大型室内场所的通风结构优化与病毒扩散规律

大型室内场所中的人员密集,且内部空气流场复杂,研究以气溶胶为载体的病毒在大型封闭空间中的扩散规律,对预防传染病毒的传播具有重要意义。以2020年武汉抗疫期间由某体育场临时改装的方舱医院为研究对象,利用数值模拟的方法分析方舱中的空气流场,同时采用DPM模型(离散相颗粒模型)模拟了带有病毒的气溶胶颗粒在方舱中分布和扩散情况,并研究了自然通风、强制通风、风道配风和底部抽吸对颗粒分布的影响。数值模拟结果表明:在风道配风及底部抽吸的情况下,气溶胶扩散得到了有效抑制,且风道配风的风压为50 Pa时,具有最佳的病毒气溶胶排出效果。     

雾霾天气颗粒污染物的特性及吸收气态污染物过程的分析

随着雾霾天气空气污染问题的日益突出,消除气候灾害,净化空气,引起了人们的关注.文章讨论了雾霾天气形成的条件、颗粒污染物的物化及运动特性,建立了气态污染物SO2在气溶胶颗粒内外流场扩散传质的数学物理模型;基于有限体积法数值分析了在雾霾天气由气溶胶颗粒物及气态污染物组成的大气系统中,气溶胶颗粒吸收气态污染物的过程.计算结果给出了气态污染物在气溶胶颗粒内部的富集度和传质饱和时间;讨论了随时间发展气溶胶颗粒内部SO2污染物浓度沿径向的分布情况,为发展有效的大气污染控制措施提供理论依据.     

超声技术在环境污染治理中的应用

超声波一般是指频率在2×104～5×108Hz的机械波、具有频率高、方向性好、穿透力强、能量集中等特性，在许多技术领域得到应用，并收到良好效果。1在除尘方面的应用超声波除尘技术的原理是超声凝聚现象。根据最小表面能原理．系统有减少表面能的倾向。多分散系统的气溶胶是一种表面能不稳定体系，它有相互聚结成较大颗粒的趋势。超声波能加速粒子运动速率、增加粒子碰撞几率，能使悬浮于气体或液体中的微粒聚集成较大的颗粒而沉降。超声波除尘就是使含尘气体受到声波振动引起尘粒凝聚成较大颗粒而从物体中分离出来。影响超声波除尘的因素很…     

匀强电场下分散相液滴聚结行为分析

基于Cahn-Hilliard方程的相场方法,通过流场和电场的耦合作用,建立了匀强电场下分散相液滴聚结行为模型,从微观角度研究液滴聚结过程中电场力规律和流场分布情况,探讨了液滴聚结过程的机理,采用数值模拟研究了电场强度、液滴直径和液滴间距对液滴聚结的影响。结果表明,电场强度越大,液滴直径越大,液滴间距越小,液滴聚结时间越短,为电脱盐中电聚结技术提供了理论基础。     

复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为研究

涉核地下硐室群核事故产生的钚气溶胶威胁核设施的长期运营安全,现有关于封闭空间内的钚气溶胶扩散行为研究主要涉及简单硐室,而未涉及复杂地下硐室群,复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为尚未得到充分揭示。首先对核事故钚气溶胶源项进行分析,讨论了钚气溶胶颗粒产生的方式和粒径分布特征,给出了硐室内钚气溶胶初始浓度的估算方法;然后通过分析钚气溶胶颗粒的空气动力学行为,给出了适合于描述钚气溶胶颗粒在硐室内传输的本构模型,建立了地下硐室群内钚气溶胶扩散行为模拟方法;最后以某复杂地下硐室群为例,采用Ventsim软件对两种释放场景(缓慢释放和剧烈释放)、不同释放位置条件下钚气溶胶的扩散行为进行了数值模拟,并对硐室群核事故应对措施展开了讨论。结果表明：钚气溶胶在硐室群内的扩散行为主要受核泄漏方式、核泄漏位置、钚气溶胶颗粒粒径以及通风系统的影响,通过合理规划硐室群布局、通风风路、防核泄漏措施等,可有效降低核污染扩散的风险。该研究结果对于地下硐室群核安全设计、核应急处理与核扩散风险管控等措施的制定具有一定的参考价值。     

基于单颗粒质谱信息气溶胶分类方法的研究进展

气溶胶质谱仪在对气溶胶颗粒的监测过程中会产生大量单颗粒的化学成分和粒径信息,基于这些质谱数据能够推测颗粒的来源。而对气溶胶来源的分析,很大程度上是由颗粒的种类决定的,故对海量数据的分类就成为不可忽略的步骤。针对气溶胶质谱仪采集到的数据,概述了用于气溶胶分类的多种方法的理论核心、分类步骤及各自的优缺点等。据此可为今后气溶胶分类方法的研究提供建设性意见。     

气溶胶自由基毒理学机制的研究

应用两级核孔滤膜的空气采样器采集了上海市区及郊区农村两点的粗颗粒（＞2．5μm)及细颗粒（MP2．5）气溶胶。用质子激发X荧光（PIXE）分析了其元素含量及其水溶后样品的元素含量。用ESR观察了颗粒物中的自由基；应用丙二醛（MDA）和四唑盐（MTT）方法比较了辐照前后粗颗粒的细胞毒性。结果显示市区气溶胶粒子中的Fe,Cr和Mn化合物比郊区粒子中的易溶于水，郊区细粒子中的Fe化合物比粗粒子中的易溶于水。ESR谱显示颗粒物中含有自由基，毒理实验显示了辐照后的气溶胶颗粒与未辐照的相比具有更高的细胞毒性。结果提示了气溶胶主要的致细胞毒性之一是通过自由基机制。     

亚微米气溶胶高效过滤装置的设计

针对亚微米气溶胶颗粒进入大气中危害环境及人类的健康的问题,设计了一种移动式亚微米气溶胶高效过滤装置,采用最易穿透粒径法(MPPS)测试了装置的过滤效率,结果表明:该装置具有较高的过滤效率,在0.1~0.25μm粒径范围内,装置的过滤效率在99.999%以上,该设备可用于亚微米气溶胶颗粒的过滤净化。     

大气气溶胶有效折射率的计算及相对湿度对它的影响

为了了解气溶胶折射率对研究大气气溶胶的辐射效应的影响,给出了一种基于气溶胶散射和吸收特性的有效媒介近似方法,以计算大气气溶胶的有效折射率。用此方法计算所得北京冬季气溶胶的有效折射率为１．５６１－０．０５７ｉ,其与实测值相比是比较一致的。     

封场后垃圾填埋场的生物气溶胶浓度及粒径分布

以湖北省黄石市某封场的垃圾填埋场为研究对象,研究不同功能区的生物气溶胶浓度及粒径分布特点。结果表明,封场填埋区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为429和71 CFU/m~3,渗滤液处理区的细菌气溶胶和真菌气溶胶平均浓度分别为754和31 CFU/m~3。各个采样点的细菌气溶胶的浓度均高于真菌。封场填埋区的细菌气溶胶多样性低于渗滤液处理区。粒径分析表明,封场填埋区和渗滤液处理区可吸入的生物气溶胶所占比例较高。该研究结果将为评价封场填埋场的空气质量提供基础数据。     

超声波加湿室内微生物气溶胶浓度与优化方法

为明确超声波加湿对冬季供暖室内微生物气溶胶粒径与浓度分布的影响,以及降低暴露风险的有效方法,针对典型办公室环境,基于模拟实验法与正交试验法,探究不同相对湿度(RH=40％、55％、70％)、加湿器水质(蒸馏水、自来水、凉白开)和窗户开度(0、1/6、1/3)下,超声波加湿前后室内细菌、真菌气溶胶按粒径分级的浓度变化,并...     

我国不同矿物气溶胶源区物质的物理化学特征

在我国不同的矿物气溶胶源区进行采样分析的结果表明,源区气溶胶物质的物理化学特性相差很大.黄土的颗粒最细,91%的黄土颗粒可以形成矿物气溶胶进行长距离输送;沙土较粗,只有15%的沙尘颗粒可以形成矿物气溶胶;2个煤灰样品的粒径差异较大,抚顺煤灰中＜74μm的颗粒高达39%,而呼和浩特煤灰只有7%.不同粒径颗粒的化学分析结果表明,微量元素在细颗粒上有较高的富集.黄土与沙漠土壤的细颗粒的化学性质十分相似,同煤灰的化学性质完全不同,其常量元素与A1的比值(E/Al)十分接近,而且与深海沉积物粘土中的比值(E/A1)     

一种新聚结除油材料对含油废水的预处理

聚结除油材料即通常所称“吸油毡”，是一种亲油疏水材料，常用的是丙纶毡。该文研究了破乳处理含油废水的一种新材料(尼龙毡)和预处理方法，探讨了聚结破乳的机理，测定了不同条件下对含油废水破乳除油的影响参数。实验结果表明，该材料和方法可作为处理含油废水的一种有效的初级处理方法。     

鹤山气溶胶光学性质和单颗粒化学组分的研究

2014年10~11月在广东省鹤山大气超级站利用单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）、积分式浊度仪和黑碳仪在线观测了单颗粒气溶胶的化学组成与气溶胶光学特征.采用Art-2a分类法将单颗粒分为9类：有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（OC-Sulfate/Nitrate）、元素碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（EC-Sulfate/Nitrate）、元素碳有机碳-硫酸盐/硝酸盐颗粒（ECOC-Sulfate/Nitrate）、高分子有机碳颗粒（HOC）、海盐颗粒（Sea-salt）、硅酸盐颗粒（Si-rich）、左旋葡聚糖颗粒（Lev）、钾-硫酸盐/硝酸盐颗粒（K-Sulfate/Nitrate）、金属颗粒（Metal）.从清洁期到灰霾期气溶胶的吸收系数、散射系数和单次散射反照率（SSA）显著升高,气溶胶消光能力增强,同时EC-Sulfate/Nitrate颗粒占比从34.8%降至31%,OC-Sulfate/Nitrate颗粒从9.9%增加至23.6%,K-Sulfate/Nitrate二次颗粒从8.5%增加至14%,且灰霾期OC-Sulfate/Nitrate颗粒与硫酸盐、硝酸盐和铵盐的混合程度增强,因此老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒和二次组分颗粒对气溶胶消光系数的增加有重要贡献.在大气相对湿度从50%增加到70%以上的过程中,气溶胶散射系数和吸收系数升高,消光系数由326.1Mm^-1增加到362.9Mm^-1,SSA有所下降,PM_2.5质量消光效率由4.98增加到5.99,EC-Sulfate/Nitrate颗粒和K-Sulfate/Nitrate二次颗粒占比下降,而OC-Sulfate/Nitrate颗粒的占比由7.79%增加到14.29%,且OC-Sulfate/Nitrate颗粒中富含硫酸盐、硝酸盐和铵盐,表明高相对湿度下老化的OC-Sulfate/Nitrate颗粒数目增多对气溶胶消光系数的增强有重要影响.     

江浙沪春节燃放烟花爆竹对垂直大气的影响

基于美国宇航局(NASA)的CALIPSO星载激光雷达L1卫星监测数据,通过分析532 nm总后向散射系数、体积退偏比和色比,对江浙沪地区2009—2014年春节期间大气气溶胶光学与微物理特性进行研究,揭示了江浙沪地区春节期间大气气溶胶散射强度、颗粒规则性与颗粒大小的垂直分布特征.结果表明,燃放烟花爆竹产生的颗粒物主要聚集于对流层中低空,使低层大气散射能力增强、颗粒物尺度增大,使对流层中层大气颗粒物不规则性增强;气溶胶散射能力随高度增大单调减弱,不规则气溶胶在6~8 km高度内占比最大,颗粒随高度增大单调减小;对比各年情况发现,散射能力逐年增强.     

基于CALIPSO卫星监测的重庆地区霾微物理特性研究

采用美国国家航空航天局(NASA)的CALIPSO星载激光雷达L1监测数据,通过分析532 nm总后向系数、体积退偏比和色比,对重庆地区对流层中低空霾的气溶胶散射强度、粒子规则性和相对大小的垂直分布及其季节变化进行了研究。结果表明:对于4 km以下的对流层中低空霾,大气气溶胶的散射能力大致随着高度增加而减弱,其中1~2 km的气溶胶散射能力最强,0~2 km规则、大颗粒气溶胶所占比例最大,3~4 km不规则、细颗粒气溶胶所占比例最大。春季重庆地区的不规则、大颗粒气溶胶所占比例大,夏季以规则气溶胶为主,气溶胶散射能力较弱,秋季的规则、细粒子气溶胶相对较多,冬季则以细颗粒气溶胶为主,气溶胶散射能力较强。分析2008年4月8日个例发现,气溶胶粒子大量聚集在1.6~3.4 km范围内,2~3 km的大气气溶胶散射能力最强,0~2 km以规则、大颗粒气溶胶占主导,2~4km的不规则、细颗粒气溶胶所占比例最大。     

聚结除油性能及机理的探讨

通过对几种聚结填料除油性能的对比试验,探讨了聚结机理.结果表明,填料的空间构成形式对聚结除油效率有重要影响,当润湿聚结机理和碰撞聚结机理同时存在时,聚结效率可得到大幅度地提高.并推荐亲油性的规整填料为首选聚结填料.     

A2O工艺污水处理厂微生物气溶胶逸散特征及暴露风险评价

监测了北京市某A²O工艺污水处理厂不同工艺段逸散出的微生物气溶胶的浓度和粒径分布情况,统计了各工艺段所有采集样本污染程度和可吸入颗粒占比,分析了影响各工艺段微生物气溶胶浓度和可吸入颗粒数变化的因素.同时,计算了各工艺段暴露风险值,判断微生物气溶胶对不同人群的危害性.结果表明,各工艺段微生物气溶胶均有不同程度的释放,浓度变化范围在107~37139 CFU·m^-3之间,其中,生物池释放浓度最低,为107~624 CFU·m^-3,一直处于清洁等级;板框脱水间释放浓度最高,为3329~37139 CFU·m^-3,粉尘颗粒较多是造成板框脱水间微生物气溶胶浓度极高的重要原因.各工艺段可吸入颗粒（<4.7 μm）占比为42.30%~93.36%,其中,污泥处理单元吸入风险较高,可吸入颗粒占比为83.52%~93.36%.板框脱水间细菌气溶胶对人体存在非致癌风险（HQ>1）,需引起重视.     

利用SPAMS研究上海秋季气溶胶污染过程中颗粒物的老化与混合状态

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱(SPAMS)于2011年11月11～18日在上海测量了气溶胶高污染过程中200 nm～2.0μm气溶胶的粒径谱及其化学组成.对气溶胶粒子的分类结果发现,灰霾天期间大气中主要存在OCEC、METAL、EC、SECONDARY和K-Na等5种气溶胶粒子,其粒子数分别占总数的27.4%、3.4%、7.3%、45.6%和5.4%,二次污染显著.观测得到的5类气溶胶颗粒中都包含18NH4+、80SO3-、96SO4-、97HSO4-、46NO2-、62NO3-、125H(NO3)2-等二次组分,说明灰霾天期间这些颗粒都经历了不同的二次过程或与二次组分进行了不同程度的混合,且随着灰霾的生成和发展,气溶胶不断老化,二次气溶胶粒子的信号迅速增强.OCEC粒子中97HSO4-的信号较强,说明SO2可能在气溶胶表面发生多相反应,同时因有机物的存在对气态硫酸参与气溶胶成核和增长起了重要作用,尤其是在严重污染的条件下,气态硫酸和有机蒸气相互作用可能加速了硫酸-有机颗粒物的形成.从气溶胶类型的谱分布可以发现,新鲜的EC气溶胶粒子排入大气后,其表面会不断附着18NH+4、80SO3-、96SO4-、97HSO4-、46NO2-、62NO3-、125H(NO3)2-等二次组分,EC颗粒在老化的过程中其类型逐步由EC气溶胶演变成二次气溶胶粒子.来自海洋的暖湿气流除了形成降水对气溶胶形成冲刷作用,使得二次气溶胶粒子和OCEC气溶胶粒子数明显降低以外,也将有机胺带入内陆,在清洁天气溶胶粒子中形成Amine粒子.     

电晕放电及催化法净化室内空气

采用电晕放电和催化结合的方法进行室内空气净化研究。提出一种新型的电晕放电方式,即针阵列电极结构的直流电晕放电。以新型电晕放电为核心技术形成空气净化装置,桌面实验得到高效去除悬浮颗粒物和可吸入颗粒物,有效灭活疱疹病毒,有效降低多种有害化学气体。同时应用试验也显示一致的结果,在短时间内使室内空气中颗粒物浓度、空气自然菌菌落数和多种有害气体浓度达到国家标准。因空气中电晕放电同时产生少量的O3和NO2,以及有害气体在等离子体放电反应中形成气溶胶和其他有害副产物,结合采用MnO2为活性成分的催化剂,有效降低O3和NO2等有害副产物。最终形成一种升级版空气净化器,等离子体和光催化耦合降低气体污染物,针阵列电极结构电晕放电收集气溶胶颗粒,MnO2催化剂去除有害副产物。