长三角臭氧和PM2.5相互响应关系开题报告

 2022-01-14 09:01

全文总字数:2954字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着我国社会经济的快速增长,中国空气污染严重,尤其是长三角地区的飞速发展,城市环境的问题也显得越来越突出。细颗粒物(pm2.5)本身不仅危害人体健康,而且也是液态污染物的载体,其成分复杂,并具有特殊的理化特性和生物活性,对大气环境质量有着很大影响,而臭氧(o3)从性质来看是把双刃剑,既有正面作用,如大气臭氧层,也有负面作用,如对流层中的较高浓度臭氧则会对动植物产生危害。pm2.5与o3的关系,仍然不完全清楚,这限制了进一步研究空气复合型污染,改善空气质量及空气污染对人类健康的影响联系起来的控制策略。在这项研究中,采用wrf/cmaq模型,进行期一年(2013年)的空气质量模拟对比,指导研究大气中pm2.5与o3的关系,有助于相关大气污染防治措施的制定。

国内外研究现状

人类社会的不断发展,各国的工业化和城市化,带来不的不仅仅是经济的增长,还带来了空气污染,这严重影响了人们生活质量,甚至危害人体健康,如今已成为科学研究和公众关注的焦点。

臭氧历来被认为是美国主要的城市和区域空气质量问题[1]。流行病学证据表明,城市死亡率与细颗粒物质的质量浓度相关,这使人们对降低空气中粒子的含量产生了浓厚的兴趣[2]。1996年11月,美国环境保护局(epa)提出了新的臭氧(o3)和颗粒物空气质量标准[3]。臭氧和颗粒物历来被视为单独的问题。然而,o3和pm是化学耦合的,这种耦合对于理解控制两者水平的过程有着深远的意义。十多年来,美国环境保护局、州和地方机构用三维大气模型对城市和区域臭氧减少战略进行了评估[1],给出了减少voc和nox排放,以达到拟议的臭氧和pm的新标准,在违反这些标准的地区,将需要数十亿美元的支出的建议[4]。控制策略需要计算o3和pm之间的复杂耦合,而研究结果表明,对气相voc和nox前体的控制一般不会导致相应的空气微粒物质的第二组分降低[4]

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2. 研究的基本内容

首先用WRF/CMAQ模式模拟出O3,PM2.5及各组分的模拟值,对所使用的WRF/CMAQ模式进行了模式验证。分别是对不同时间,不同空间上,模式模拟值与观测值的差别进行讨论。然后利用统计方式量化验证,首先是对五个城市(杭州,合肥,南京,上海,徐州)站点的O3、PM2.5的月均浓度的模拟值和观测值进行了对比,进行了误差分析,基于以上对于所使用的模式进行了验证。对五个城市站点的O3与PM2.5按季度做散点图分析这两种变量的相关性。对于2013年O3与PM2.5各组分浓度进行了线性拟合,分析O3与PM2.5之间月平均浓度变化的潜在原因。最后保持排放不变,改变气象条件,模拟2015年的O3与PM2.5浓度值,做散点分析。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

3月下旬,完成任务书及开题报告;

4月上旬,完成相关实验内容,并进行数据处理工作;

4月中旬,提交外文文献的翻译;

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4. 参考文献

[1] national research council, rethinking the ozone problem in urban and regional air pollution (national academy press, washington, dc, 1991)

[2] j. schwartz, d. w. dockery, l. m. neas, j. air waste manage. assoc. 46, 927 (1996);b. brunekreef,d. w. dockery, m. krzyzanowski, environ. health perspect.103,3(1995); x. p. xu, j. gao, d. w.dockery, y. chen, arch. environ. health 49, 216(1994); d. w. dockery and c. a. pope, annu. rev.public health 15, 107 (1994);d. w. dockery et al.,n. engl. j. med. 329, 1753 (1993).

[3] fed. reg. 61 (no. 241), 65763 (13 december 1996).

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