCDE 五个城市的空气质量评价性指标,即可得到一个综合评价矩阵( X ij )5×31 ,其结果如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

A 0.476425 0.381491 0.702262 0.9297 1.373017 0.877467 0.271782 0.686075

1.063705 0.564121 0.314058 0.435823 0.501583 0.284465 0.235934 0.398959 0.424451 0.458363 0.456919 0.446059 0.868274 0.834579 0.403206 0.280225 0.341758 0.308462 0.380315 0.313684 0.351124 0.228374 0.346638

B 0.303438 0.498985 1.28647 0.687311 1.920787 1.315438 0.91516 1.058576

0.341397 0.217748 0.35661 0.59315 0.772306 0.300834 0.094631 0.293223

0.505005 0.540773 0.221436 0.35502 0.625685 1.324365 0.607239 0.292826 0.273846 0.377646 0.090987 0.25794 0.287037 0.054159 0.056442

C 0.698787 0.556359 1.484706 1.528822 1.269957 0.928815 0.750946 0.789271

1.043505 0.736811 0.11028 0.083148 0.502327 0.182368 0.051389 0.130723 0.263 0.232642 0.033683 0.294002 0.206786 0.775048 0.491127 0.302021 0.423343 0.234013 0.255549 0.259855 0.433794 0.377645 0.556944

D 0.302569 0.359134 0.822486 1.206963 2.55766 1.470042 0.668237 0.851067

1.067541 0.482838 0.660173 0.970207 0.766494 0.307514 0.126033 0.372076 0.523319 0.492452 0.140179 0.197943 1.164987 1.953669 1.028786 0.528111 0.713929 0.430849 0.538002 0.535164 0.540333 0.107161 0.188923

E 0.401887 0.497556 1.363383 1.23413 1.418137 1.001621 0.37903 0.805593

1.027358 0.878122 0.296628 0.782054 0.647517 0.650854 0.17728 0.427288 0.446048 0.261007 0.307473 0.135436 0.963372 1.411269 1.024163 0.631015 0.660584 0.377989 0.345346 0.174778 0.445141 0.121265 0.296768

表二:ABCDE 五个城市综合评价矩阵同时,利用附件中给出的 4 个月(2004.9 至 2004,12)的数据,经计算可得 ABCDF 六个城市的空气质量评价指标,得到矩阵( X ij )5×4 ,结果如下。

1 2 3 4 A 0.916259 1.666694 1.513127 1.125178 B C D F 1.202782 1.14553

1.230084 0.378736 1.664566 1.700076 1.694219 0.5327

2.133845 1.46316

2.57927

大气污染与防治论文

中国大气污染现状与防治技术综合分析 一、大气污染的综合防治 大气的污染物,无论是颗粒状污染物或是气体状污染物,都有能够在大气中扩散、污染面广的特点,这就是说,大气污染带有区域性和整体性的特征。正因为如此,大气污染的程度要受到该地区的自然条件、能源构成、工业结构和布局、交通状况以及人口密度等多种因素的影响。在本文以后所论述的各种治理技术只是对点污染源排放的污染物进行治理,不能解决区域性的大气污染问题。对于区域性大气污染问题,必须通过采取综合防治的措施加以解决。 所谓大气污染的综合防治,就是从区域环境的整体出发,充分考虑该地区的环境特征,对所有能够影响大气质量的各项因素作全面、系统的分析,充分利用环境的自净能力,综合运用各种防治大气污染的技术措施,并在这些措施的基础上制定最佳的防治措施,以达到控制区域性大气环境质量、消除或减轻大气污染的目的。 大气污染综合防治涉及面比较广,影响因素比较复杂,一般来说,可以从下列几个方面加以考虑。 (1)全面规划,合理布局 大气污染综合防治,必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发,对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、时空分布作全面的调查研究,并在此基础上,制定控制污染的最佳方案。 工业生产区应设在城市主导风向的下风向。在工厂区与城市生活区之间,要有一定间隔距离,并植树造林、绿化、减轻污染危害。对已有污染重,资源浪费,治理无望的企业要实行关、停、并、转、迁等措施。 (2)改善能源结构,提高能源有效利用率 我国当前的能源结构中以煤炭为主,煤炭占商品能源消费总量的73%,在煤炭燃烧过程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)以及悬浮颗粒等污染物。因此,如从根本上解决大气污染问题,首先必须从改善能源结构入手,例如使用天然气及二次能源,如煤气、液化石油气、电等,还应重视太阳能、风能、地热等所谓清洁能源的利用。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本性的改变。对此,当前应首先推广型煤及洗选煤的生产和使用,以降低烟尘和二氧化硫的排放量。 我国能源的平均利用率仅30%,提高能源利用率的潜力很大。我国有20余万台锅炉,年耗煤2亿多吨,因此,合理选择锅炉,对低效锅炉的改造、更新、提高锅炉的热效率,能够有效地降低燃煤对大气的污染。 (3)区域集中供热 分散于千家万户的燃煤炉灶,市内密集的矮小烟囱是烟尘的主要污染源。发展区域性集中供暧供热,设立规模较大的热电厂和供热站,用以代替千家万户的炉灶,是消除烟尘的有效措施。这样还具有以下各项效益:①提高热能利用率;②便于采用高效率的除尘器;③采用高烟囱排放;④减少燃料的运输量。 (4)植树选林、绿化环境

关于室内空气污染的调查报告

竭诚为您提供优质的服务,优质的文档,谢谢阅读/双击去除 关于室内空气污染的调查报告 随着居民生活水平的提高,住房室内装修已成为一种必须的生活时尚,但常常豪华装修的背后是令人触目惊心的室内污染。那么室内装修常见的污染物有哪些?对人有哪些潜在的危害?如何采取一些防控措施?以下做一些简单的介绍。 室内装修常见污染物及其危害 甲醛是一种无色易溶的刺激性气体。刨花板、密度板、胶合板等人造板材、胶粘剂和墙纸是空气中甲醛的主要来源,释放期长达3~15年。可经呼吸道吸收,甲醛对人体的危害具长期性、潜伏性、隐蔽性的特点。长期吸入甲醛可引发鼻咽癌、喉头癌等严重疾病。 苯是一种无色、具有特殊芳香气味的气体。胶水、油漆、

涂料和黏合剂是空气中苯的主要来源。苯及苯系物被人体吸入后,可出现中枢神经系统麻醉作用;可抑制人体造血功能,使红血球、白血球、血小板减少,再生障碍性贫血患率增高;还可导致女性月经异常,胎儿的先天性缺陷等。 氡是一种无色、无味、无法察觉的惰性气体。水泥、砖沙、大理石、瓷砖等建筑材料是氡的主要来源,地质断裂带处也会有大量的氡析出。氡及其子体随空气进入人体,或附着于气管粘膜及肺部表面,或溶入体液进入细胞组织,形成体内辐射,诱发肺癌、白血病和呼吸道病变。世界卫生组织研究表明,氡是仅次于吸烟引起肺癌的第二大致癌物质。 氨是一种无色而有强烈刺激气味的气体。主要来源于混凝土防冻剂等外加剂、防火板中的阻燃剂等。对眼、喉、上呼吸道有强烈的刺激作用,可通过皮肤及呼吸道引起中毒,轻者引发充血、分泌物增多、肺水肿、支气管炎、皮炎,重者可发生喉头水肿、喉痉挛,也可引起呼吸困难、昏迷、休克等,高含量氨甚至可引起反射性呼吸停止。 tvoc挥发性有机化合物(voc)在室内空气中作为异类污染物,由于它们单独的浓度低,但种类多,一般不予逐个分别表示,以tvoc表示其总量。tvoc包括甲醛、苯、对(间)

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

空气污染数学建模.docx

A.污染气体的传播扩散 摘要 钢铁生产排放的污染气体是造成雾霾的重要原因之一,研究污染气体的扩散特征,正确模拟污染气体的扩散过程,能够为钢铁生产集团提出更好的治理管理措施,具有实际意义。 针对问题一:污染气体的排放速度为300m/s,在不考虑风向风速及高度影响的情况下,此问题即为二维平面的连续点源扩散问题,由此在二维xoy 平面上建立连续点源扩散方程模型,其中为气体扩散系数,本文中取为常数10,f(x,y,t ) 为污染气体的排放速度,在本文中恒为300m/s ;对上述偏微分方程模型,本文采用ADI法(Alternating direction implicit,交替方向隐式法)求解出迭代格式,利用MATLAB编程,求出模型一的数值解,并得到任意时刻污染气体的浓度分布情况。通过SPSS软件,对附件一所给的原始实际数据与模型一求解得到的模拟值进行显着性检验,检验结果显示该模型与实际情况吻合。 针对问题二:考虑风向风速对污染气体扩散过程的影响时,在基于对问题一求解的基础上,在模型一的扩散方程模型中加入风向风速的平流项,由此得到有风情况下的模型,其中分别为风速在x, y方向的分量;对此模型同样采用ADI法求出迭代格式,利用MATLAB编程,求出模型二的数值解,并得到任意时刻污染气体的浓度分布情况。通过SPSS软件,对附件二所给的原始实际数据与模型二求解得到的模拟值进行显着性检验,检验结果显示该模型与实际情况吻合。 针对问题三:考虑有风时增加高度的影响,此问题即为三维空间的污染气体扩散问题,考虑到三维模型的编程复杂度,而且污染气体的扩散在xoy平面上各向同性,可以将污染气体在y方向的扩散等价为在x方向上的扩散,此时便只需要建立xoz平面上的扩散模型。在基于对问题二求解的基础上,在模型二的扩散方程中增加高度项,由此得到模型三为,其中为z 方向的扩散系数;对该扩散方程同样采用ADI法求出迭代格式,利用MATLAB编程,求出模型二的数值解,并得到任意时刻污染气体的浓度分布情况。关键词:污染气体扩散方程ADI法数值解 一、问题重述 目前,治理雾霾是人们最为关心的热点问题之一。中国社科院发布的《气候变化绿皮书》中提及,雾霾形成的原因里,重工业、车辆尾气、土方施工都榜上有名,其中钢铁生产也是造成雾霾的重要原因之一。 某钢铁生产集团烟囱污染气体的排放对周边地区大气污染的影响非常大,为了提出更好的治理管理措施,需要对其污染气体扩散的特征进行分析。现在,我们需要在三种情况下考虑污染气体的扩散过程: 1.在不考虑风向和高度影响的情况下,建立模型,模拟某钢铁生产集团的烟囱排放污染 气体的扩散过程,假设烟囱的排放速度为300m/s。 2.考虑风向为东北风,平均风速0.6m/s的情况下,模拟污染气体的传播扩散过程。 3.在考虑风向的基础上增加高度的影响,建立模型,模拟污染气体的传播扩散过程。 4.基于上述模型结论,给该钢铁生产集团提供一个污染气体治理建议报告。

大气污染防治措施论文【精选】

大气环境被破坏,很难恢复,因此防治大气污染就愈发重要。那么大气污染有哪些防治措施呢?下面是整理大气污染防治措施论文的,欢迎阅读! 一雾霾概念、组成成分 1、雾霾概念 “雾”是指在水气充足、微风及大气层稳定情况下接近地面空气冷却至一定程度时空气中水气便会凝结成细微水滴悬浮于空中使地面水平能见度下降现象;“霾”是指因大量烟、尘等微粒悬浮使大气层形成浑浊状态天气现象。雾与霾主要区别在于水分含量大小,水分含量达到90%以上叫雾,水分含量低于 80%叫霾,80%—90%之间是雾和霾混合物(但主要成份是霾)。 2、雾霾组成成分 细颗粒物即 2.5是形成雾霾天气最大元凶。 2.5包括固态和液态两种形态,主要于两个一是各种污染源和发生源向空气中直接释放细颗粒物(包括烟、粉尘、扬尘、油烟、油雾和花粉等);二是部分具有化学活性气态污染物在空气中发生反应后生成细颗粒物这些前体污染物(包括二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物( C)、碳氢化合物和氨等)。 细颗粒物化学成份十分复杂,由于其表面积大, 2.5比和 10 更容易吸附有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、碳、各种金属化合物及病毒和细菌等微生物。由于细颗粒物长期悬浮于空气中难以沉降会对人体健康产生危害,降低空气能见度。 二雾霾天气危害 雾霾天气中 2.5粒径小比表面积大富集空气中各种化学物质以及细菌和病毒等微生物其通过呼吸系统被人体直接吸入沉积到肺泡甚至于可通过肺直接吸收而到达体内其他器官对人体产生危害。其对人体危害主要表现在呼吸系统、心血管系统、血液系统及生殖系统。 2.5能在肺泡区沉着溶入血液作用于全身不溶性部分沉积在肺部诱发或加重呼吸系统疾病; 2.5刺激肺内迷走神经造成主神经紊乱从而波及心脏并可直接到达心脏发生心肌梗塞; 2.5可引起血液系统毒性造成血栓形成还可能造成凝血异常血粘度增高导致心血管疾病发生; 2.5上附着了很多重金属及多环芳烃等有害物质易导致胎儿发育迟缓直接影响胎儿北京大学医学院教授潘小川调研结果显示 2.5超标后每增加 10微克/立方米医院心血管急诊及死亡率要增加 6%-7%高血压病急诊要增加 5%左右,除此之外 2.5所携带重金属和苯系物增大了患癌症风险。 三雾霾成因分析 雾霾发生有两个条件一是长静风、逆温极端不利气象因素使大气逆温层以下污染物难以稀释和扩散;二是较大污染物排放量即细颗粒物排放量较大在对外扩散时污染物浓度大大超过环境容量而实现空气自净,因此雾霾污染产生根本原因还是由细颗粒物排放造成。 细颗粒物污染问题复杂性远远高于传统工业污染问题是经济社会发展中深层次矛盾在环

浅谈室内环境空气污染的危害及防治措施(新版)

Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 浅谈室内环境空气污染的危害及 防治措施(新版)

浅谈室内环境空气污染的危害及防治措施 (新版) 导语:根据时代发展的要求,转变观念,开拓创新,统筹规划,增强对安全生产工作的主动性和预见性,做到未雨绸缪,综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷,使用时请详细阅读条款。 摘要:目前,随着我国经济的高速增长和人民生活消费水平的快速提升,城镇建设已进入高速发展时期,广大消费者对居住和工作环境提出了更高的要求。但用于居室和办公楼的建筑材料、家具制品和装修材料大多含有对人体健康极为有害的物质,这些有害污染物如果不能得到有效控制,污染相当严重,危害人们身体健康。建筑材料、家具制品和装修材料等所造成室内环境污染问题的日益突出。 关键词:装修工程,室内装修污染,甲醛危害,防治措施 城市建筑日新月异,装修污染无处不在。无论是家庭还是宾馆、银行、酒店、学校、写字楼、医院、政府办公大楼等在入住、搬迁前都需要装修工程,凡装修都存在程度不同的污染,因为无“醛”不成胶,有胶就含甲醛,有甲醛就一定有危害。 1室内环境空气污染及其现状: 室内环境:是指相对于室外广阔空间而言,较小且相对封闭的空

大气污染的防治论文

大气污染的防治 生物技术082 0809052051 姚文 凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等)两种,且以后者为主,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。 大气的污染物,无论是颗粒状污染物或是气体状污染物,都有能够在大气中扩散、污染面广的特点,这就是说,大气污染带有区域性和整体性的特征。正因为如此,大气污染的程度要受到该地区的自然条件、能源构成、工业结构和布局、交通状况以及人口密度等多种因素的影响。大气污染的综合防治,应该从区域环境的整体出发,充分考虑该地区的环境特征,对所有能够影响大气质量的各项因素作全面、系统的分析,充分利用环境的自净能力,综合运用各种防治大气污染的技术措施,并在这些措施的基础上制定最佳的防治措施,以达到控制区域性大气环境质量、消除或减轻大气污染的目的。 大气污染综合防治涉及面比较广,影响因素比较复杂,一般来说,可以从下列几个方面加以考虑。 (1)全面规划,合理布局 大气污染综合防治,必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发,对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、时空分布作全面的调查研究,并在此基础上,制定控制污染的最佳方案。 工业生产区应设在城市主导风向的下风向。在工厂区与城市生活区之间,要有一定间隔距离,并植树造林、绿化、减轻污染危害。对已有污染重,资源浪费,治理无望的企业要实行关、停、并、转、迁等措施。 (2)改善能源结构,提高能源有效利用率 我国当前的能源结构中以煤炭为主,煤炭占商品能源消费总量的73%,在煤炭燃烧过程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)以及悬浮颗粒等污染物。因此,如从根本上解决大气污染问题,首先必须从改善能源结构入手,例如使用天然气及二次能源,如煤气、液化石油气、电等,还应重视太阳能、风能、地热等所谓清洁能源的利用。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本性的改变。对此,当前应首先推广型煤及洗选煤的生产和使用,以降低烟尘和二氧化硫的排放量。 我国能源的平均利用率仅30%,提高能源利用率的潜力很大。我国有20余万台锅炉,年耗煤2亿多吨,因此,合理选择锅炉,对低效锅炉的改造、更新、提高锅炉的热效率,能够有效地降低燃煤对大气的污染。 (3)区域集中供热 分散于千家万户的燃煤炉灶,市内密集的矮小烟囱是烟尘的主要污染源。发展区域性集中供暧供热,设立规模较大的热电厂和供热站,用以代替千家万户的炉灶,是消除烟尘的有效措施。这样还具有以下各项效益:①提高热能利用率;②便于采用高效率的除尘器;③采用高烟囱排放;④减少燃料的运输量。 (4)植树选林、绿化环境 绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施。植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能。植物是空气的天然过滤器。茂密的丛林能够降低风速,使气流挟带的大颗粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平,多绒毛,某些树种的树叶还分泌粘液,能吸附大量飘尘。蒙尘的树叶经雨水淋洗后,又能够恢复吸附、阻拦尘埃的作用,使空气得到净化。

关于室内空气污染调查报告(1)

关于室内空气污染调查报告 随着居民生活水平的提高,住房室内装修已成为一种必须的生活时尚,但常常豪华装修的背后是令人触目惊心的室内污染。那么室内装修常见的污染物有哪些?对人有哪些潜在的危害?如何采取一些防控措施?以下做一些简单的介绍。 室内装修常见污染物及其危害 甲醛是一种无色易溶的刺激性气体。刨花板、密度板、胶合板等人造板材、胶粘剂和墙纸是空气中甲醛的主要来源,释放期长达3~15年。可经呼吸道吸收,甲醛对人体的危害具长期性、潜伏性、隐蔽性的特点。长期吸入甲醛可引发鼻咽癌、喉头癌等严重疾病。 苯是一种无色、具有特殊芳香气味的气体。胶水、油漆、涂料和黏合剂是空气中苯的主要来源。苯及苯系物被人体吸入后,可出现中枢神经系统麻醉作用;可抑制人体造血功能,使红血球、白血球、血小板减少,再生障碍性贫血患率增高;还可导致女性月经异常,胎儿的先天性缺陷等。 氡是一种无色、无味、无法察觉的惰性气体。水泥、砖沙、大理石、瓷砖等建筑材料是氡的主要来源,地质断裂带处也会有大量的氡析出。氡及其子体随空气进入人体,或附着于气管粘膜及肺部表面,或溶入体液进入细胞组织,形成体内辐射,诱发肺癌、白血病和呼吸道病变。世界卫生组织研究表明,氡是仅次于吸烟引起肺癌的第二大致癌物质。 氨是一种无色而有强烈刺激气味的气体。主要来源于混凝土防冻剂等外加剂、防火板中的阻燃剂等。对眼、喉、上呼吸道有强烈的刺激作用,可通过皮肤及呼吸道引起中毒,轻者引发充血、分泌物增多、肺水肿、支气管炎、皮炎,重者可发生喉头水肿、喉痉挛,也可引起呼吸困难、昏迷、休克等,高含量氨甚至可引起反射性呼吸停止。 tvoc 挥发性有机化合物(voc)在室内空气中作为异类污染物,由于它们单独的浓度低,但种类多,一般不予逐个分别表示,以tvoc表示其总量。tvoc包括

关于大气污染的论文

关于大气污染的论文 106班杨舒琪 一.危害 1.对人体健康的危害。人体受害有三条途径,即吸入污染空气、表面皮肤接触污染空气和吸入含大气污染物的食物,除可引起呼吸道和肺部疾病外,还可对心血管系统、肝等产生危害,严重的可夺去人的生命。 2.对全球气候产生影响,如二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧,导致全球天气灾害增多,又如烟尘等气溶胶粒子增多,使大气混浊度增加,减弱太阳辐射,影响地球长波辐射,可能导致天气气候异常。 二.影响 大气污染对气候的影响很大,大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其对全球气候的影响,从长远的观点看,这种影响将是很严重的。 三.实例 伦敦烟雾事件想必大家都不陌生吧,在 1952年12月初的一天,本来就污染严重的英国伦敦,突然出现阴雨天天空中灰黑色烟雾缭绕,并有浓重的生葱头似的辛辣味,伦敦上空的能见度太低,飞往世界各地的班机全部取消。浓雾中,粒径小米般大小的黑色晶体纷纷扬扬地降落着,撒落在街道上、建筑物上、人们的衣服上,天地之间仿佛降了场黑雪。整个伦敦开始了一场集体性烟气中毒。医院里咳嗽、呕吐声不绝于耳,4天之后,伦敦城死去4000多人;2个月后,伦敦市统计部门统计,这次黑色浩劫共夺去了8000位无辜市民的生命。 四.原因 1.环境意识薄弱。 2.能源、利用不合理,能源浪费严重。 3.大气污染防治的资金投入不足。 4.执法不严,监督管理力度不够。 5.缺乏实用的治理技术。 五.防治措施 1.合理安排工业布局和城镇功能分区。应结合城镇规划,全面考虑工业的合理布局。 2.加强绿化。植物除美化环境外,还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘,吸收大气中的有害气体等功能加强对居住区内局部污染源的管理。如饭馆、公共浴室等的烟囱、废品堆放处、垃圾箱等均可散发有害气体污染大气,并影响室内空气,卫生部门应与有关部门配合、加强管理。 3.控制燃煤污染。①采用原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。②改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。

浅谈室内空气污染对人体健康的危害

浅谈室内空气污染对人体健康的危害 随着经济的快速增长,不可避免地出现环境污染的问题,当然这两者并不矛盾,但就目前的状况看,不管是在发达国家还是在发展中国家,都普遍面临着不同程度的环境污染问题。近年来,雾霾这个词热度很高。然而,雾霾并不是个新的概念,只是之前大家的关注度不够高,而如今凡是提到空气污染怕是避不开这个词的。只不过我们这里所说的空气污染主要是指室外空气污染,可实际上在当今社会室内环境的污染问题也是相当严峻的,因为对于大多数现代人来说大部分时间在室内度过,而室内空气的质量将直接影响着我们的健康状况,这是毋庸置疑的。 一、我国室内空气污染现状 所谓室内空气污染从字面上讲就是居住环境内的空气污染。八十年代以前我国室内空气污染物主要是燃煤产生的一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物;九十年代初期主要是室内吸烟、燃煤和烹饪产生的空气污染物;九十年代末期以来,随着人民生活水平的提高,加之“装修热”的兴起,由装修材料产生的污染物成为室内空气污染物的主要来源,空调的普及使室内空气的成分更加复杂,对人们健康产生的威胁也越来越大。 现如今,我国不少城市开展了这方面的调查,调查结果不容乐观。据统计,我国室内空气污染物苯、甲苯、氨、氡等含量超标数十倍,新居中的污染物含量超标尤为严重,已经证实这主要是由于不良装修引起的。 二、室内空气污染的特点 室内空气污染较之室外有所不同,主要体现在以下几个方面:1)接触时间长。人一生中有一半以上的时间在室内度过,所以即使污染物浓度很低,但在人体内经过长年累月的富集,还是会对人体产生较大危害的;2)影响人群广。与室外环境不同,室内空气污染涉及了几乎所有的年龄段,这是因为每个人都不可避免的接触室内环境;3)污染物浓度高。室内空间较之室外相对封闭,这就造成了空气的不流通,污染物在空气中积累起来,因而更容易达到较高的浓度;4)污染物种类多,成分复杂。室内污染物不同于室外特定地点以某种污染物为主,室内空气污染物成分复杂且种类较多,这主要是由于室内人员活动多,尤其在公共场所,人数多且人员复杂,还有就是随着新的技术的发展,有许多污染物还没被人们广泛认识到。5)污染物作用周期长。很多人以为新家具可能会释放出甲醛等污染物,但过一年半载的就不存在这个问题了,事实上并不是这样,虽然挥发性污染物的危害作用不长,但也有数年之久,而其他的空气污染物,像放射性元素氡的危害作用时间可能会更长。 三、认识室内空气污染物的危害 常见的室内空气污染物主要有甲醛、氨、苯和TVOC。甲醛是一种无色有刺激性气味的气体,人造板材和各种胶黏剂中一般会释放甲醛,且释放时间长,可经由呼吸道进入人体,能够引起多种疾病,它是世界公认的强致癌物质之一,也是白血病的诱因之一;氨是一种无色有强刺激性气味的气体,易溶于水,对眼睛和呼吸道有较强的刺激性,可经皮肤接触进入人体;苯是一种常见的化工原料,苯进入人体后会对神经系统产生麻醉效果,并会对造血功能有一定的抑制作用,长期接触可能致癌;TVOC的意思是总挥发性有机化合物,种类繁多,大都具有一定的毒性和刺激性,能够引起机体的免疫力下降。 四、室内空气污染物来源 室内空气污染物主要来源有室外污染物和室内污染物两大类。来自室外的污染物主要有空气中的污染物及颗粒、土壤中的污染物、及人们活动带入的污染物三类,其中空气中的污染物较难避免,而问题的根源在于整个室外的空气质量,解决这个问题需要一定的时间。相对于室外空气污染,来自室内的污染物就相对好处理一点,这些污染物主要来自于:1)燃料燃烧产生的含碳、硫和氮氧化物的污染物;2)烹饪产生的油烟,油烟中含多种致癌物质,如苯系化合物、稠环化合物、易挥发有机物等;3)建筑装饰材料散发的污染物,尤以甲醛

节能减排数学建模优秀论文

节能减排 摘要 本文根据已有数据建立综合评价模型分析往年空气质量水平,并建立灰色预测模型预测未来环境发展趋势,以便采取相应的节能减排措施改善空气质量。 对于问题一,通过查找数据资料可知,可吸入颗粒、二氧化硫以及二氧化氮是导致大气污染的主要指标,根据所给的空气质量指数公式将全国各省会城市的3项指标综合转化为各年份各城市空气质量指数,利用E xcel进行排序,得出结论。对2012年各地区大气污染状况进行分析比较,通过m atlab进行数据整理归类,利用拟合方法预测2012年的3项指标的含量,建立基于主成分分析的综合评价模型,得出各项指标的权重。运用m atlab编程得到各地区空气质量水平综合评价值以及排序结果(见图一),按等级分类对结果进行分析比较。 对于问题二,建立灰色预测模型(1,1) GM,利用2005-2007年的数据预测2008-2010年可吸入颗粒、二氧化硫以及二氧化氮的含量,根据问题一中所求三个指标的权重,将预测数据进行加权平均得出2005-2010年空气质量水平,并画出折线图,观察图像得出:若不采取节能减排工作,我国大气环境的发展趋势不容乐观。 对于问题三,采用与问题二相同的处理数据的方法,得出各年份的实际值与预测值的加权平均值,并在同一图中画出折线图,通过比较分析采取节能减排与未采取节能减排的空气质量发展趋势,得出采取节能减排明显改善了空气质量。 对于问题四,通过E xcel分别对2005-2010年的31个城市的3项指标进行绘图,通过观察折线图的走向、污染物指标的变化趋势对比分析出节能减排前后各省份环境质量的变化。最后建立综合评价模型,利用全国年均污染指标算出全国整体的污染状况并绘成折线图,通过观察折线图的走向分析出节能减排实施后全国总体大气环境质量得到明显改善。 最后,对模型优缺点进行了系统评价与改进,并给出一些可行性意见。 关键字:污染指标灰色预测模型(1,1) GM综合评价模型拟合

空气质量评价 数学建模论文

数学建模论文

A题空气质量评价 摘要 本文主要研究空气质量评价的相关问题,为突出改进之后的模型中的实时特性而对数据做了必要的省略处理,然后在现有的国家最新空气污染物监测标准(HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定)的基础上利用半集均方差原理对现有空气质量计算模型进行改进。在论证修正后模型可行性的基础上再对模型加以优化,最后利用优化后的模型对附表二中的各项监测结果得出其空气质量指数。 针对问题一,由于目标模型十分强调实时性,于是把附表一中臭氧8小时平均值﹑细颗粒物24小时平均值﹑可吸入颗粒物24小时平均值做了必要的省略处理。联系实际分析论证了现有模型的局限性,并在此基础上采用半集均方差原理对现有模型进行改进,结果顺利得到优化后的计算模型。 针对问题二,考虑到优化后的计算模型并没有对不同的污染物的危害做出差异化的评价,而是直接取表中所有污染物的AQI平均值进行分析。所以引入层次分析法根据污染物的危害性对不同的污染物赋予相应的权重,对半集均方差公式进行合理修正,最后得到修正后的空气质量计算模型。再代入附表二中的数据即得到各个观测点的空气质量指数。详细的matlab实现程序见附录二。 【关键词】一维插值半集均方差层次分析加权法优化后的半集均方差

1 问题重述 空气质量指数(AQI )是定量描述空气质量状况的无量纲指数。其数值越大、级别和类别越高,说明空气污染状况越严重,对人体的健康危害也就越大。 空气质量指数实时报一般是发布每个每一整点时刻的空气质量指数。 实时报的指标包括二氧化硫(SO2)、氧化碳(CO)、二氧化氮 (NO2)、臭氧(O3)1小时平均值、臭氧(O3)8小时平均值、一颗粒物(粒径小于等于10μm)、细颗粒物(粒径小于等于2.5μm)的1小时平均值和24小时平均值共计9个指标。福建1中列出了某地区11个城市过去7个时刻的空质量指标取值和相应的空气质量指数。 (1) 建立一种新的空气质量指数计算模型,并比较与现有计算模型的区别。 (2) 利用新的计算模型计算附件2中各个观测点的空气质量指数。 2 基本假设 (1)附表一和附表二中的数据是利用统一的污染物监测仪器并按照统一的测量方法测量得到的。 (2)附表一中的原有的空气质量指数(AQI )是按照国家最新出台的统一标准(HJ633-2012环境空气质量指数(AQI)技术规定)进行计算的。 (3)由于国家最新出台的标准中并没有PM2.5和PM10一小时平均浓度限值,所以计算时采用PM2.5和PM10二十四小时平均浓度限值近似代替。 (4)观测点的测量仪器所测量的不同种污染物浓度之间相互独立,互不影响。 (5)所测量的各个观测点附近的空气污染程度在测量的时刻较为稳定,不发生剧烈变化。 (6)在研究各种指标集对某物影响的过程中,不仅指标集中的最大值具有最重要的作用,次大值等的作用也不容忽视,甚至具有与最大值类似的影响。 (7)大气中各种污染物对环境和人类的危害程度是不一样的。 3 符号说明 p IAQI 污染物项目P 的空气质量分指数; P 污染物项目P 的质量浓度值; Hi BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的高值位; Lo BP 表1中与p C 相近的污染物浓度限值的低值位; Hi IAQI 表1中与Hi BP 对应的空气质量分指数; Lo IAQI 表1中与Lo BP 对应的空气质量分指数;

大气污染毕业论文

大气污染 内容提要:1、大气污染的概念及起因 2、大气污染的分类 2、大气污染的现状 3、大气污染的危害 4、大气污染的防治 第一课时 空气是无色、无臭、无味的混合气体,主要由氧、氮、氩组成(占99.96%),二氧化碳、臭氧、水蒸汽、氖、氦等含量很少。一般情况下,它们在空气中的组成是保持相对恒定的,正常情况下空气是清洁的。然而由于人类的生产和生活活动,向大气中排出了许多物质,引起空气成分改变,对人类和其他生物产生不良影响。二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等是排放到大气中的主要污染物。 一:大气污染的概念,起因 (1)概念当大气中污染物质的浓度达到有害程度,以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人或物造成危害的现象叫做大气污染。或者说大气中污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象。 (2)原因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的迅速发展,在大量消耗能源的同时,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域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气(由混合气体、水气和杂质组成)除去水气和杂质的空气,其主要成分是氮气,占78.09%;氧气,占20.94%;氩,占0.93%;其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。 二:大气污染的分类 (1)天然污染物和人为污染物

大气污染物的天然发生源,如排出火山灰、二氧化硫、硫化氢等的活火山,自然逸出煤气和天然气的煤田和油田,放出有害气体的腐烂的动植物。天然污染源造成的大气污染,目前还不能控制。 能引起公害的往往是人为污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物:指大气中液体、固体状物质,又称尘。 硫氧化物:是硫的氧化物的总称,包括二氧化硫,三氧化硫,三氧化二硫,一氧化硫等。 碳的氧化物:主要包括二氧化碳和一氧化碳。 氮氧化物:是氮的氧化物的总称,包括氧化亚氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。 碳氢化合物:是以碳元素和氢元素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烃类气体。 其它有害物质:如重金属类,含氟气体,含氯气体等等。 (2)固定污染源和移动污染源 按污染源的运动状态分为固定污染源和移动污染源,固定污染源是排放污染物的固定设施,如排放硫氧化物、氮氧化物、煤尘、粉尘及其他有害物的锅炉、加热炉、工业窑炉、民用炉灶等。移动污染源主要是排放大气污染物的交通工具,如排放碳、氮、硫的氧化物、碳氢化合物、铅化物、黑烟等的汽车、飞机、船舶、机车等。 (3)工业污染源、生活污染源和交通运输污染源 按人们的社会活动功能分为工业污染源、生活污染源和交通运输污染源(见污染源)。 (4)局部大气污染源和区域性大气污染源

室内空气污染及造成危害的12种表现

室内空气污染及造成危害的12种表现 一、室内空气污染的主要来源: 造成室内空气污染的原因很多,涉及的面也很广。主要可以分为:化学污染、物理污染、生物污染三个方面。 1、化学污染主要来源于室内进行装饰装修使用的装饰材料,如:人造板材、各种油漆、涂料、粘合剂及家具等,其主要污染物是甲醛、苯、二甲苯等有机物和氨、一氧化碳、二氧化碳等无机物; 2、物理污染主要来源于建筑物本身、花岗岩石材、部分洁具及家用电器等,其主要污染物是放射性物质和电磁辐射; 3、生物污染主要是由居室中较潮湿霉变的墙壁、地毯等产生的,主要污染物为细菌和病菌。 二、空气污染的危害有哪些? 室内空气污染与高血压、胆固醇过高症及肥胖症等共同列为人类健康的十大威胁。室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。室内空气污染已经成为对公众健康危害最大的五种环境因 素之一。来自我国的检测数据表明,近年来我国化学性、物理性、生物性污染都在增加。我国每年由室内空气污染引起的超额死亡可达11.1万人,超额门诊数22万人,超客急诊数430万人,严重的室内空气污染也造成了巨大的经济损失。 三、为什么夏季的污染更严重? 1、夏季普遍使用空调来降低温度,房间门窗封闭比较严密,室内空气换气率比较低。 2、一些有毒有害气体在夏季温度高和湿度大的情况下,释放量增加。日本室内环境专家研究证明,室内温度在30摄氏度时,室内有毒有害气体释放量最高。 3、夏季天气变化的影响。夏季一般空气中温度较大,气压比较低,使室内空气与室外空气的对相应减少,容易造成污染气体的滞留。 4、夏季人体自身的新陈代谢及各种生活废弃物的挥发成分增加,更加重了室内空气污染,从室内环境监测中心近两年来在北京地区进行的家庭和写字楼室内环境检测结果发现,夏季的室内空气污染比其它季节超出20%以上。 四、几种主要有害气体超标的表现: 甲醛:甲酫是世界上公认的潜在致癌物,它刺激眼睛和呼吸道黏膜等,最终造成免疫力功能异常、肝、肺损伤及神经中枢系统受到影响,而且还能致使胎儿畸形。 苯:主要来源于胶、漆、涂料和黏合剂中,是强烈的致癌物,人在短时间内吸收高浓度的苯,会出现中枢神经系统麻醉的症状,轻者头晕、头痛、恶心、乏力、意识模糊,重者会出现昏迷以至呼吸循环衰竭而死亡。 氨:氨是一种无色面有强列刺激性臭味的气体,由于氨气的

数学建模城市空气问题

天津市空气质量评价与预测 摘要 本文对天津市区的空气质量进行了评价,并选出了主要的污染物进行研究分析,运用综合指数评价法和回归分析等方法对其空气质量进行分析,综合各种因素我们建立了如下模型。 1、本文对2001-2010年的空气污染指数和空气质量状况进行了分析,采用了指标评价法和综合指数评价法分析了对空气污染最主要的物质, 对每每年每种物质用(u u i u o u o i I C C C C I I I +-?--=)( )这个式子计算它们的污染指数,那么计算得到的最 大的值的那种物质即是天津的主要污染物,我们发现对天津市空气质影响最大的物质是10PM ; 2、运用spss 软件我们对天津过去十年的主要污染物进行多种模型拟合分析,发现三次曲线模型的相关系数最接近1,曲线模型拟合度较高,因此我们运用三次曲线模型进行预测分析,运用下面式子C x b x b x b y +++=12233我们得到了未来五年主 要污染物浓度预测值,再根据这些值来分析与评价未来五年的空气质量; 3、研究发现我国各个城市的空气质量有类似的,也有差别很大的,文中我们利用了聚类分析法来分析我国各个城市的空气质量。 [关键词] 综合指数评价 回归分析 主要污染物 三次曲线模型 聚类分析

一、问题提出 空气是地球上的生物赖以生存的物质,是必不可少的一种物质。随着人类文明和经济的发展,空气污染越来越严重,尤其是工业城市,如何改善空气质量、合理进行大气环境质量预测预警、寻求有效的控制措施是当前环境科学研究的重要内容。 空气质量的好坏直接反映了空气的污染程度,它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的,所以控制污染物的排放是改善空气质量的根本措施。空气污染的污染物主要有二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入悬浮颗粒物\浮尘(PM10)等等。 目前,城市空气质量污染指数的分级标准是根据空气污染指数(API)的取值界定的,空气污染指数指常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式,并分级表征空气污染程度和空气质量状况。 天津是中国重要的能源与工业城市,其工业化与城市化的快速发展对城市环境产生了重要影响。近年来,市委市政府立足资源型城市可持续发展战略,努力改善全市空气质量。 (1)根据你们所掌握的数据资料、选出影响空气质量的主要污染物、建立适当的数学模型对天津市空气质量进行综合评价; (2)对天津市未来几年空气质量及未来某段时间的主要污染物浓度进行预测; (3)定量分析全国主要城市空气质量并进行分类; (4)根据所建立的数学模型,分析主要污染物的来源及控制措施,向有关当局写份建议性报告。 二、问题分析 空气是地球上的生物赖以生存的物质,空气中含有很多物质,这些物质对生物本身是有益而无害的,但是随着我国第二产业的迅速发展,我国一些工业城市的污染越来越严重,例如天津就是以工业为主的城市,本文也对天津的空气污染指数进行了分析,我们知道物质过量的出现在空气中会给人类甚至各种生物带来一定的危害,我们需要采取一定的措施来改善空气环境。 问题一:根据《中国人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》规定,空气质量的好坏反映了空气污染程度,一般是依据空气中污染物浓度的高低来判断。以天津的实际具体情况分析,被计入控制污染指数(API)的污染物项目为:SO2、NO2、PM10。因此我们通过综合指数评价法和时间序列法等来对天津这个工业城市进行空气指数的模型建立与求解。 问题二:预测天津未来几年的空气质量首先要对主要污染物的浓度进行分析,再根据计算得到的未来几年污染物的浓度来分析天津未来几年的空气质量,针对这两个方面我们采用了回归分析法来计算天津未来五年的空气质量; 问题三:我国空气质量情况在各个城市都有一定的区别,那么我们可以将情况类似的城市归为一类,这样也比较方便研究问题,所以我们聚类分析法进行研究计算。

大气污染与健康论文我国大气污染对人体健康危害研究文献分析

大气污染与健康论文: 我国大气污染对人体健康危害研究文献分析 摘要:通过对《中国期刊全文数据库》的检索,可以发现论文除在年代分布以及期刊分布上有不同的特征外,不同时期的文献研究在内容上也存在很大差异,随着科技的进步和人类生存质量要求的提高,相关的研究内容已从单纯的研究危害后果向析因、预防大气污染危害的方向发展,研究角度也逐步多元化。 Abstract: From the search of "database in full of Chinese periodical",we can find in the papers,besides different characteristics at distribution and periodical distribute in times,there is a difference in content in the literature research of different periods,with technology advances and the human quality of life improved,related research has developed from the content of simple harmful consequences to the factorial,and preventing the development of the atmospheric pollution hazards,research directions are diversified. 关键词:大气污染;健康;危害;文献分析 Key words: air pollution;health;hazard;literatures analysis 1材料与方法 检索《中国期刊全文数据库》,检索年限为1975-2007年,检索词为“大气污染”逻辑加“健康”,范围为全部期刊,匹配精确,总目录为理工B(化学化工冶金环境矿业)、医药卫生、经济与管理,搜索后命中文献347篇。对命中文献的年代分布、期刊分布进行归类、分析,同时对文献研究的主要内容进行归纳、总结,结合研究背景、研究领域、研究方向梳理、概括出这些文献的主要内容及指导意义。 2分析结果 2.1 文献发表的年代相关分析 2.1.1 文献发表的年代分布。我国关于大气污染对人体健康危害方面的研究文献,最早发表于1975年,当年有两篇关于这一领域的文章发表,之后的四年是这一领域研究的起步阶段,随后的四年除1981年发表3篇外,每年的发表篇数都在6篇以上,1985年开始进入了文献发表的第一个高峰期,1996年开始,迎来了文献发表的第二个高峰期,2003年至2009年,文献发表进入一个飞跃期,每年发表论文20篇以上,数量稳定总体呈上升趋势,五年年均发表论文22篇。 2.1.2 文献年代分布特征及形成因素。从总体上来看,我国在大气污染对健康危害这一领域的研究起步较晚,1975年才出现第一篇相关文献,之后的几年也由于当时年代的影响和科技实力的因素,发展较为缓慢,导致文献数量没有增加。造成这一现象的原因分析如下:改革开放后,工业发展迅速,经济上的巨大成果使人们忽视了环境保护。 2.2 文献在不同种期刊上的分布情况 这次调查研究中,目标文献共分部在190种期刊上,其中发表5篇以上(含5篇)的期刊9种,共发表文献107篇,占总文献总数的30%,发表5篇以下的期刊181种,共发表文献240篇。 2.3 文献的主要研究内容概要 2.3.1 大气污染对人体健康危害的研究背景和意义。近年来国内外一系列的研究表明,空气污染对人群健康造成了极大威胁,有些甚至是低浓度的空气污染(空气质量标准值以下)也可引起人群(尤其是敏感人群)的健康反应[1],因此不断完善和重新修定空气质量标准和排放标准,通过流行病学调查等技术研究低浓度下的潜在危害及其特征, 对保护人群健康是有重要意义的[2]。 2.3.2 大气污染对人体造成危害的种类。①对呼吸系统及肺功能的影响:根据我国五大城市20个全球大气监测点连续12年的SO2和TSP (总悬浮颗粒物)监测结果分析后认为,五大城市有80%的人生活在TSP年平均浓度超过200毫摩每立方米的环境中,在重污染的工业区,呼吸道疾病明显增加[3]。②对人群免疫功能的影响:对某污染区二氧化硫、氮氧化物未超标准(二级),仅TSP最高日平均值1.87摩尔每立方米,某对照区共1300名儿童。调查后认为污染区儿童较对照区儿童淋巴细胞应激能力差(P<0.01),即污染区儿童的淋巴细胞由幼弱型转化成淋巴母细胞的能力差,空气污染对儿童的细胞免疫功能产生一定影响[4]。 2.3.3 主要研究方法。流行病学是主要的研究大气污染与疾病相关的方法[5],所以在众多的文献中,这类方法应用最广。某研究采用主成分Possion回归分析方法,分别建立了大气污染物与COPD住院率、脑血管疾病住院率二个剂量反应关系模型;为评价大气颗粒物污染对人群心血管疾病死亡的急性效应,研究人员应用时间分层的病例交叉设计,分析了杭州市2002~2004年间大气可吸入颗粒物(PM10)日平均浓度短期增加与人群每日心血管疾病死亡的关系;在分析上海市卢湾区2001年1月1日~2004年12月31日大气污染与居民每日死亡数的关系时,在控制死亡的长期趋势、气象因素、“星期几效应”等混杂因素的基础上,分别采用了时间序列的半参数广义相加模型(GAM)和广义线性

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