pm2.5的阅读答案篇二：大气中PM2.5问题的研究
承 诺 书
我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模
竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模
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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）与队外的任何人（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章程和参赛规则的，如果引用别人的
成果或其他公开的资料（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，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行
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我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）：所属学校（请填写完整的全名）： 江西师范大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 满坚平 13级计算机科学与技术2班
2. 刘小凤 13级计算机科学与技术2班
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日期： 2015 年 8 月 8日
大气中PM2.5问题的研究
摘 要
随着环境问题的严肃性，雾霾对人们生活的影响越来越严重，PM2.5开始进入人们的视线，空气质量问题也随之上升到国家战略问题。但想要去治理与控制，就一定要知道其成因与客观规律，才能从科学的角度去治理。因此，对这几个方面的研究意义重大。本文结合所给出数据，对PM2.5的相关性因素进行分析，并模拟其扩散与衰减规律，最终科学地给出了相应的治理计划。
对于问题1，本文利用MATLAB软件绘制了PM2.5（含量）与其他五项指标关系的散点图，并利用SPSS软件分析了PM2.5（含量）与其他五项指标的相关性。根据不同依据建立了三个数学模型，然后分析了每个模型的优缺点，选择了一个最优的模型作为PM2.5（含量）与其它5项分指标（含量）之间关系数学模型。其中回归方程为y=-32.956+0.173x1+0.442x2+0.882x3+2.207x4-0.334x5。
对于问题2，本文先根据题目所给出的图片，采用像素点发确定13各监测点的相对坐标，再通过实际距离测定，将其转化为实际坐标。进而绘制出不同监测点PM2.5随时间变化曲线，已经通过二维插值绘制的pm2.5平面分布图，分析其时空分布规律并进行污染评估，得出不同监测点按照季节变化的污染物分区。在PM2.5发生于演变分析上，根据点与点的距离，将13各点赋予权重，由此无需叠加而求得最终结果。
对于问题3，由于武汉地区地理位置特殊，为了到达合理治理PM2.5的目的，我们对武汉地区的一次源、二次源做了详细论述，利用相关性分析以及饼图相结合的方式发现武汉市的PM2.5主要源于机动车排放和工业燃料燃烧，其次是自然源和生物源。为了减少PM2.5的浓度，本文设计了综合治理方案和4个措施方案。根据方案确定每一年PM2.5降低的浓度值，确定专项治理费用共计6010万元和综合治理费用9739万元。治理方案中，通过层次分析法计算得出方案三更为合理，合理性指标为0.3287，方案四合理性指标为0.1008，在专项资金投入中，应按照合理性指标进行分配。专项治理与综合治理的权重值分别为0.415和0.585，重点抓综合治理，采取综合与专项治理相结合的方法达到治理目的。模拟结果同层次分析法相近，方案合理。
关键词：PM2.5扩散和衰减、演变规律、相关性分析、多元线性回归、层次分析
1、问题重述
1.1问题重述
2012年2月29日，环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》 (GB3095—2012)[1]，本次修订的主要内容:调整了环境空气功能区分类，将三类区并入二类区；增设了颗粒物(粒径小于等于2.5μm)浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值；调整了颗粒物(粒径小于等于10μm)、二氧化氮、铅和苯并(a)芘等的浓度限值；调整了数据统计的有效性规定。与新标准同步还实施了《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行) 》 (HJ633—2012)[2]。
由于细颗粒物PM2.5进入公众视线的时间还很短，在学术界也是新课题，尤其是对细颗粒物PM2.5及相关的因素的统计数据还太少，对细颗粒物PM2.5的客观规律也了解得很不够。但是相关研究人员绝不能因此而放慢前进的脚步，不能“等”数据，因为全国人民等不起。我们必须千方百计利用现有的数据开展研究，同时新课题、探索性研究、“灰箱问题”也有可能成为数学建模爱好者的用武之地。请研究以下问题。
问题1，PM2.5的相关因素分析
请依据附件1或附件2中的数据或自行采集数据，利用或建立适当的数学模型，对AQI中6个基本监测指标的相关与独立性进行定量分析，尤其是对其中PM2.5（含量）与其它5项分指标及其对应污染物（含量）之间的相关性及其关系进行分析。如果你们进而发现AQI基本监测指标以外的、与PM2.5强相关的（可监测的）成分要素，请陈述你们的方法、定量分析结果、数据及来源。
问题2，PM2.5的分布与演变及应急处理
请依据附件2、附件3中的数据或自行采集某地区的数据，通过数学建模探索完成以下研究：
1、描述该地区内PM2.5的时空分布及其规律，并结合环境保护部新修订的《环境空气质量标准》分区进行污染评估。
2、建立能够刻画该地区PM2.5的发生和演变（扩散与衰减等）规律的数学模型，合理考虑风力、湿度等天气和季节因素的影响，并利用该地区的数据进行
定量与定性分析。
3、假设该地区某监测点处的PM2.5的浓度突然增至数倍，且延续数小时，请建立针对这种突发情形的污染扩散预测与评估方法。并以该地区PM2.5监测数据最高的一天为例，在全地区PM2.5浓度最高点处的浓度增至2倍，持续2小时，利用你们的模型进行预测评估，给出重度污染和可能安全区域。
4、采用适当方法检验你们模型和方法的合理性，并根据已有研究成果探索PM2.5 的成因、演变等一般性规律。
问题3，空气质量的控制管理
1、该地区目前PM2.5的年平均浓度估计为280(单位为 ? g / m3)，要求未来五年内逐年减少PM2.5的年平均浓度，最终达到年终平均浓度统计指标35(单位为 ? g / m3)，请给出合理的治理计划，即给出每年的全年年终平均治理指标。
2、据估算，综合治理费用，每减少一个PM2.5浓度单位 ，当年需投入一个费用单位（百万元），专项治理投入费用是当年所减少 PM2.5浓度平方的0.005倍（百万元）。请你为数据1所在地区设计有效的专项治理计划，使得既达到预定PM2.5减排计划,同时使经费投入较为合理，要求你给出五年投入总经费和逐年经费投入预算计划，并论述该方案的合理性。
2、模型假设
因PM2.5的扩散和衰减随机性较大，所受影响因素较多，突发情况复杂，因此对模型进行一定的假设，其结果均在假设条件下成立。
1)假设题目给出的数据真实可靠，排除人为因素，能够有效的进行统计和预测；
2)不考虑突发事件造成的空气质量骤变；
3)空气质量相同的地方污染等级相同；
4)PM2.5的扩散高楼建筑对其没有影响；
3、符号假设
3.1符号假设及说明
为了书写的方便以及根据模型的需要，我们引入以下符号：
4、问题分析及模型建立
本文是针对环境污染问题希望对此现状提出一些合理治理方案，大气为地球上生命的繁衍与人类的发展提供了理想的环境。它的状态和变化，直接影响着人类的生产、生活和生存。空气质量问题始终是政府、环境保护部门和全国人民关注的热点问题。
通过对背景知识的阅读及了解，可以了解到以下可能应用到解题的信息：
1.受影响雾霾区域包括华北平原、黄淮、江淮、江汉、江南、华南北部等地区。应用在考虑雾霾的防治及预报中。
2.新修订的《环境空气质量标准》调整了环境空气功能区分类。
本文来源：http://www.010zaixian.com/shiti/622806.htm