基于LUR模型的城市交通顆粒物污染空間分布研究

發(fā)布時間：2020-08-05 12:06

【摘要】：城市交通產(chǎn)生的大氣顆粒污染物為人們的生活環(huán)境及長期的健康帶來十分不利的影響。研究交通產(chǎn)生的顆粒物在街區(qū)尺度下的強度及分布,將對減少市民在污染物中的暴露、改善空氣和生活環(huán)境、完善城市規(guī)劃和管理提供參考。盡管近年在有關(guān)空氣污染的研究中,土地利用回歸(LUR)方法被有效用于模擬城市或地區(qū)范圍內(nèi)空氣污染物的濃度水平,但其在街區(qū)尺度內(nèi)污染分析的適用性仍需進(jìn)一步探究。為此,本研究采用便攜式顆粒檢測儀(GRIMM)、氣象儀(Kestrel)以及GPS記錄儀在西安開展了移動監(jiān)測實驗,分別建立了街區(qū)尺度下的不同粒徑交通顆粒物(PM10,PM2.5,PM1)LUR模型,確定了研究區(qū)域顆粒物污染的主要影響因素,并采用擴散模型AERMOD對相同實驗研究區(qū)域PM10濃度進(jìn)行分析、建模,驗證了LUR模型的模擬效果。建模過程中,以三種粒徑PM的濃度(或其對數(shù)轉(zhuǎn)換值)為被預(yù)測變量,涉及到的影響因素包括交通強度、氣象數(shù)據(jù),以及采用空間地理信息分析軟件從研究區(qū)域的衛(wèi)星圖中提取的建筑面積、綠化面積、道路面積以及空地面積等土地利用類型數(shù)據(jù)。最終的PM10、PM2.5、PM1模型分別解釋了50.1%、73.4%、39.3%的濃度差異;相對濕度、風(fēng)速、150m半徑內(nèi)的綠化面積等為較有影響力的變量,由于研究區(qū)域范圍有限,交通強度變量并未成為主要的影響因素;將模型應(yīng)用于研究區(qū)域,結(jié)合地圖處理分析軟件ArcMap,對研究范圍內(nèi)的顆粒物污染濃度分布進(jìn)行了可視化,可視化分布結(jié)果與實際測量值變化趨勢相近,PM濃度分布圖可直觀顯示出污染情況,為居民和城市規(guī)劃者了解城市污染熱點區(qū)域,評估在污染物暴露中的水平和健康風(fēng)險提供一定參考;最后,與AERMOD模型對比分析,可知LUR模型在污染源設(shè)定、數(shù)據(jù)需求、模擬結(jié)果、適用廣度上具有優(yōu)勢。研究結(jié)果表明在密集城市區(qū)域,采用LUR模型結(jié)合移動監(jiān)測方法模擬顆粒物濃度分布效果良好,并能夠得到一個較為滿意的擬合優(yōu)度,且相對于大氣擴散模型等模擬方法更為靈活有效。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X734.2
【圖文】：