杭州市2014年城区大气污染物浓度变化特征观测分析

为了研究杭州市城区大气污染物的浓度变化特征,本文选取了2014年杭州市环境监测中心站空气质量自动监测站的大气污染物浓度数据,并结合地面气象要素资料进行分析,结果表明,在观测期间,杭州市城区大气中的PM_2.5污染状况最严重,日平均浓度的超标率达30.7%;各污染物全年分布呈现明显的季节变化：O₃浓度呈现与该季节气温和太阳辐射强度在全年中的排列相一致的夏、秋、春和冬季依次递减的分布,NO₂则呈现冬高夏低,春秋介于两者之间的分布,SO₂浓度从高到低依次为冬季>春季>秋季>夏季,CO、PM_2.5和PM₁₀浓度都呈现出冬高夏季、春秋季变化平缓的季节变化特征;各污染物浓度日变化呈现不同变化规律：O₃和O_x浓度四季的日变化都呈单峰型分布,浓度峰值都出现在13:00～15:00,SO₂也呈现单峰型分布,在09:00～10:00左右达到峰值,于次日04:00左右达到谷值,NO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀浓度的日变化特征类似,呈现双峰型变化,且峰值都与早晚高峰时间基本重合,冬季相对于其他季节首峰值时间推迟一小时左右;利用成对样本T检验进行比较,结果表明：NO₂浓度在17:00～次日09:00工作日均明显高于周末,而在09:00～14:00工作日略低于周末,14:00～17:00浓度基本相等,O₃浓度则在工作日的各时刻均高于周末;气象要素是大气污染物分布的重要影响因子,O₃与气温和风速呈极显著正相关关系,与湿度呈极显著负相关关系,NO₂与之相反,SO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀与风速呈现一致的显著负相关关系外,与其他气象要素在不同季节差异性较大,SO₂和PM₁₀与相对湿度呈现极显著负相关关系,CO和PM_2.5与气温和湿度的相关性在不尽相同。     

校园原煤堆放场环境空气质量监测及评价

通过对校园原煤堆放场周围环境空气中总悬浮颗粒物TSP、可吸入颗粒物PM10、二氧化硫和氮氧化物进行监测和评价,结果发现TSP是主要的颗粒污染物,氮氧化物是主要的气态污染物,PM10和二氧化硫的平均浓度基本达到国家二级标准;最后通过原因分析,提出了一些控制污染物的对策.     

石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM2.5污染特征

根据石家庄市2013—2018年秋冬季(当年11—12月和次年1—2月)11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征, 归纳出5类大气环流条件, 并结合气团传输轨迹和PM_2.5浓度监测数据, 探讨大气环流条件与石家庄PM_2.5污染的关系。在5类大气环流条件中, 第I类(NW型和N型, 天数占16%)的扩散条件最好, 以西风和西北风为主, 风向比较稳定, 风速大, 边界层高度高; 第II类(NE型, 天数占9%)和第III类(E型和SE型, 天数占12%)的扩散条件次好, 近地面风向分别以北风和东北风为主, 风速较大, 前者边界层高度中等, 后者边界层高度低; 第IV类(A型, 天数占37%)的扩散条件较差, 近地面风速较低, 同时边界层高度低; 第V类(UM型、C型、S型、SW型和W型, 天数占26%)的扩散条件最差, 近地面风速很小, 风向变化大, 边界层高度低, 低层大气逆温明显。不同大气环流条件下气团的传输路径存在差异, 对石家庄地区PM_2.5污染产生潜在影响的区域随之不同。石家庄市秋冬季的PM_2.5污染与不同环流型的扩散条件密切关联, 第V类大气环流条件下最易发生PM_2.5污染, 污染发生频率在78%~96%之间, 重度及以上级别污染发生频率均在55%以上; 第IV类大气环流条件下的污染状况变化相对缓慢, 但连续的第IV类大气环流天气多带来PM_2.5污染持续累积; 第I类大气环流条件下发生污染的频率最低。     

基于小波变换与回归分析的融合GNSS水汽、风速和PM10要素的PM2.5浓度模型

PM2.5浓度时空演化分析有助于认知大气污染的发展和现状.由于我国PM2.5浓度监测起步较晚,积累数据短,有必要利用其它已有数据开展PM2.5浓度模型研究.PM2.5浓度变化受到内部因素与外部气象条件的影响.本文以河北省为例,选择PM10为影响PM2.5浓度变化的内部因素、水汽与风速为PM2.5浓度变化的外部气象条件,融合三种要素构建多变量PM2.5浓度模型.开展了PM2.5与PM10、水汽、风速的相关性分析,鉴于水汽值存在季节性差异,利用小波变换对水汽序列分解重构后再开展PM2.5与水汽的相关性分析.采用回归分析方法构建了融合PM10、水汽、风速的PM2.5浓度多变量预测模型,利用PM2.5实测值进行了模型的可靠性检验.研究发现:PM2.5与PM10、小波变换分解重构后的水汽呈正相关,与风速呈负相关;与PM2.5浓度实测值相比,多变量模型PM2.5浓度预测精度优于单变量模型;对于PM2.5浓度分级预测效果统计,在大气空气质量为良、轻度污染、中度污染的情况下,多变量模型PM2.5浓度预测效果较好.基于多变量要素模型反演的PM2.5浓度序列可用于河北省大气污染变化分析.     

基于多元时间序列的PM2.5预测方法

针对利用多元线性回归和时间序列模型预测PM2. 5时,存在信息利用不全面和预测精度不高的问题,提出了基于多元时间序列(ARMAX)的PM2. 5预测方法;方法在回归项中引入了PM2. 5影响因子在时间序列上的滞后性阶数,并对残差序列进行信息提取,建立了PM2. 5浓度预测模型;首先通过"天气后报网"采集了合肥市2017年和2018年污染物数据;完成了数据的预处理及相关性分析;分别建立了PM2. 5浓度预测的多元线性回归模型、时间序列模型和ARMAX模型;最后通过RMSE、MAE和Theil不相等系数3个评价指标,将3个模型预测精度进行比较;结果表明:ARMAX模型的预测精度显著高于单一的时间序列模型或多元线性回归模型。     

基于WPTMM的PM2.5与气象条件关系的联合多重分形分析

PM2.5是影响空气质量的主要污染物,PM2.5污染浓度与气象条件关系密切,研究气象条件对PM2.5浓度的影响对改善城市空气质量有着重要意义.鉴于分形和小波在处理复杂非线性系统时的优势,本文提出了基于小波包变换模极大值(wavelet:packet transform modulus maxima,WPTMM)的联合多重分形,首先对变量序列进行小波包分解,使用模极大值进行去噪,然后构造联合配分函数,最后计算联合多重分形谱,分析两个变量之间的分形相关性.该方法将单个变量的多重分形扩展到两个变量的联合多重分形,并且利用WPTMM计算联合多重分形谱降低了计算复杂度,同时去除噪声的影响.用本文方法分析北京、香港PM2.5浓度与各气象要素之间的关系,实验结果表明,该方法能够有效地分析各种气象要素在不同季节中对PM2.5浓度的影响.     

中国2001-2013年PM2.5重污染的历史变化与健康影响的经济损失评估

回顾21世纪以来中国PM2.5重污染及其健康影响与损失的历史变化,通过构建2001—2013年中国31个省PM2.5重污染数据集,结合最新的流行病学剂量–反应关系研究结果,同时在死亡风险赋值中考虑年龄结构的影响,评估2001年以来各省因PM2.5重污染对人群健康的影响与相应的经济损失。研究结果表明,2001年以来PM2.5重污染现象持续发生,全国平均每年71%的省份都受到重污染的影响。尽管13年间的PM2.5重污染浓度并未呈现明显恶化趋势,且发生比例及其健康影响在2001—2012年间持续减少,但2013年出现长时间的重污染现象,成为13年间重污染发生比例/频率最高的年份。2013年因PM2.5重污染带来的过早死亡达6.5万例,健康损失为281亿元,相当于2001—2013年期间健康损失总和的54%。其中,中东部8个省份和2013年1月的持续重污染是2013年健康损失显著增加的主要原因。     

基于无线通信的家用PM2.5检测器

针对目前PM2.5检测器检测过于复杂、成本高、精度难以保证的缺点,提出一种基于无线通信模块的户用PM2.5检测器。该检测器由室内机与室外机2部分构成,通过RF1100SE模块实现室内外的通信。室内机与室外机均采用成本极低的STC单片机作为主控芯片,工作时室外机通过光敏粉尘传感器实现对户外PM2.5的检测,并将检测数据由无线模块发送到室内的接收模块,经单片机处理后由LED液晶显示屏显示实时数据和24小时的数据变化曲线,保证人们在室内能够准确获知室外的PM2.5数值,从而为人们对户外空气质量作短时预测,进而为指导人们的出行提供了方便。     

夜间废气排放加重中国雾霾污染

工业和交通废气、农业和生活烟雾等污染物排放是城市雾霾的重要来源,其污染物特别是细颗粒物质对人体健康有损害。就区域而言,我国北方的污染物PM2.5、PM10、CO、SO2的浓度较高,中西部、东南部和南部较低;中国大部分地区的季节性高污染通常出现在冬季。其原因主要是因为细颗粒物排放量大,且受不利气象条件的影响,停滞的气流不利于气溶胶扩散。夜间PM2.5的浓度通常高于白天,其原因:一是由于重型车辆通常在夜间作业,而且烧烤、非法秸秆焚烧等活动一般在夜间进行,导致夜间的污染物排放量增加;二是由于夜间地面温度低,空气湍流减少而导致垂直空气运动很少,故气流停滞现象夜间尤为明显。历史上喀麦隆尼奥斯湖和印度博帕尔灾难的加剧也是由于此类气象条件所致。本研究提出夜间废气排放加重了中国雾霾污染的设想,并通过分析北京地区54511气象观测站提供的2014年每天、每小时的地面气温数据,发现减少夜间污染排放可能是现阶段减少雾霾形成的低成本措施之一。     

永磁转子偏转式三自由度电机热特性分析

针对新型永磁转子偏转式三自由度电机实用化设计中的热安全性及热稳定性问题,对该电机进行了发热特性分析。利用有限元分析软件对该新型电机在额定及过载大电流工作情况下的生热情况进行温度场仿真计算,得出电机在不同工作状态下的温度分布云图。研究结果验证了该新型电机结构设计的合理性,为该类电机结构的优化及性能指标的提升提供了借鉴和参考。