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密闭空间中污染物粒子迁移和净化的模拟和评估

穿透,沉积,迁移,净化,室内模拟环境

      当空气污染事故或与空气污染相关的极端事件（如化学品在运输、储存过程中的爆炸或泄漏）发生时，室外污染物可能进入室内进一步影响室内空气质量并危及人类健康。本研究使用一个密封性良好且配备强制通风系统的双室环境舱（chamber）来模拟污染物粒子在两种源（来源于外部或室内）情况下的迁移特征和有效去除方法。

      当污染物粒子来自于外部时，大的空气交换率（air exchange rate, AER）对应着高的渗透因子(penetration  factor, P)。对于通用的家用推拉窗，相比铝制窗框，塑料材质的窗框在AER ⩽ 1.20 h^-1时更能有效地防止粒子的渗透。另外，室内外的浓度差显著影响通风效率。随着外部污染物的逐渐消散和浓度降低，大的AER可以有效地净化室内空气。从粒径来看，小于69nm的超细颗粒物（UFPs）能够大量穿透，特别是在AER < 1.20 h^-1。此外，在模拟试验中，如果使用具有单一电荷状态的粒子作为是唯一的来源，实验室模拟可能会高估/低估P值和通风效率。

      当污染物粒子来自于室内，本研究通过测试理想和非理想条件下气溶胶粒子的沉积率，为空气污染应急事故后期室内空气净化提供合理通风策略。该项工作重新定义了累计模式粒子为53.3-371.8 nm，提出了沉积率(β)-湍流系数(K_e)图，通过查询最佳K_e值推断实际的湍流状况。在该研究中，基于大功率排气泵的通风系统会在室内引起巨大的湍流，从而导致累积模式范围外的颗粒重新悬浮，沉积率 "突然下降"。在AER < 1.19 h^-1的情况下，累计模式粒子的主要去除机制是沉积。因此，在空气污染事故的后期或室外粒子对在室内没有贡献的情况下，关闭搅拌器和风扇，将通风系统的AER值提高到1.19 h^-1以上，可以达到理想的空气净化效果。但是，累积模式粒子去除仍然是一个挑战。