气流组织形式对室内微生物气溶胶的影响

为探明空调房间气流形式与通风量对室内微生物气溶胶的影响规律,在一个标准气流实验室,使用Andersen六级撞击式空气采样器对空气中的细菌与真菌气溶胶进行采样,分析了其浓度变化特点,及其与大气细颗粒物PM_(2.5)的相关关系。结果表明,晴朗天气下,气流室内不同气流形式和通风量对微生物气溶胶浓度的影响不同。总体来说,不管是哪种气流形式,通风量的增加均在一定范围内降低了室内微生物气溶胶及大气细颗粒物浓度,其中细菌气溶胶和PM_(2.5)在通风方式为侧面送风侧面排风时的去除效果最好,且分别在换气次数为3次/h和4次/h时其浓度达到最低,其去除效率分别为88.5%和42%,而真菌气溶胶在侧面送风顶面排风时的去除效果最好,在4次/h浓度最低,去除效率为6%。研究结果可以为探究室内环境空气质量及控制室内微生物污染提供基础数据。     

一次回风空调系统PM_(2.5)污染控制策略

基于浓度守恒原理建立了一次回风空调系统室内PM_(2.5)浓度模型,研究了过滤器分别安装在新风段、回风段和送风段时过滤效率和新风量的变化对室内PM_(2.5)浓度的影响。模拟结果表明:在室外PM_(2.5)浓度大于室内初始值的条件下,过滤器安装在送风段或回风段时,减少新风有利于室内PM_(2.5)污染控制,过滤器安装在新风段时,根据过滤器效率调节新风,过滤效率小于临界效率,减小新风有利于室内污染控制;在室外PM_(2.5)浓度小于室内初始值的条件下,过滤器安装在送风段或新风段时,增加新风有利于室内PM_(2.5)污染控制,过滤器安装在回风段时,也存在临界效率,过滤效率小于临界值,增加新风有利于室内PM_(2.5)污染控制。     

渗透通风建筑室内颗粒物的污染特征

通过建立颗粒物穿透率与渗透通风房间换气次数的数学模型以及室内颗粒物浓度集总参数模型,对常州市某住宅建筑室内颗粒物污染特征进行分析,通过实验验证了颗粒物穿透率、室内颗粒物浓度模型的准确性。计算结果表明,对于室内无污染源的渗透通风房间,粒径为0.5、1.0、2.5μm的颗粒物以及PM_(2.5)穿透率随换气次数的增大而增加;当换气次数从0.2次·h~(-1)增加至0.5次·h~(-1)时,PM_(2.5)穿透率由70%增大至88%,增加25.7%。对于用香烟烟雾作为颗粒污染物尘源的房间,空气净化器的实际洁净空气量CADR值为152 m~3·h~(-1),相比实验舱标定工况320 m~3·h~(-1)衰减52.5%。     

北京地铁车厢内PM_(2.5)和PM_(10)污染特征研究

地铁是人们出行的重要交通方式,车厢内颗粒物污染可影响人体健康。2016年春、秋、冬季对北京地铁1号、2号、4号、10号线进行现场监测,探讨北京地铁车厢内颗粒物污染特征。研究结果表明,北京地铁车厢内PM_(2.5)平均浓度超标率为83.8%~98.7%,地铁1号线PM_(10)平均浓度超标率为59.6%。地铁车厢内PM_(2.5)和PM_(10)浓度存在工作日和周末组间显著性差异,表明客运量对车厢内颗粒物浓度有较大影响。地铁车厢内PM_(2.5)和PM_(10)浓度存在季节性差异,冬季车厢内颗粒物平均浓度最高。不同线路车厢内PM_(2.5)和PM_(10)浓度存在组间差异,地铁通风空调系统、门系统和客运量是造成其差异的主要原因。     

室内外PM_(2.5)污染特征、形貌及矿物组成

为掌握室内外细颗粒物(PM_(2.5))污染特性,监测采集西安市某办公场所室内外PM_(2.5)样品,统计分析PM_(2.5)质量浓度特征,探究室内外PM_(2.5)相关性、微观形貌以及矿物组成的差异。结果表明:室内外PM_(2.5)年均质量浓度分别为85.32和109.83μg·m~(-3),冬季污染尤为严重。室内PM_(2.5)受室外PM_(2.5)影响显著,室内外PM_(2.5)质量浓度的相关系数为0.890 0。室内PM_(2.5)多为粒径小于1μm的球状颗粒物,而室外颗粒物形状、大小不规则,室内外PM_(2.5)均含有大量的碳、氧元素,其他元素的种类和含量存在一定差异。室内PM_(2.5)中矿物多为非晶态物质,室外PM_(2.5)主要由石英、赤铁矿和碳酸钙等矿物质组成。     

风机盘管回风口加装驻极体过滤器过滤PM_(2.5)性能分析

针对空调系统末端装置用风机盘管不具备过滤PM_(2.5)功能的问题,在风机盘管回风口加装具有低阻特性的驻极体空气过滤器进行了性能测试分析。以蜡烛燃烧产生的颗粒物作为室内PM_(2.5)的尘源,将3种不同过滤面积的驻极体空气过滤器分别安装在风机盘管回风口,测试了风机盘管在不同风量(额定风量、75%额定风量、50%额定风量)下运行时其对PM_(2.5)过滤性能及在30 min内室内PM_(2.5)浓度衰减率。结果表明:加装驻极体空气过滤器后风机盘管瞬时过滤效率可达到66%以上、在30 min内室内PM_(2.5)的浓度衰减率可以达到54.8%以上;在相同风量下风机盘管的瞬时过滤效率、处理风量随加装过滤器过滤面积增加而提高;以PM_(2.5)浓度衰减率作为指标,可以判断出回风口加装过滤面积为1.88 m2的过滤器净化效果最优,其在不同风量下30 min内PM_(2.5)浓度衰减率分别为87.4%、84.7%和77.3%,且在不同风量下工作时均能在30min内使室内PM_(2.5)浓度达到环境空气质量标准一级日平均浓度限值。     

室内PM_(2.5)浓度控制模拟分析

利用质量平衡方程建立了一次回风定风量系统室内PM_(2.5)浓度模型,并对新风PM_(2.5)浓度、新风量、室内污染源、过滤器效率、过滤器安装位置等因素对室内PM_(2.5)浓度的影响进行了模拟分析。模拟结果表明:新风PM_(2.5)浓度和室内污染源强度的变化对室内PM_(2.5)浓度均有较大影响;新风量越大,室内PM_(2.5)浓度受新风PM_(2.5)浓度变化的影响越大;将过滤器分别安装在送风段、新风段和回风段新风比为0.1时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在新风段最差,新风比为0.8时,过滤器安装在送风段效果最好,安装在回风段最差;过滤器安装在送风段时,过滤器效率越高,室内PM_(2.5)浓度越低,波动越小。     

室内PM_(2.5)沉降的研究与控制

以燃烟为室内污染源,对不同污染程度下室内PM_(2.5)浓度进行动态监测,得到PM_(2.5)的沉降规律。研究发现,污染源对室内PM_(2.5)浓度及沉降时间有显著影响,随着燃烟量的增加,室内PM_(2.5)浓度相应升高,恢复到PM_(2.5)初始值所需的沉降时间越长。在质量平衡模型的基础上,建立了封闭条件下室内颗粒物的沉降模型。经验证,PM_(2.5)沉降曲线的变化规律与颗粒物沉降模型一致,说明构建的沉降模型合理可靠。最后,给出了自然通风对控制室内PM_(2.5)污染的效果,为室内PM_(2.5)污染控制提供参考。     

长春供暖季室内外PM2.5浓度垂直分布与分析

为研究严寒地区供暖季室内外PM_(2.5)浓度的垂直分布,在供暖季分别对长春某高层居住建筑1、8、15、24、33楼层的室内外PM_(2.5)浓度进行监测,研究不同楼层室内外PM_(2.5)的浓度与变化特征。采用随机组分重叠模型(RCS)方法研究各楼层PM_(2.5)渗透因子,采用逐步回归分析方法研究室内PM_(2.5)浓度的各影响因素。结果表明:在供暖季,长春市高层建筑的不同楼层均存在一定的PM_(2.5)污染,室内外PM_(2.5)浓度随楼层升高大体呈现减小的趋势,但差异不显著。室内外PM_(2.5)浓度存在显著的相关性(P 0.05),在没有室内污染源时,室外颗粒物渗透是室内污染的主要来源。室内PM_(2.5)浓度与房间面积等没有显著相关性。     

长春市净月区颗粒物重金属污染特征及健康风险评价

为了解长春市净月区不同粒径颗粒物重金属的污染特征及健康风险,于2017年4—6月采集PM_1、PM_(2.5)、PM_5、PM_(10)及总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定8种重金属(Pb、Cd、Cr、Ni、V、Co、Sb、Mn)及Al浓度,采用富集因子法判断8种重金属的富集程度,进一步结合健康风险评价模型对人群健康风险进行评估。结果表明,净月区4月PM_(2.5)、PM_(10)、TSP均超出《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准。8种重金属中,Sb、Pb浓度相对较高,Pb主要富集在细颗粒物(PM_1、PM_(2.5)、PM_5)上,Cd、Ni、Mn、V、Sb主要富集在粗颗粒物(PM_(10)、TSP)上,富集因子排序为SbCdPbCoCrNiVMn。Cd、Cr、Ni、V、Mn的非致癌风险熵(HQ)小于1,非致癌风险水平可接受;Sb的HQ大于1,对人群存在非致癌风险。Pb、Cd、Cr、Ni的致癌风险值R大于10~(-6),存在致癌风险。     

长春市净月区和朝阳区采暖期与非采暖期大气颗粒物的分布特征及来源分析

分别在采暖期和非采暖期采集了长春市净月区与朝阳区的大气颗粒物,研究其污染特征的差异,并进行了形貌分析。结果表明:(1)净月区采暖期与非采暖期PM_(2.5)平均质量浓度分别为144.86、87.10μg/m~3,PM_(10)平均质量浓度分别为149.07、138.72μg/m~3;朝阳区采暖期与非采暖期PM_(2.5)平均质量浓度分别为234.48、110.01μg/m~3,PM_(10)平均质量浓度分别为275.07、147.50μg/m~3。整体上,非采暖期大气颗粒物浓度低于采暖期。(2)无论是采暖期还是非采暖期,净月区PM_(2.5)与PM_(10)浓度均明显低于朝阳区。(3)净月区采暖期大气颗粒物来源主要是柴油尾气、燃煤源与生物质燃烧;非采暖期,机动车尾气、建筑扬尘、土壤扬尘与某些工业排放对大气颗粒物贡献较大。朝阳区大气颗粒物来源较净月区复杂,这与两个区不同的地理位置和不同功能有直接的联系,建筑扬尘对于朝阳区大气颗粒物的含量有较大的影响。     

重庆主城区近年一次典型空气重污染过程分析

对2013—2015年重庆主城区空气重污染情况进行统计,并结合地面和高空探测手段,分析了一次典型重污染过程的污染特征。结果表明:重庆主城区秋冬季节的空气污染,以受不利气象条件影响的本地细颗粒物(PM_(2.5))累积污染为主,PM_(2.5)占PM_(10)的平均比例为72%左右;大气能见度与颗粒物浓度、相对湿度均呈现明显的负相关性。典型污染期间的近地层颗粒物污染带主要在0~400 m的高度范围,AOD值高达2.0~2.4,α指数在1.0左右。二次粒子、机动车尾气、扬尘是污染期间重庆主城区PM_(2.5)的主要来源。     

滤膜对PM_(2.5)采样和组分分析准确性的影响

以大流量采样器采样为例,通过多个采样器应用不同滤膜多周期现场采样、滤膜的孔隙结构与组成分析以及不同采样介质背景下PM_(2.5)组成分析,研究了不同滤膜对PM_(2.5)浓度测定和组分分析的影响。结果表明:聚四氟乙烯(PTFE)滤膜和玻璃纤维滤膜、石英滤膜对于PM_(2.5)浓度值的测定一致性很好,但PTFE滤膜的测定含量较玻璃纤维滤膜和石英滤膜略低;其原因与滤膜的微观结构和颗粒物在滤膜上的聚集状态有关;空白滤膜的背景值差异影响PM_(2.5)中化学组分浓度的测定。     

成都市降水对大气颗粒物湿清除作用的观测研究

为研究成都市降水对大气颗粒物(以下简称颗粒物)的湿清除作用,对2014—2016年成都市的颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))和气象观测数据进行分析。结果表明:月、季尺度下,降水对PM_(2.5)、PM_(10)均有削减作用。降水时段的PM_(2.5)、PM_(10)浓度较非降水时段分别降低17.1%和15.8%,且冬季降幅最为明显。考察472次降水过程对颗粒物的湿清除作用,发现单次降水过程后PM_(2.5)、PM_(10)浓度增长频次(243、234次)和削减频次(229、238次)接近,但颗粒物浓度总体呈削减趋势。对于单次降水过程,颗粒物的初始浓度与降水对颗粒物的湿清除作用关系密切,特别是降水持续时间超过8h后,颗粒物初始浓度越高,削减效果越好。     

绵阳重污染天气机动车限行对空气质量的影响研究

为应对2017年底绵阳出现的一次重污染天气,绵阳政府于2017年12月25日0时至29日12时首次实行了机动车尾号限行措施。利用2017年12月20日至2018年1月2日绵阳4个国控环境质量监测站点的CO、NO_2、SO_2、O_3、PM_(2.5)、PM_(10)的数据分析限行前后的污染物浓度变化特征,并结合气象数据进行污染成因分析。结果表明,大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)是此次重污染天气的首要污染物,机动车尾号限行措施对PM_(2.5)和PM_(10)有一定的减排效果。机动车尾号限行措施对NO_2、SO_2、O_3具有明显的减排效果,而对CO几乎没有减排效果。限行前和限行期大气颗粒物主要来源于化学转化形成的二次颗粒物,而限行后则转为沙尘、扬尘等一次颗粒物。江油对绵阳大气颗粒物PM_(2.5)、PM_(10)影响很大,气流轨迹出现频率高,大气颗粒物浓度也高,有必要考虑进行区域联防联控。     

基于人工模拟雾霾装置的颗粒物沉降效果分析

雾霾对人类生活生产的影响日益严重,雾霾治理的研究逐渐受到重视,然而自然雾霾天气的不可预测性增加了研究难度。根据雾霾的组成特点,设计并搭建了一套人工模拟雾霾装置,对雾霾颗粒物的沉降效果进行浓度监测和分析。模拟结果表明:各种环境下,PM_(10)的浓度和沉降速率最高,总浓度占比保持在40%以上,PM_(2.5)浓度占比约为35%,PM_1浓度最低,仅占20%～25%;有风环境下,颗粒物的沉降速度明显提高,当沉降时间达到130 min后,PM_1的浓度达到20%以下。装置成功模拟了100 min以上的重度雾霾以及20 min的中度雾霾,可为雾霾治理的研究提供稳定可控的实验环境。综合上述结果,将PM_(2.5)和PM_1凝结成PM_(10),可加速雾霾的消散,对雾霾治理具有重要参考价值。     

西安市燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的组分研究

为了解西安市燃煤锅炉排放颗粒物的组分情况,采用稀释通道采样,用滤膜采集了西安市3台链条炉排放颗粒物中的PM_(2.5)和PM_(10),并利用离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和碳分析仪等分析了其中的主要组分。实验结果表明,燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的主要组分有SO_4~(2-)、NH_4~+、Cl~-、有机碳(OC)、元素碳(EC)、Al、Si。Si、Ca等地壳元素在PM_(10)中所占比例多于PM_(2.5),而NO_3~-、NH_4~+、OC等二次生成物在PM_(2.5)中所占比例多于PM_(10)。对比PM_(2.5)和PM_(10)组分可以发现,同种组分在不同燃煤锅炉排放的PM_(2.5)和PM_(10)中分布差异很大,这可能与除尘、脱硝等工艺密切相关。研究内容对西安市大气颗粒物源解析工作具有重要的参考价值,为西安市颗粒物源解析项目积累了一定的经验。     

北京市无风天人体高度的PM_(2.5)、PM_(10)变化特征及扩散机制研究

为了解无风天情况下PM_(2.5)、PM_(10)的人体暴露水平及扩散机制,对人体呼吸高度的PM_(2.5)、PM_(10)浓度及近地面不同高度处的温度、相对湿度进行连续监测,分析了垂直温度梯度、相对湿度的相对变化速率对PM_(2.5)、PM_(10)浓度的影响,并利用回归分析法建立PM_(2.5)、PM_(10)浓度与不同高度处温度、相对湿度的单、多变量回归模型,从中选取最优回归模型。结果表明:(1)晴天的PM_(2.5)、PM_(10)浓度在研究时段(9:00—21:00)内总体呈先降低再升高的趋势,而阴天、小雨天PM_(2.5)、PM_(10)浓度呈多峰变化,起伏较大;晴天不同高度的温度差异大,阴天、小雨天温度差异相对较小;晴天不同高度的相对湿度曲线总体均呈U型分布,相较而言,阴天及小雨天各层的相对湿度曲线波动较大;(2)垂直温度梯度是影响晴天PM_(2.5)、PM_(10)扩散的主要原因,相对湿度变化是影响颗粒物扩散的另一重要因素。(3)PM_(2.5)、PM_(10)浓度的单、多变量最优回归模型表明,低污染晴天,温度是影响颗粒物扩散的主要因素,高污染晴天则主要受相对湿度的影响,介于上述两种污染状况之间时,PM_(2.5)、PM_(10)浓度不仅受各层相对湿度的控制,还受到温度的影响。阴天PM_(2.5)、PM_(10)浓度的最优回归模型相对复杂,模型精度不及晴天。     

北京城区夏季PM_(2.5)及不同组分化学和生物成分分析

为了解北京城区夏季大气颗粒物PM_(2.5)及其不同组分的化学、生物污染特征,于2014年5月末连续采样一个月,采样后超声洗脱并冷冻干燥得到PM_(2.5)颗粒物,在PM_(2.5)颗粒物的基础上制备PM_(2.5)水溶性组分和PM_(2.5)单纯颗粒物,进而对PM_(2.5)颗粒物及另外两种组分样品中的化学及生物成分进行分析测定。结果表明,8种水溶性离子总质量占PM_(2.5)各样品的质量分数依次为67.71%,33.37%,0.09%(依次为PM_(2.5)水溶性组分、PM_(2.5)颗粒物、PM_(2.5)单纯颗粒物,下述数据也按此顺序描述);16种"酸提"元素总质量占PM_(2.5)各样品的质量分数依次为4.84%,1.86%,0.78%;各样品中内毒素含量分别为0.054 7 EU·mg-1,0.433 3 EU·mg-1,0.041 9 EU·mg-1;PM_(2.5)颗粒物可以检测到细菌16S r DNA、真菌18S r DNA,拷贝量分别为(2.6±1.0)×108个·g-1、(4.3±0.9)×108个·g-1。     

一次强沙尘过程影响下的银川市大气污染物浓度及PM_(2.5)化学组成变化特征

2014年4月22—29日在中国西北地区发生强沙尘天气期间,对银川市大气污染物(PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2、NO_2、O_3)进行了监测,并重点分析了PM_(2.5)的化学组成变化特征。结果表明,沙尘天气发生前,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2平均小时质量浓度分别为99.33、36.89、25.84、47.21μg/m~3;沙尘天气发生时,PM_(10)、PM_(2.5)、SO_2和NO_2平均小时质量浓度分别为1 121.43、209.19、6.13、18.42μg/m~3:说明此次沙尘传输经过地区大气较为清洁,随沙尘气溶胶传输的NO_2和SO_2较少。沙尘气溶胶由于带有大量的Ca~(2+)、Mg~(2+),使得PM_(2.5)碱性增强,PM_(2.5)中的硫酸盐和硝酸盐存在形式主要为NH_4HSO_4和NH_4NO_3。沙尘气溶胶除了对PM_(2.5)中来源于自然源的无机元素浓度有显著提升外,对于水溶性离子、碳成分等直接或间接来源于人为源的组分浓度也有较大的提升。Ti、Fe、Al、Ca、Si、Sr、Mg、Na、K、Ba、P可以认为基本来源于沙尘矿物粒子。此外,沙尘气溶胶还能促进大气SO_2、NO_2向二次硫酸盐、硝酸盐转化,尤其是硫酸盐。