室內(nèi)環(huán)境顆粒物濃度預(yù)測模型及污染控制策略研究.pdf

1、目前，室內(nèi)外顆粒物污染問題已經(jīng)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，越來越多的流行病學(xué)研究表明，即使在非常低的濃度下，大氣懸浮顆粒物質(zhì)量濃度與人群發(fā)病率和死亡率仍存在顯著的正相關(guān)性。大量資料及科研成果表明室外大氣懸浮顆粒物與建筑室內(nèi)顆粒物污染有明顯的正相關(guān)性。當(dāng)建筑室內(nèi)沒有明顯污染源時(shí)，室外大氣懸浮顆粒物可以通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)穿透進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境，并較長時(shí)間的停留在室內(nèi)空氣中而不會(huì)發(fā)生沉降。因此大氣懸浮顆粒物向室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)和傳播規(guī)律是一個(gè)主要的研究課題。

2、 本文首先從流行病學(xué)和毒理學(xué)角度介紹了大氣懸浮顆粒物對人體健康的影響，目的是認(rèn)識顆粒物對人體健康的各種急性和慢性效應(yīng)及其生物學(xué)機(jī)理。然后針對目前我國居民的日常生活習(xí)慣與室內(nèi)顆粒物污染水平，進(jìn)行了一次全國范圍內(nèi)的顆粒物污染調(diào)查研究，包括問卷調(diào)查和實(shí)地測試，問卷調(diào)查結(jié)果顯示，居民平均每天約有85％以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，其中住宅室內(nèi)約占50％；實(shí)地測試結(jié)果表明，目前我國住宅室內(nèi)存在著相當(dāng)嚴(yán)重的污染現(xiàn)象，尤其是當(dāng)存在室內(nèi)活動(dòng)時(shí)。由于對

3、室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行檢測不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且費(fèi)用昂貴，而室外大氣中顆粒污染物監(jiān)測體系已經(jīng)建立，根據(jù)大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的室外顆粒物數(shù)據(jù)，預(yù)測和分析室內(nèi)環(huán)境中的大氣懸浮顆粒物的粒徑分布是一個(gè)可能的解決方案。 由于很少見到將室內(nèi)外濃度變化直接聯(lián)系起來進(jìn)行綜合性觀測與理論分析的研究結(jié)果，因此本研究以建立物理機(jī)理為基礎(chǔ)的顆粒物傳輸半經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型，顆粒物粒徑和環(huán)境參數(shù)作為輸入，預(yù)測和分析室內(nèi)環(huán)境中懸浮顆粒物的粒徑分布和濃度變化特征。其中，穿透因子和沉

4、積率是該模型的兩個(gè)重要輸入?yún)?shù)。 基于氣溶膠力學(xué)理論，在假設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隙縫內(nèi)表面光滑、通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)隙縫的氣流均勻穩(wěn)定的條件下，本文建立了顆粒物的穿透因子理論模型；同時(shí)，考慮到縫隙內(nèi)表面的粗糙對顆粒物穿透因子的影響，將穿透因子理論模型進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，得到了顆粒物在粗糙內(nèi)表面縫隙中的穿透因子模型。 利用顆粒物在壁面邊界層的流通量平衡方程，得到了顆粒物在布朗擴(kuò)散和紊流擴(kuò)散沉積機(jī)理下向垂直表面的遷移微分方程；并在邊界層的粘性底

5、層、過渡層和紊流核心層三部分內(nèi)對顆粒物的沉降速度進(jìn)行積分，得到了顆粒物在室內(nèi)各表面的沉降速度和室內(nèi)沉積率模型 利用得到的穿透因子理論模型、沉積率模型和實(shí)驗(yàn)測得的三類過濾器效率作為輸入，結(jié)合顆粒物數(shù)量平衡模型，得到了預(yù)測室內(nèi)大氣懸浮顆粒物濃度的穩(wěn)態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型，并對五類具有代表性的建筑，預(yù)測了其室內(nèi)顆粒物粒度分布。并討論分析了房間換氣次數(shù)、穿透因子、沉積率和再懸浮速度對顆粒物室內(nèi)濃度的影響 本文最后提出了室內(nèi)顆粒物的污染