發(fā)布時(shí)間：2017-08-21 12:13

  本文關(guān)鍵詞：大氣中細(xì)顆粒物（PM2.5）中流量采樣器性能對(duì)比研究

  更多相關(guān)文章： PM2.5 中流量采樣器 歸一化均方誤差 分?jǐn)?shù)偏差

【摘要】：隨著PM2.5污染問(wèn)題日益突出,我國(guó)大部分地區(qū)開(kāi)展了PM2.5監(jiān)測(cè)工作,而PM2.5采樣器的采樣誤差會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)開(kāi)展空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)和污染控制具有重要意義。本文從2014年1月到2015年1月,在長(zhǎng)春市九個(gè)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,利用手工采樣器采集PM2.5樣品與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究,同時(shí)通過(guò)國(guó)內(nèi)的三種PM2.5切割器采樣實(shí)驗(yàn),進(jìn)行相關(guān)性分析和成分分析。2014年9月、2015年3月和7月,利用天虹TH-100型、嶗山TSP-100型和中嶗PMN-100型,三種切割器的手工采樣器采集TSP、PM10、PM5、PM2.5樣品,分析了顆粒物的粒徑分布特征和季節(jié)變化特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同粒徑分布比例大小為PM2.5PM10-TSPPM5-10PM2.5-5。季節(jié)變化特征為3月份PM2.5占TSP和PM10的比值大于9月份和7月份。通過(guò)成分分析,分析出三種切割器樣品的水溶性離子和金屬元素,進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水溶性離子中SO42-、NH4+、K+和Mg2+在PM2.5中的濃度遠(yuǎn)大于其他粒徑范圍,而金屬元素中主要元素都是Ca、K、Fe、Al、Mg和Zn。通過(guò)三種切割器采集的PM2.5樣品中水溶性離子和金屬元素的成分分析發(fā)現(xiàn)由于三種采樣器切割原理相似,導(dǎo)致污染物成分特征基本類似,所以成分分析結(jié)果主要取決于各個(gè)切割器的切割效率和捕集的顆粒物濃度。三種切割器TSP/PM10/PM5/PM2.5平行樣之間的相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)C天和C中的TSP、PM10、PM5和PM2.5數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)最大,C嶗和C中的相關(guān)系數(shù)大小次之,C天和C嶗的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系最差。利用三種切割器的采樣器測(cè)量獲得的PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差分析發(fā)現(xiàn),C天與C嶗之間偏差最大,其次為C嶗與C中之間,C天與C中之間偏差相對(duì)較小。而全年C天、C嶗和C中大小順序?yàn)镃中C嶗C天。配對(duì)T檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示三種切割器的PM2.5濃度之間差異不顯著。從2014年1月到2015年1月,在長(zhǎng)春市九個(gè)大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,利用天虹KC-120H型PM2.5手工采樣器測(cè)量PM2.5濃度,并與同期的Thermo5030型自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,分析不同采樣點(diǎn)PM2.5濃度情況、不同季節(jié)PM2.5濃度變化情況,以及不同濃度范圍數(shù)據(jù)分布情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Thermo 5030監(jiān)測(cè)儀測(cè)量的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位全年P(guān)M2.5濃度平均值均大于KC-120H采樣的PM2.5濃度值,全市年平均值分別為102.10μg/m3和77.45μg/m3,C5030比C120大約29.08%。從C5030和C120的季節(jié)變化情況中發(fā)現(xiàn),2014年1月、3月、10月和2015年1月全市C5030比C120大,差值在18.48-67.89μg/m3范圍內(nèi),而2014年4月和7月C5030比C120小,C5030小于C120的11.73%和27.57%。對(duì)KC-120H采樣器采集到的183個(gè)有效PM2.5樣品與九個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位Thermo5030監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)劃分,KC-120H采樣器樣品中PM2.5濃度主要為良,為78個(gè)樣品占43%,而Thermo5030監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)中PM2.5濃度主要為良和輕度污染,樣品數(shù)為55和40,占比為30%和22%。對(duì)長(zhǎng)春市九個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的KC-120H采樣器和Thermo5030監(jiān)測(cè)儀測(cè)量PM2.5數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)除了郵電學(xué)院其余采樣點(diǎn)相關(guān)系數(shù)在0.802-0.511范圍內(nèi)。不同月份相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)除了2015年1月,其他月份相關(guān)系數(shù)都在0.818-0.499范圍內(nèi)。對(duì)所有C5030和C 120進(jìn)行了回歸分析發(fā)現(xiàn),回歸方程的斜率為0.8631,截距為33.828,R2為0.4299。說(shuō)明兩種采樣器結(jié)果具有較好的相關(guān)關(guān)系。在不同空氣質(zhì)量等級(jí)條件下C120數(shù)據(jù)及相應(yīng)的C5030數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)兩種采樣器測(cè)量值之間隨著濃度值越高,相關(guān)性越好。對(duì)兩種采樣方式測(cè)量的PM2.5濃度進(jìn)行偏差分析,2014年10月和2015年1月份的C5030與C120偏差較大,2014年1月和3月次之,2014年4月和7月偏差較小。2014年1月、3月、10月和2015年1月Thermo5030監(jiān)測(cè)儀會(huì)高估PM2.5濃度值,而2014年4月和7月Thermo5030監(jiān)測(cè)儀會(huì)低估PM2.5濃度值。全年數(shù)據(jù)顯示Thermo5030監(jiān)測(cè)儀會(huì)高估PM2.5濃度值。對(duì)C5030與C120數(shù)據(jù)根據(jù)不同程度污染濃度進(jìn)行偏差分析,發(fā)現(xiàn)所有質(zhì)量范圍的C5030都存在正偏差,同時(shí)C120濃度越高C5030與C120偏差越小。配對(duì)T檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示C5030與C120的差異不顯著。
【關(guān)鍵詞】：PM2.5 中流量采樣器 歸一化均方誤差 分?jǐn)?shù)偏差
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X851
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1. 研究背景11-15
• 1.1.1. PM2.5 概述11
• 1.1.2. PM2.5 污染危害11-12
• 1.1.3. PM2.5 監(jiān)測(cè)技術(shù)12-14
• 1.1.4. 國(guó)內(nèi)外PM2.5標(biāo)準(zhǔn)14-15
• 1.2. 研究目的與內(nèi)容15-18
• 1.2.1. 研究目的15-16
• 1.2.2. 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.2.3. 技術(shù)路線17-18
• 第2章 原理與方法18-28
• 2.1. 撞擊式采樣器工作原理18-20
• 2.1.1. 切割器原理18-20
• 2.1.2. KC-120H采樣器20
• 2.2. Thermo5030型自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀工作原理20-21
• 2.3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-23
• 2.4. 實(shí)驗(yàn)概況23-26
• 2.4.1. 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及采樣時(shí)間23-25
• 2.4.2. 手工采樣器樣品采集25
• 2.4.3. 自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)量數(shù)據(jù)處理25-26
• 2.5. 研究方法26-27
• 2.5.1. 重量法分析26
• 2.5.2. 成分分析26-27
• 2.6. 統(tǒng)計(jì)分析方法27-28
• 2.6.1. 回歸分析27
• 2.6.2. 歸一化均方誤差（NMSE）27
• 2.6.3. 分?jǐn)?shù)偏差（FB）27-28
• 第3章 結(jié)果與討論28-44
• 3.1. 三種切割器分析結(jié)果28-34
• 3.1.1. TSP、PM10、PM5、PM2.5重量法分析結(jié)果28-30
• 3.1.2. 成分分析結(jié)果30-33
• 3.1.3. 三種采樣器相關(guān)性分析結(jié)果33-34
• 3.2. 手工采樣器與自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)量數(shù)據(jù)分析結(jié)果34-39
• 3.2.1. KC-120H采樣器和Thermo5030監(jiān)測(cè)儀PM2.5測(cè)量結(jié)果34-36
• 3.2.2. 兩種采樣器PM2.5數(shù)據(jù)相關(guān)性分析36-39
• 3.3. 偏差分析39-42
• 3.3.1. 三種切割器采樣數(shù)據(jù)偏差分析結(jié)果39-41
• 3.3.2. Thermo 5030與KC-120H采樣器偏差分析偏差結(jié)果41
• 3.3.3. 不同程度污染物濃度偏差分析41-42
• 3.4 配對(duì)T檢驗(yàn)42-44
• 第4章 結(jié)論與展望44-47
• 4.1. 結(jié)論44-46
• 4.2. 展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-53
• 作者簡(jiǎn)介53-54
• 致謝54

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