关于渗透通风条件建筑结构对室内PM2.5浓度水平影响评价模型探讨

我国京津冀地区近年频遭大气PM_2.5污染侵扰,相关研究表明,既使关闭建筑外窗,大气中PM_2.5仍可以通过渗透通风方式进入室内污染环境.为定量评价建筑渗透通风及无室内污染源条件下建筑结构（如外窗缝隙结构、房间建筑结构等）对室内ρ（PM_2.5）的影响规律,基于北京市东城区、朝阳区6个不同建筑结构的房间室内外ρ（PM_2.5）实时监测数据,重点比较分析了建筑结构对室内外ρ（PM_2.5）关联特性的影响规律.此外,根据颗粒物穿透特性及沉降特性机理,提出了反映建筑外窗缝隙结构（如缝高、缝深）的无量纲特征参数A_P与反映房间建筑结构（如层高、开间、进深）的无量纲特征参数A_k.在前期提出的室内ρ（PM_2.5）预测模型基础上,进一步构建了二者（A_P与A_k）对室内ρ（PM_2.5）影响的评价模型,并通过实测数据验证了模型的正确性.结果表明:当室外PM_2.5污染程度与气象条件一定时,建筑结构对I/O[室内外ρ（PM_2.5）之比]影响较大,其范围在0.4~0.7之间;随着建筑外窗气密性等级的提高,对应室内ρ（PM_2.5）呈显著的下降趋势.建筑外窗缝隙结构对室内ρ（PM_2.5）影响程度远大于房间建筑结构,敏感性分析结果表明,当建筑外窗缝高每降低50%或缝深每提高50%,对应室内ρ（PM_2.5）约可下降33.6%与31.9%.研究显示,气密性等级较高的建筑外窗缝隙缝高往往较小、缝深较长,渗透通风条件下对控制室内ρ（PM_2.5）水平作用更显著。      

基于集总参数模型的室内PM2.5浓度预测

基于颗粒物浓度集总参数模型建立室内PM_2.5预测模型,同时对模型中的关键参数穿透率、沉降率理论模型进行理论计算.以常州市某住宅建筑为例,通过动态模型对穿透率和沉降率模型进行实验验证,实验采样时间为2017年3月~2018年1月.根据实验数据计算换气次数在0.31~0.89h^-1范围内PM_2.5通过维护结构的穿透率为0.78~0.97,室内PM_2.5沉降率为0.3~0.69h^-1.本模型能较好地适用于自然通风、机械通风等不同通风工况室内颗粒物浓度预测.当室外PM_2.5浓度在135~150μg/m³变化时,使用过滤效率为82%的新风系统可维持室内PM_2.5浓度值在40~46μg/m³.     

北京市室内外PM_(2.5)中有机碳和元素碳的分布特征

为了分析北京市室内外PM_(2.5)中有机碳和元素碳的分布特征,于2015年11月-2016年4月在北京市西城区室内、室外采样点同步采集PM_(2.5)样品,采用美国Sunset Lab Inc.碳分析仪分析PM_(2.5)中有机碳(Organic carbon,OC)、元素碳(Elemental carbon,EC)的质量浓度,讨论了灰霾和非霾天气下,PM_(2.5)、OC、EC以及二次有机碳的浓度水平、室内外相互关系以及季节分布特征。结果表明:非霾天气下,受室内源影响,室内OC质量浓度高于室外;冬、春季室内的OC在PM_(2.5)中占比均大于室外,室内源作用明显;北京市冬、春季二次有机碳占总有机碳的50%以上,冬季高于春季,室内高于室外,二次有机碳是北京市PM_(2.5)中碳质颗粒物的主要组成,污染严重,应受到重视。     

西北某电子垃圾拆解厂室内外重金属污染特征及暴露风险

本研究利用ICP-OES对西北干旱区某规模化电子垃圾拆解厂拆解车间内外空气不同粒径的颗粒物(PM_1. 0、PM_(2.5)、PM_(10))及上风向对照点PM_(2.5)中的6种重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的浓度进行了分析测定,基于该数据对拆解车间内外颗粒物中重金属污染浓度水平、粒径分布特征、职业暴露风险以及呼吸系统沉积特征进行了研究.结果表明,拆解车间内外颗粒物中重金属Zn(室内4 890 ng·m~(-3),室外1 245 ng·m~(-3))、Pb(室内1 201 ng·m~(-3),室外240 ng·m~(-3))、Cu(室内1 200ng·m~(-3),室外110 ng·m~(-3))均表现出较高的污染水平,且室内浓度远高于室外数倍,表明拆解活动是造成室内空气较高浓度重金属的主要原因,室内外空气环境污染特征与电子垃圾拆解种类密切相关.粒径分布特征为:车间内空气环境中重金属主要吸附于PM_(2.5)中,车间外主要是赋存于PM_(10)中.职业暴露风险评估显示:Cr的非致癌与致癌风险最高;拆解厂车间室内外6种重金属总非致癌危害指数为1. 62×10~(-3)和3. 60×10~(-4),远低于U. S. EPA规定的限定值(1. 0);车间室内外致癌总风险值为2. 69×10~(-7)和2. 59×10~(-9),小于可接受范围(1×10~(-6)),表明由重金属所导致的职业健康风险相对较小;评估结果表明按国家环保要求规模化建厂的电子垃圾拆解厂空气环境颗粒物中重金属对公共健康造成的风险处于相对安全的水平.颗粒态重金属在人体呼吸系统的不同器官的沉积特征表现为粒径越小,在呼吸系统的深处的沉积百分占比越大,建议企业应针对细颗粒物给职业工人造成的呼吸健康风险采取相应的减排对策.     

住宅室内环境中PM_(10)的污染特征及源强度评估

为了解住宅室内环境中PM_(10)的污染水平并分析其影响因素且评估源排放强度,采用TSI AM-510型智能防爆粉尘仪对北京市4所住宅室内外的PM_(10)进行现场监测评价。结果显示:在室外PM_(10)浓度较低时,室内污染源会造成室内空气品质下降;室内PM_(10)受吸烟、烹饪、通风、室外交通及室外PM_(10)等影响;室内污染严重时I/O比较大;室内外PM_(10)污染呈线性规律的2个住宅室内PM_(10)的源排放均强度约为6.627,7.290 mg/h。     

国内外高中低档品牌香烟PM_(2.5)散发特性的试验研究

研究发现,密闭室内吸烟燃烧产生的细颗粒物远大于自由燃烧。国产高档品牌香烟燃烧稳定时的颗粒物浓度小于低档品牌,国外香烟高档品牌与低档品牌之间无显著差别。香烟燃烧的室内PM_(2.5)逐时散发浓度呈指数规律增长。AUCPM_(2.5)运用PM_(2.5)散发曲线对燃烧时间的积分模型,综合考虑PM_(2.5)散发强度和燃烧时间两个因素,是一种评估二手烟暴露水平的合理方法。国外品牌香烟烟雾潜在暴露水平与品牌档级有关,而国产品牌香烟烟雾潜在暴露水平与品牌档级无关。     

内江市大气细颗粒物化学组成及其消光特征

2012—2013年在内江市环境监测站楼顶采集了PM_(10)和PM_(2.5)样品,并分析了颗粒物中金属无机元素、水溶性离子和碳质组分的质量浓度,以研究颗粒物的污染水平及其消光特性.采样期间,内江市的PM_(10)和PM_(2.5)浓度分别为(116.3±54.7)μg·m~(-3)和(78.6±36.8)μg·m~(-3);颗粒物污染冬季较重,其次为秋季,春季和夏季污染水平相当.内江市PM_(2.5)中以二次无机离子(SNA,42.5%)和有机物(OM,35.0%)污染最为突出,其次为地壳元素(Soil,11.4%)、元素碳(EC,5.2%)和微量元素(Trace,0.3%).高相对湿度和细颗粒物浓度是导致内江灰霾频发的主要原因,10km能见度对应的PM_(2.5)浓度界值为72.2μg·m~(-3).采用IMPROVE模型计算,内江市PM_(2.5)的平均散射系数为(504.6±293.2)Mm-1,吸光系数平均为(41.0±20.6)Mm-1;PM_(2.5)中硫酸盐对消光系数贡献最大,占40.0%;其次为有机物和硝酸盐,贡献率分别是29.2%和15.3%;EC的贡献率为7.3%.PM_(2.5)质量浓度与散射系数呈现出较强的线性关系(r=0.88),通过回归方程得到PM_(2.5)的质量散射效率为4.2 m~2·g~(-1).     

过敏与非过敏儿童室内PM2.5的细胞毒性比较研究

流行病学研究表明,空气细颗粒污染物(PM_(2.5))的暴露与过敏性疾病有一定的联系;然而,PM_(2.5)暴露与过敏性疾病之间的关系尚未完全阐明,特别是室内环境中PM_(2.5)涉及到过敏或非过敏的作用不详.为了比较研究过敏与非过敏儿童室内PM_(2.5)的细胞毒性,在武汉市洪山区10户家庭室内进行了为期3个月的采样,分别收集过敏与非过敏儿童的室内PM_(2.5).采用有机/元素碳测定仪对二者PM_(2.5)成分中的含碳组分进行了分析,并通过检测昆明小鼠巨噬细胞的形态及吞噬功能影响、细胞活力、乳酸脱氢酶(LDH)漏出率等指标,来检测PM_(2.5)暴露所致的细胞毒性.结果表明,高剂量(200μg·mL~(-1))PM_(2.5)暴露对小鼠巨噬细胞的形态及吞噬功能会产生不利的影响;与非过敏儿童的室内PM_(2.5)暴露组相比,过敏儿童的室内PM_(2.5)暴露组诱导巨噬细胞产生的毒性作用更明显.细胞体外测试结果提示:在相同PM_(2.5)暴露剂量下,引起儿童过敏症的室内PM_(2.5)成分具有重要影响.     

细颗粒物PM_(2.5)团聚除尘技术的研究进展

在常规除尘设备之前,通过细颗粒物团聚方法由不同的作用机制引起细颗粒物的团聚长大,能够有效地提高系统的除尘效率。利用细颗粒物PM_(2.5)团聚技术对燃煤烟气进行团聚处理,在降低细微颗粒物排放的同时,还可实现烟气中硫氧化物和氮氧化物的联合脱除,净化大气环境。综述了现有的多种细颗粒物团聚技术,分析了不同技术方法的实验研究、影响因素以及优缺点,对细颗粒物PM_(2.5)团聚技术的发展趋势进行了论述和展望,并指出未来的研究热点将集中于能有效整合多种团聚技术优点而形成的复合团聚方法。     

办公室内颗粒物载带溴系阻燃剂的人体呼吸暴露

通过对封闭房间、通风房间和室外环境中大气颗粒物分级采样,分析了大气颗粒相上溴系阻燃剂(BFRs)的负荷水平,并对目标污染物在颗粒相的粒径分布特征及其控制因素进行研究.以此为基础,采用人体呼吸暴露数值模型,估算了大气颗粒相载带BFRs在人体呼吸道各部位的暴露量.研究表明,在室内外大气颗粒相样品中,多溴联苯醚(PBDEs)以BDE-209为主,而六溴环十二烷(HBCDs)则以α-HBCD为主;整体上,室内大气颗粒物中BFRs高于室外的相应浓度,其浓度水平与电子垃圾处理厂周边大气颗粒相目标物浓度近似,高于中国其它地区室内外大气颗粒相载带BFRs浓度.粒径分布分析结果显示,PBDEs在封闭房间中主要分布在0.4~0.7μm和5.8~9.0μm的粒径上,呈现双峰形式,而在通风和室外环境中则主要分布在4.7~10.0μm的大颗粒上;HBCDs则主要分布在大颗粒上.呼吸暴露估算结果表明,在封闭状态下的办公室内,呼吸道各部位经由呼吸摄入的总PBDEs和HBCDs暴露量分别为22.56~1 503 pg·(h·kg)-1和0.09~9.25 pg·(h·kg)-1;而在自然通风状态下的办公室内,上述暴露量则分别为13.89~601.1 pg·(h·kg)-1和0.07~1.75 pg·(h·kg)-1.显然,自然通风有利于室内污染物向室外扩散,从而减小了室内呼吸暴露风险.通过比较,可以看出呼吸摄入BFRs暴露量小于灰尘摄入的暴露量,呼吸不是BFRs室内人体暴露的主要途径.     

西安市商场建筑室内外颗粒物污染状况调查

为了解西安市商场建筑室内外颗粒物的污染状况,采用德国Grimm气溶胶光谱仪对该市10家商场的室内外颗粒物浓度进行测试。结果发现,10家商场室内外PM10和PM2.5浓度都不同程度超过了相关标准规定的浓度值,PM10和PM2.5的室内超标率分别为66.4%和71%,室外超标率分别为73.8%、71.6%。室内外颗粒物浓度I/O比值均小于1,出现(I/O)PM10<(I/O)PM2.5<(I/O)PM1.0的规律。同时,室内可吸入颗粒物主要以对人体伤害较大的细颗粒物为主。     

国内外细颗粒物监测评价方法对比及启示

通过研究中国、日本、美国以及欧盟各国PM_(2.5)的监测体系与评价方法,发现我国的PM_(2.5)监测网络已经初步成形,但监测点位的类型以及监测方式单一,监测站点的选址代表性不高,细颗粒物的化学成分分析站点缺乏,建议下一步应着重发展建模分析的监测方法来改进我国的细颗粒物监测评价方法,建立更严格的质控要求和覆盖面更广的监测网络,以期实现高效经济完善的细颗粒物监测体系。     

基于动态质量平衡的室内颗粒物沉降规律研究

目前室内颗粒物污染问题已经受到广泛关注.越来越多的流行病学研究表明,大气悬浮颗粒物浓度对人体健康存在显著的负影响.由于个人在室内滞留的时间可能超过全天时间的90％,因此剖析室外颗粒物向室内的传输渗透机理,对掌握室内微环境下的颗粒浓度水平至关重要.本实验以青岛一办公室为研究对象,使用具有4个尺寸间隔的光学计数器同时测量室内和室外的颗粒物浓度,粒径分布范围在0.3~2.5μm,采集时间为2016年4月~9月.根据实验数据,采用基于时间的动态质量平衡模型,估算了换气次数在0.03~0.25h^-1范围内的室内颗粒物渗透率和沉降速率分别为0.45~0.82h^-1和0.94~2.82m/h,并分析了这些参数随粒径大小的变化规律.其结论为进一步研究颗粒物在室内的传输机理和运动轨迹提供参数.     

中国严寒地区细颗粒物细菌群落特征研究

通过对中国严寒地区典型城市大庆市供暖季3类建筑（办公室、教室、住宅）室内外共计110个测点长期监测,分析大庆市供暖季室内外细颗粒物关联性,并基于16S rDNA基因测序技术和BLAST源解析技术研究大庆市供暖季3类建筑室内外细颗粒物上细菌的组分及来源.研究结果表明：大庆市供暖季室内外PM_2.5平均质量浓度分别为（32±22）和（45±34）μg/m³.其中办公室的平均渗透系数处于较低的状态（0.2886）,教室的渗透系数处于较高的状态（0.5702）,农村住宅（0.6513）比城市住宅的渗透系数略大（0.6057）.不同类型建筑室内细颗粒物中的细菌组分存在一定差异,室外细颗粒物中的细菌组分根据采样地点也存在不同,但整体上厚壁菌门（Firmicuts）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和生氧光细菌（Oxyphotobacteria）是大庆市供暖季细颗粒物中的优势菌群.3类建筑室内外细颗粒物细菌来源主要为土壤、水体、人体、腐败有机物和粪便,但不同建筑类型及采样区域的细菌来源比例具有一定差异性.室内较室外人体来源所占比重大,而室外较室内土壤来源比重大.     

天津市道路环境大气颗粒物水溶性无机离子分析

大气颗粒物,尤其是其中的水溶性无机离子,对人体危害很大.天津市大气污染中机动车尾气污染相对较高,为探究不同道路类型下水溶性无机离子的污染特征,于2015年4~5月对天津市四类道路类型分别进行大气颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)采样及水溶性离子组分分析,并运用皮尔森相关性分析、水溶性离子比值关系分析及主成分分析方法进行探讨.结果表明,天津市水溶性无机离子主要集中在细颗粒物中,不同离子在不同道路下所占质量分数差异很大,二次污染相对较重;二次离子是水溶性无机离子的重要组成部分,在细颗粒物中含量相对较高,在PM_(2.5)中的含量是PM_(10)中的1~2倍左右;K~+、Mg~(2+)、Na~+与Ca~(2+)之间有较高的同源性;各道路PM_(2.5)和PM_(10)第一贡献因子均是燃烧和二次污染的混合源,第二贡献因子主要为扬尘与交通混合源.     

我国钢铁工业一次颗粒物排放量估算

针对我国钢铁工业生产工艺以及颗粒物控制技术的分类,建立了一个细化到排放节点的自下而上的颗粒物排放模型.结合我国钢铁工业各地区活动水平以及颗粒物控制技术分布的历史变化趋势分析,利用此模型计算了2006—2012年我国钢铁工业一次颗粒物的排放系数和排放量.模型计算结果显示,2006年以来,我国钢铁工业颗粒物控制水平不断提高,PM_(2.5)、PM_(2.5)~10和PM10的排放系数分别降低了21.2%、19.3%和19.0%.钢铁工业一次颗粒物排放量在2006—2011年间持续增长,2011年TSP排放量为602×104t,PM10排放量为200×104t,PM_(2.5)排放量为124×104t;2012年排放量出现下降,TSP排放量为561×104t,PM10排放量为187×104t,PM_(2.5)排放量为116×104t.2012年我国钢铁工业一次PM_(2.5)排放量中的有组织排放占39.5%,无组织排放占60.5%;除加严有组织源管控之外,减少颗粒物无组织排放,对于钢铁工业颗粒物排放控制也非常重要.我国钢铁工业颗粒物排放量分布不均衡,河北、山东、江苏、辽宁、山西5个省的排放超过全国总排放的50%.     

超低排放改造后燃煤电厂细颗粒物排放特征

超低排放改造后,燃煤电厂细颗粒物排放特征发生了变化,为定量评估颗粒物中各组分的排放特征及环保设备对细颗粒物的影响选取了3台超低排放机组为研究对象利用DGI分级撞击采样器对湿法烟气脱硫装置(WFGD)、湿式静电除尘器(WESP)进、出口颗粒物取样并用多种指标分析研究.结果表明,3台机组出口处排放的PM_1、PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度范围分别为0.25～0.38、0.31～0.42和0.42～0.57 mg·m~(-3)两种改造工艺下排放的PM_(10)质量浓度相当,但是颗粒物粒径分布和成分组成存在差异相比FP1和FP2机组,FP3机组PM_(2.5)/PM_(10)比值最高,可能原因是FP3机组安装了WESP,对粒径2.5μm以上的颗粒有更好地脱除效果.FP2和FP3机组排放的PM_(2.5)中水溶性离子总浓度分别为0.20 mg·m~(-3)和0.06 mg·m~(-3),FP2机组排放水溶性离子以Ca~(2+)和SO_4~(2-)为主,FP3机组以NH_4~+和SO_4~(2-)为主.FP2机组WFGD进出口颗粒物分析结果显示,WFGD过程会通过夹带含石灰石、石膏的脱硫浆液增加水溶性离子排放.在WFGD后加WESP能有效去除PM_(25)、PM_(10)颗粒物,降低水溶性离子对大气环境的影响.     

不同空气质量等级下环境空气颗粒物及其碳组分变化特征

为研究不同空气质量等级下环境空气颗粒物及其碳组分变化特征,于2016年3月在廊坊市对环境空气中PM_(10)、PM_(2.5)和PM1质量浓度及PM_(2.5)中碳组分质量浓度进行了在线监测.结果表明,监测期间廊坊市PM_(10)、PM_(2.5)和PM1质量浓度较高,其分别为204.1、107.9和87.8μg·m~(-3),日变化趋势呈双峰型分布.总体来说,当空气质量越好,PM_(10)、PM_(2.5)、PM1及其碳组分(OC、EC、SOC和POC)质量浓度越低,PM1/PM_(2.5)、PM1/PM_(10)和PM_(2.5)/PM_(10)比值越小.但"中度污染"时,PM_(10)质量浓度最高,且PM1/PM_(10)和PM_(2.5)/PM_(10)达到谷底值;同时OC质量浓度比"轻度污染"略低,而明显低于"重度污染",且主要出现在13:00~23:00,表明"中度污染"时细颗粒物和超细颗粒物占比下降,与其对应的首要污染物相一致.此外,OC/EC比值大于2.0,通过最小OC/EC比值法估算PM_(2.5)中SOC和POC,其浓度均值分别为12.2μg·m~(-3)和5.0μg·m~(-3).     

重庆市主城区大气细颗粒物污染特征与来源解析

重庆市主城区大气细颗粒物(PM_(2.5))浓度从1990s的100μg·m~(-3)下降至当前的约70μg·m~(-3),但仍高于环境标准限值.为探讨重庆市主城区PM_(2.5)化学组成与来源特征,于2012—2013年在渝北区大气超级站利用四通道采样仪连续采集了颗粒物样品,分析了其中水溶性离子、碳质组分和无机元素含量.采样期间,重庆市主城区大气PM_(10)和PM_(2.5)的年日均浓度分别为103.9和75.3μg·m~(-3),扩散条件不利的冬季,细颗粒物污染较为严重.受静稳天气影响的1月和2月,受沙尘影响的3月,及二次转化显著的6月是重庆市细颗粒物污染较重的月份.重庆市PM_(2.5)组成以有机物(OM,30.8%)为主,其次为硫酸盐(SO_4~(2-),23.0%)、硝酸盐(NO_3~-,11.7%)、铵盐(NH_4~+,10.9%)、地壳物质(Soil,8.2%)、元素碳(EC,5.2%)、K~+(1.1%)、Cl~-(1.0%)和微量元素(Trace,0.6%).较高的SO_4~(2-)浓度和逐步上升的[NO_3~-]/[SO_4~(2-)]比值反映了重庆市燃煤污染较重,同时机动车污染比例逐步增加.采用主因子分析/绝对主因子得分法解析了重庆城区细颗粒物5类主要来源是:二次粒子(41.7%)、燃煤(15.6%)、建筑/道路尘(12.4%)、土壤尘(11.0%)和工业尘(10.4%),通过各污染源季节变化及与其他结果对比,该源解析结果能够较可靠反映重庆市细颗粒物的来源信息.     

南京市不同交通工具内部颗粒物污染状况的研究

为了解目前各种常用交通工具内部大气颗粒物污染状况,利用颗粒物浓度监测仪(DT-9880M)在2015年3月中旬至5月中旬于南京市鼓楼至新街口一带及南京市不同功能区,对各种城市交通工具如地铁、私家车、公交车、出租车内的颗粒物及室外的污染状况进行了监测。结果表明:(1)同等天气条件下不同交通工具窗户关闭时内部PM_(2.5)和PM_(10)浓度分别为:私家车(84.2,145.0μg/m~3)出租车(51.8,99.7μg/m~3)地铁(28.2,45.8μg/m~3),地铁内部污染水平最低。(2)开窗时室外大气污染状况对公交车内部颗粒物浓度有一定影响,随着室外颗粒物浓度的增加,公交车内颗粒物浓度明显上升;地铁由于封闭运行,车内颗粒物浓度与车外污染关系不大,与车内人流量有关。(3)对于私家车,吸烟会造成颗粒物浓度剧增,关窗与开内循环均能降低室内颗粒物浓度,其中开内循环效果显著,而车型和排量对室内颗粒物污染则无明显影响。(4)综合时耗,油耗和乘车费用三方面,地铁最省钱省时,且车内空气质量最好,出行时可以优先选择。