人体呼出气溶胶在通风房间中运动的受力分析

分析了通风房间中人体呼出气溶胶颗粒运动的计算参数,得出了气溶胶颗粒所受的曳力、布朗力、Saffman升力以及热泳力随颗粒粒径变化的近似函数关系.结果表明,气溶胶粒径是颗粒受力的主要影响因素,而粒径不同对力的影响不同.除重力外,气溶胶粒径对其他4种力的影响从大到小依次为布朗力、曳力、热泳力和Saffman升力.通过计算得到了人体呼出的不同粒径气溶胶颗粒受到的上述4种主要作用力相对于重力的大小.计算人体呼出的μm级以下气溶胶在通风房间内的分布时,需要考虑曳力、布朗力以及Saffman升力,其量级均大于小颗粒所受的重力.气溶胶受到的热泳力小于重力,但室内局部的高温热源或者低温冷源附近的温度梯度远高于室内平均温度梯度,因此忽略热泳力会对计算结果造成较大误差.     

大叶女贞叶面结构对滞留颗粒物粒径的影响

为分析叶面微结构对滞留颗粒物粒径的影响,以分布较广的常绿植物——大叶女贞为研究对象,用激光粒度分析仪(湿法)测定叶面尘的粒径分布,用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察叶面微结构;并用图像处理软件(图像法)分析叶面颗粒物的粒径特征,探讨不同测定方法对叶面颗粒物粒径分布的可能影响.结果表明,大叶女贞叶面滞留颗粒物粒径呈双峰分布,湿法测定的颗粒物粒径范围为0.4～ 52.6μm,粒径峰值为18.9 μm、36.2 μm,粒径均值为8.8 μm;图像法测定的颗粒物粒径范围为0.4～27.8 μm,粒径峰值为17.5μm、27.8μm,粒径均值为7.2μm.叶表面分布有大量的突起和凹陷,凹陷直径介于0.6～ 30 μm,直径小于2.5μm和10 μm的凹陷约占到总量的50％和80％.可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)主要滞留在叶表的凹陷结构中,有少量粒径大于10 μm的颗粒物滞留在突起之上.PM2.5和PM10的体积分数仅占滞尘总量的17.9％和50.4％(湿法)、16.8％和45.9％(图像法),但数量多于大粒径颗粒物,这与小粒径的颗粒在个数上占优势、但大粒径的颗粒则对叶面滞留颗粒物的质量(或体积)贡献较大有关.叶背面颗粒物附着密度较正面小,PM2.5等颗粒物多分布在气孔周围,有少量颗粒物沉积在气孔上,从而堵塞气孔.     

湿电除尘器PM2.5现场实测与特征变化研究

基于稀释通道原理自设固定源PM2.5稀释采集系统,应用该系统对陕西省关中地区某燃煤电厂湿式电除尘器(WESP)进出口烟气中的PM2.5、PM10和颗粒物开展了现场实测,并在实验室对采集样品进行了化学源组分分析。结果表明:WESP对PM2.5、PM10和颗粒物的脱除效率分别为67.85%、43.57%、40.88%;WESP前后质量浓度峰值均出现在积聚模态,但由双峰(1.764μm、0.649μm)变成单峰(1.764μm),峰值移至大粒径段,数浓度峰值出现在爱根核模态和积聚模态,但由多峰(0.017μm、0.129μm、0.384μm、1.764μm)变成双峰(0.017μm、0.073μm),峰值移至小粒径段;经WESP,PM2.5积聚模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在下降,爱根核模态大多粒径段颗粒物的质量浓度与数浓度均在上升,无论是WESP前或后,PM2.5的主要质量浓度均集中在大粒径段、主要数浓度均集中在小粒径段;WESP对PM2.5中大粒径段颗粒物的去除效果要优于小粒径段颗粒物;WESP对PM2.5中全部已检出离子和大部分主要无机元素均具有去除作用,占离子总质量比重最高的SO42-和占元素总质量比重第5位的Mg去除率均最高(64.75%,接近100%);经WESP处理后,各检出离子的质量浓度大小排序未受任何影响(由大到小为SO4^2-、Na^+、Ca^2+、Cl^-、NO3^-、F^-、Mg^2+、NO2^-、NH4^+、K^+)。     

相对湿度对室内细颗粒物粒径分布影响的试验研究

为了研究相对湿度对室内2.5μm以下细颗粒物(PM2.5)分布的影响,设计了如下试验:在恒温房间中点燃卫生香,作为较稳定的污染源向室内释放细颗粒物,当室内颗粒物浓度达到一定值时,停止源释放,测量颗粒物粒径谱随时间的变化情况;利用蒸汽加湿器改变室内相对湿度,得到不同相对湿度下细颗粒物的粒径分布;同时,利用惯性捕捉法采集颗粒物样本,并用扫描电镜进行微观观察。结果表明,室内相对湿度达到80%左右时,可吸入颗粒物的粒径分布发生明显变化,其中1μm以下细颗粒物数密度百分率都明显减小,而1μm以上较大颗粒物数密度百分率明显增加。扫描电镜微观观测结果表明,室内颗粒物从发生源产生后即容易凝并,而相对湿度大于65%时,可采集到较多由细颗粒并聚而成的较大颗粒物,特别是相对湿度达到80%时更加显著。研究表明,室内相对湿度增加可以导致颗粒物吸湿长大且可促进细颗粒物并聚成较大颗粒物,相对湿度较大导致颗粒物粒径分布向大的方向偏移。     

杭州地铁1号线颗粒物污染水平监测与分析

为更好地了解杭州地铁运行环境，于2021年7月采用实地监测的方法对杭州地铁1号线部分车站站厅、站台、车厢内的PM₁、PM_2.5以及PM₁₀的质量浓度进行了监测。结果显示，杭州地铁现有空调通风设备能够较好地控制车站及列车内颗粒物的质量浓度，仅PM_2.5最高质量浓度(67.7μg/m³)超出国家一级标准；站台颗粒物的质量浓度普遍高于站厅颗粒物质量浓度，且两者相关性强；地铁运行时车厢内PM₁、PM_2.5以及PM₁₀的质量浓度变化平稳，客流量对PM_2.5的质量浓度变化没有显著影响，两者相关性低；各地铁车站站厅ρ(PM₁)/ρ(PM_2.5)均值为0.73,站台ρ(PM₁)/ρ(PM_2.5)均值为0.74,站厅ρ(PM_2.5)/ρ(PM₁₀)均值为0.88,站台ρ(PM     

2种铀矿井下常用口罩对气溶胶粒子的过滤特性研究

为探究铀矿井下常用的2种口罩对气溶胶粒子的过滤特性,在我国南方某铀矿山,利用APS3321型空气动力学粒径谱仪对井下工作人员常用纱布口罩和KN95型口罩的过滤特性进行了研究.井下气溶胶监测数据显示,该铀矿井下典型作业场所PM10的质量浓度介于0.069～ 9.800 mg/m3,个数浓度介于173.918 ～2 561.600个/cm3;PM2.5的质量浓度介于0.039～0.479 mg/m3之间,个数浓度介于173.100～2 556.382个/cm3之间.口罩过滤特性试验结果表明:1)KN95型口罩和纱布口罩对PM10的平均过滤效率分别为95％和76％,对PM2.5的平均过滤效率分别为93％和61％,可见KN95型口罩过滤效率明显高于纱布口罩;2)在0.5～3.5 μm粒径范围内,2种口罩对颗粒物的过滤效率均随粒径增大而增大,在3.5～ 10μm粒径范围内,2种口罩对不同粒径颗粒物的过滤效率均接近100％;3)无论从质量浓度还是个数浓度来看,经口罩过滤后的气溶胶粒子大多数分布在2.5μm粒径范围内,表明PM2.5是主要的气溶胶污染物.     

空调通风管道中细颗粒物凝并规律研究

基于颗粒群平衡模型和布朗扩散作用对空调通风管道中细颗粒物的凝并规律进行了研究。通过对不同入口处细颗粒物的体积分数和入口风速对细颗粒物凝并现象的数值模拟分析,得到的主要结论为细颗粒物的体积分数和入口风速对于管道中细颗粒物的凝并具有显著影响。在布朗扩散作用下的细颗粒物凝并现象主要发生在粒径小于1μm的颗粒,当粒径大于1μm时,布朗扩散作用对于颗粒的凝并无明显影响。     

地板送风系统室内可吸入颗粒物沉降特性的试验研究

分析地板送风系统停机后影响室内可吸入颗粒物浓度变化的因素,建立颗粒物浓度的沉降模型并求出分析解,得出颗粒物浓度随时间的变化规律.通过颗粒物浓度的沉降模型计算颗粒物的沉降损失率和沉降速度.结果表明,当室内颗粒物的粒径大于1 μm时,其沉降损失率与粒径呈线性正相关; 粒径小于1 μm时,其沉降损失率和衰减率低于前者,但沉降稳定后的颗粒物浓度远大于前者.研究进一步证明了大粒径颗粒物的沉降主要由重力决定而小粒径的由布朗扩散力决定.     

空气净化器去除细粒子性能实验研究

对空气净化器去除细粒子的性能进行实验研究。结果表明,不同粒径区间颗粒物的洁净空气量(CADR)相差很大;降低空气净化器的运行风量,0.3~0.5μm颗粒物一次通过效率减小,0.5~3μm颗粒物一次通过效率不变;延长测试时间会对不同粒径区间颗粒物洁净空气量的测量结果产生不同影响。     

齐齐哈尔市大气细粒子PM_(2.5)单颗粒研究

为了了解齐齐哈尔市大气细粒子PM2.5单颗粒的形貌、组成及粒度分布特征,选取齐齐哈尔市大学校园和商业市中心两个采样点,针对春季和秋季大气中PM2.5单颗粒,应用场发射扫描电镜(FESEM)和配带X射线能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对其微观形貌和元素组成进行了研究。利用图像分析系统对其粒径分布进行统计。结果表明,此地区PM2.5颗粒分为4种类型,即烟尘集合体、飞灰、矿物颗粒和未知颗粒,分别来源于机动车尾气排放、煤炭等燃料燃烧及地壳扬尘。其中春季烟尘集合体数量最多,秋季由于燃煤以飞灰为主。来源于地壳扬尘的矿物颗粒以硅铝酸盐类和碳酸盐类矿物为主。此地区大气中PM2.5颗粒空气动力学直径约90%小于1.0μm,属大气细粒子。其中烟尘集合体平均粒径大于矿物颗粒,飞灰平均粒径最小。     

Modelling of dust lifting process behind propagating shock wave

Dust dispersion from a layer is a complicated problem, which has not been completely solved yet, especially if an Eulerian–Eulerian approach has to be used to model the two-phase dusty flow. In previous investigation, a phenomenological model of the dust dispersion process from a layer was developed, but the evaluation of the model revealed some weaknesses. In the current paper, the model of the dust dispersion process was presented and three improvements of the model were studied: Saffman force, Magnus force and particles collisions. The implementation of Magnus and Saffman forces into the code did not improve the numerical results and it was shown that it had very little influence on the dust lifting process, in case the phenomenological model of the layer is used. Some explanations were proposed in the paper. Besides, an empirical model of particles collisions was also added to the code and its influence on the results was studied. It was shown that the particles collisions model improved the obtained results, but further modifications are to be studied in the future.     

乌鲁木齐市采暖期与非采暖期大气PM_(2.5)和PM_(10)中水溶性离子特征分析

为了解乌鲁木齐市采暖期和非采暖期大气颗粒物(PM_(2.5)和PM_(10))水溶性离子污染特征,于2015年在乌鲁木齐市采集两个时期大气颗粒物样品,采用离子色谱仪(IC)等仪器对PM_(2.5)和PM_(10)中的9种水溶性离子进行了定量分析。结果表明,乌鲁木齐市采暖期PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子平均质量浓度分别为(76.26±36.15)μg/m3和(88.94±41.43)μg/m3,约为非采暖期的2倍,主要水溶性离子是SO2-4、NH_4~+、NO-3和Cl-,这4种水溶性离子分别占PM_(2.5)和PM_(10)中总水溶性离子的88.91%和90.03%;非采暖期PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子平均质量浓度分别为(37.62±14.03)μg/m3和(44.12±16.79)μg/m3,主要水溶性离子是SO2-4、NH_4~+、NO-3和Ca2+,这4种水溶性离子分别占PM_(2.5)和PM_(10)中总水溶性离子的88.18%和86.96%。采暖期PM_(2.5)和PM_(10)中NH_4~+、SO2-4、NO-3三者之间有强相关性,它们可能具有相似的来源;而非采暖期NH_4~+和SO2-4、Cl-的相关性最强,非采暖期NH_4~+在PM_(2.5)和PM_(10)中主要以(NH_4)2SO4和NH_4Cl形式存在。采暖期和非采暖期乌鲁木齐市[NO-3]/[SO2-4]均小于1,推测乌鲁木齐市颗粒物污染可能主要来源于固定排放源。     

不同粒径的大气细颗粒物对A549细胞的毒性研究

研究了不同粒径的大气细颗粒物对人肺癌上皮细胞A549的生物学效应,探讨了大气中细颗粒物粒径与细胞毒性的关系。采集杭州市大气中不同粒径的细颗粒物,制备成不同粒径的颗粒物总悬浮液,将A549细胞暴露于该制备液24 h后,测定细胞活力(MTT法)和培养液上清液中的LDH含量;并选择最佳浓度为后续暴露剂量,测定ROS生成量,评价不同粒径大气细颗粒物对细胞损伤效应。此外,还采用RTPCR测定凋亡基因P50、BAX、BCL-2表达情况。不同粒径的细颗粒物均显著抑制A549细胞活力,LDH显著增多,并存在剂量-效应关系;最佳染毒质量浓度为10μg/m L;ROS的生成量和各个凋亡基因的mRNA表达量均高于对照组。大气中不同粒径的细颗粒物均能对A549细胞产生毒性,并且随粒径增加,颗粒物对细胞的毒性呈降低趋势。     

Does the dust explosion risk increase when moving from μm-particle powders to powders of nm-particles?

Based on experience with powders of particle sizes down to the 1–0.1 μm range one might expect that dust clouds from combustible nm-particle powders would exhibit extreme ignition sensitivities (very low MIEs) and extreme explosion rates (very high K_St-values). However, there are two basic physical reasons why this may not be the case. Firstly, complete transformation of bulk powders consisting of nm-particles into dust clouds consisting of well-dispersed primary particles is extremely difficult to accomplish, due to very strong inter-particle cohesion forces. Secondly, should perfect dispersion nevertheless be achieved, the extremely fast coagulation process in clouds of explosive mass concentrations would transform the primary nm-particles into much larger agglomerates within fractions of a second. Furthermore, for organic dusts and coal the basic mechanism of flame propagation in dust clouds suggests that increased cloud explosion rates would not be expected as the particle size decreases into the <1 μm range. An overall conclusion is that dust clouds consisting of nm primary particles are not expected to exhibit more severe K_St-values than clouds of μm primary particles, in agreement with recent experimental evidence. In the case of the ignition sensitivity recently published evidence indicates that MIEs of clouds in air of some metal powders are significantly lower for nm particles than for μm particles. A possible reason for this is indicated in the paper.     

奎屯河表层不同粒径沉积物中重金属空间分布及污染评价

在对新疆奎屯河表层沉积物粒径组成分析的基础上,采用原子吸收光谱仪测试了不同粒径沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn 7种重金属的质量比,研究了奎屯河表层沉积物不同粒径中各种重金属的空间分布特征,并运用单因子污染指数法与内梅罗综合污染指数法评价了各采样点重金属的污染状况。结果表明,奎屯河表层沉积物粒径主要分布在250μm的范围内,其中粉砂所占比例最大,平均质量分数达到63.66%;黏土次之,平均占16.77%。从上游到下游地区,各重金属污染物没有形成一定规律的分布特征。单因子污染指数评价表明除了Co,各采样点不同粒径沉积物中6种重金属存在着不同等级的污染,在粒径4μm、4~63μm、63~125μm、125~250μm的沉积物中,各重金属污染样品所占比例由大到小为Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn,Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn,Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni,Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni。内梅罗综合污染评价表明,各采样点均受到不同程度的重金属污染。     

某复合型地铁车站站台防排烟方案研究

在地铁站台火灾中，机械排烟和补风对于有效排出站台烟气至关重要，地铁设计规范要求采用正压送风方式来防止烟气经扶梯和楼梯流入站厅层。对于复合型地铁站台而言，站厅层可能与其它建筑共用，建筑面积较大，难以提供足够的风压进行正压送风。本文利用性能化防火设计方法对多种站台防排烟方案进行研究，并提出了分析流程。本文还针对某实际工程案例验证了这一流程的可行性，并据此选择了一种将机械排烟和补风有机结合的防排烟方案。本文的研究工作对其它类型地铁站台防排烟方案具有参考价值。     

穿越位置对地铁结构和行车安全的影响分析

下穿施工引起既有地铁结构发生沉降变形及内力变化,同时导致地铁变形缝处产生沉降差（错台）及张开,从而影响地铁结构安全及行车安全。针对不同穿越位置,采用打靶法对微分方程进行数值求解,从地铁结构变形程度、内力变化规律、变形缝沉降差（错台）及张开量的变化趋势这四个方面进行了计算、分析。结果显示:中心位置穿越时,地铁结构的最大沉降值低于其它穿越位置,同时变形缝沉降差较小,基本未张开。从结构安全和行车安全两个方面综合判断,中心穿越是最优的穿越位置。     

北京市冬季PM_(2.5)污染特征与区域传输影响研究

选取北京师范大学监测点于2015年1月进行PM_(2.5)样品采集,应用离子色谱仪(IC)分析PM_(2.5)中水溶性无机离子质量浓度,采用WRF-CAMx-PSAT模型系统对采样时段PM_(2.5)及典型离子的区域来源进行了模拟。结果表明,采样期间(2015年1月2—20日)与重污染过程(2015年1月13—15日)北京PM_(2.5)质量浓度分别为(105.9±72.6)μg/m~3和(232.2±80.2)μg/m~3,PM_(2.5)中总水溶性无机离子质量浓度分别为(47.4±39.8)μg/m~3和(120.7±23.3)μg/m~3,分别占PM_(2.5)的44.2%和53.9%。SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+是水溶性离子的主要组分,非重污染过程和重污染过程这3种水溶性离子质量浓度之和分别占总水溶性离子质量浓度的80.5%和89.3%。模拟结果显示,本地源排放是北京市PM_(2.5)、SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+的主要来源,贡献率分别为81.4%、79.5%、58.1%、95.3%,北京周边源排放对PM_(2.5)贡献率较大的有保定、天津、张家口、唐山,这4市占北京周边省市排放源贡献率的72.0%。     

气孔开闭与锶叶面吸收的相互影响

叶面吸收是核素长距离迁移进入植物的首要方式,研究气孔开闭与核素叶面吸收之间的相关关系具有重要意义。以研究最为广泛的锶(Sr)作为核素代表,以双子叶乔木红叶石楠叶片为研究对象,用脱落酸(ABA)和激动素(KT)调节气孔的开闭,探讨核素离子的气孔吸收作用及叶面核素吸收对气孔开闭的影响。结果表明:Sr对气孔开启有明显的抑制作用,浓度越高抑制效果越明显;在10 mmol/L的Sr溶液中暴露2 h后,气孔开启度仅为-105.18%;气孔开闭对核素吸收存在显著的影响,开启度越高核素叶面吸收越强;72 h时,Sr单位叶面吸收量为9.61μg/cm2,添加20 mg/L ABA后叶面吸收量下降13.1%(8.35μg/cm2),而添加20 mg/L KT后叶面吸收量增加21.6%(11.69μg/cm2)。