基于源解析的建筑室內(nèi)顆粒物污染預(yù)測控制方法研究.pdf

1、大量流行病學(xué)和毒理學(xué)研究表明，顆粒物與人體呼吸系統(tǒng)、心腦血管疾病、過早死亡等存在顯著相關(guān)性。世界衛(wèi)生組織(WHO)、美國環(huán)保局(USEPA)和歐盟(EU)等國際機構(gòu)在大氣污染健康危害評價時均將顆粒物作為代表性大氣污染物。
　　顆粒物來源廣泛、成分復(fù)雜，按照發(fā)達(dá)國家大氣污染治理實踐經(jīng)驗，大氣顆粒污染的治理難度大，周期長，見效慢，很難在短期內(nèi)取得顯著成效。人們80％以上時間是在室內(nèi)度過，加強室內(nèi)顆粒物的預(yù)測與控制，具有非常重要的科研和

2、實用價值。
　　室內(nèi)顆粒物污染預(yù)測控制是空氣動力學(xué)、大氣科學(xué)、工程與技術(shù)、土木建筑工程、醫(yī)學(xué)等多個學(xué)科交叉問題，國內(nèi)在該方面的研究起步晚，多數(shù)研究以PM10或PM2.5作為研究對象，以質(zhì)量或數(shù)量濃度為控制目標(biāo)，缺乏室內(nèi)預(yù)測控制方法的系統(tǒng)理論研究。課題從顆粒物的濃度、粒徑大小、理化特征等對人體危害影響因素出發(fā)對顆粒物控制機理和影響因素進(jìn)行了全面解析，提出了基于源解析的建筑室內(nèi)顆粒物污染預(yù)測控制方法。通過理論分析、實驗論證相結(jié)合的方法

3、，研究了分段粒徑顆粒進(jìn)入室內(nèi)過程各階段的動態(tài)行為規(guī)律，揭示了顆粒在不同輸運階段的穿透、沉降機理，分析了各控制過程對顆粒微觀形貌和化學(xué)組分影響，建立了基于源解析的室內(nèi)顆粒物污染動態(tài)預(yù)測控制模型，通過實際工程應(yīng)用分析了模型適用性。本文主要研究內(nèi)容包括：
　　①室內(nèi)顆粒物污染現(xiàn)狀調(diào)研與影響因素分析
　　課題抽樣調(diào)研了室內(nèi)顆粒物污染現(xiàn)狀，分析了室內(nèi)外顆粒污染特征及其影響因素。結(jié)果表明，室內(nèi)外顆粒污染存在顯著的粒徑分布特征和季節(jié)分布差

4、異，北京地區(qū)室外顆粒污染呈現(xiàn)明顯的季節(jié)分布特征，供暖季以大于5.0μm顆粒為主，夏季污染以2.5～5.0μm顆粒為主，室內(nèi)顆粒污染全年均以小于0.5μm顆粒為主。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙結(jié)構(gòu)、室外氣象條件、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、室內(nèi)人員活動等均會對室內(nèi)污染特征產(chǎn)生影響。同步檢測數(shù)據(jù)分析表明，建筑室內(nèi)外顆粒污染存在顯著相關(guān)性，隨著粒徑的增大，相關(guān)性系數(shù)逐漸減??；與累計粒徑相關(guān)性分析相比，分段粒徑顆粒的相關(guān)性分析更能反映室內(nèi)顆粒的污染特征。
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5、筑室內(nèi)外顆粒物理化特征解析
　　應(yīng)用高倍電鏡和能譜分析技術(shù)，對室內(nèi)外顆粒物理化特征及其影響因素進(jìn)行了解析。結(jié)果表明不規(guī)則的大粒徑礦物顆粒較易在通風(fēng)管道內(nèi)發(fā)生沉降或被捕集，球形、橢圓形或近似球形的小顆粒和煙塵集合體更易穿透建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙，進(jìn)入室內(nèi)造成污染，室內(nèi)顆粒的微觀形貌與室外顆粒存在較大差異，室內(nèi)顆粒的球形度?更接近1。室內(nèi)顆粒中以C、Al、O元素為主的礦物顆粒質(zhì)量百分比降低；鈉鹽、鉀鹽、含Ti、Zn、Ba等顆粒質(zhì)量百分比升高

6、。與室外顆粒相比，室內(nèi)顆粒分形維數(shù)增大，對人體健康的危害風(fēng)險增大。
　?、刍谠唇馕龅氖覂?nèi)顆粒物預(yù)測控制方法與模型研究
　　通過建筑室內(nèi)外顆粒污染特征、理化特征解析和顆粒動態(tài)行為研究，揭示了控制過程對建筑室內(nèi)外顆粒的質(zhì)量濃度、粒徑分布和理化特征的影響機理，提出了基于源解析的建筑室內(nèi)顆粒污染預(yù)測控制方法。通過空氣動力學(xué)、多相流體力學(xué)、顆粒物物理和力學(xué)理論分析、圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙穿透和過濾器穿透實驗研究，揭示了顆粒的穿透系數(shù)值與風(fēng)速變