周晶 譚宇軒 胡昱辰 馬樂 朱愿敏 趙倩 王勇娟 趙芳芳 姬浩然 陳美娟

摘? 要：目的 室內(nèi)空氣污染的可吸入顆粒物在中央空調(diào)系統(tǒng)中分布特點分析。方法 對具有中央空調(diào)室內(nèi)空間可吸入顆粒物等的采樣與檢測。結(jié)果 遠(yuǎn)離中央空調(diào)主送風(fēng)管道的高層樓送風(fēng)口的粉塵分散度大于離主送風(fēng)管近端低層樓送風(fēng)口，即可吸入顆粒物的粒徑有向高樓層變小的趨勢。結(jié)論 從分散體系來看室內(nèi)粉塵的來源是中央空調(diào)系統(tǒng)、門窗進(jìn)入和生活排放脫落的集合體。以粉塵分散體系來研究在室內(nèi)污染的顆粒物方式比質(zhì)量濃度（mg/m3）相對客觀和規(guī)律。有中央空調(diào)的建筑在顆粒物空調(diào)管道的反復(fù)撞擊阻留作用下具有分散效應(yīng)。高樓層隨送風(fēng)口的污染對健康的暴露危害性加大。室內(nèi)空氣污染的可吸入顆粒物在中央空調(diào)系統(tǒng)中分布特點的研究，對于相應(yīng)的室內(nèi)環(huán)境健康影響與防護(hù)具有一定意義。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣污染? 分散效應(yīng)? 粉塵分散度? 可吸入顆粒物

中圖分類號：X51? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）04（a）-0042-02

室內(nèi)空氣污染在不同建筑空間具有其相應(yīng)的動態(tài)變化規(guī)律，我們在“室內(nèi)空氣污染的動態(tài)效應(yīng)研究”中提出了室內(nèi)空氣污染的撞擊分散效應(yīng)等概念[1]，即顆粒物隨氣流在送風(fēng)管道中運行時具有一定的分散效應(yīng)。在具有中央空調(diào)的居室、辦公和公共場所里由于種種原因，往往忽略了高效和中效過濾裝置，甚至是沒有設(shè)置過濾網(wǎng)。粉塵分散度越高，其總體表面積呈幾何倍數(shù)增長，攜帶質(zhì)量中值直徑很小的病原微生物的概率大大提高，因而對人體健康會產(chǎn)生一定的影響[2]。該文通過對可吸入顆粒物粒徑參數(shù)之一的分成分散度檢測，分析了在中央空調(diào)系統(tǒng)中不同粒徑粉塵的分布特點。對于中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提供了參考性實驗依據(jù)。

1? 研究對象與方法

1.1 研究對象

具有5層以上建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)的商場、賓館，測定送風(fēng)管道中粉塵的粉塵分散度，分析可吸入顆粒物在中央空調(diào)系統(tǒng)中分布特點。15棟樓盤按樓層隨機(jī)等距抽樣法進(jìn)行采樣，分別采取高層送風(fēng)管道口和低層送分管道口粉塵樣品，對照組同時做相應(yīng)位置的室內(nèi)空間粉塵分散度分析。

1.2 研究方法

中央空調(diào)管道系統(tǒng)的粉塵的粉塵散度分析，方法為GB 5748—85《作業(yè)場所空氣中粉塵測定方法》。中央空調(diào)管道系統(tǒng)的終端送風(fēng)口的可吸入顆粒物濃度測定，方法用GB/T 17095—1997《室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。儀器為OLYMPUS-CX41生物顯微鏡（分辨率約0.2μm）、目鏡測微尺、物鏡測微尺、計數(shù)器、載物玻片、推片、乳頭滴管等。統(tǒng)計方法為SPSS 19軟件。

2? 結(jié)果

可吸入顆粒物在中央空調(diào)系統(tǒng)管道中的不同空間結(jié)構(gòu)的分布分析如下。

將低層送風(fēng)口、室內(nèi)空間對照分別與高層送風(fēng)口的粉塵分散度，做配對雙樣本t檢驗統(tǒng)計學(xué)分析。高層送風(fēng)口端粉塵分散度大于低層（P<0.01），低層送風(fēng)口粉塵分散度大于室內(nèi)對照（P<0.01），均有非常顯著性差異。因此中央空調(diào)管道的粉塵分散度從大到小依次為：高層送風(fēng)口端﹥低層送風(fēng)口﹥室內(nèi)粉塵。一般主送風(fēng)管道位于建筑的低層，實驗表明當(dāng)樓層升高時，粒徑有變小的趨勢，而氣流到達(dá)室內(nèi)后顆粒物粒徑反而又變大。粒徑從大到小依次為：室內(nèi)的粉塵﹥低層送風(fēng)口﹥層送風(fēng)口端。

3? 討論

中央空調(diào)管道的氣流運行方向是：風(fēng)機(jī)→主送風(fēng)口→低層送風(fēng)管道→高層送風(fēng)口管道→室內(nèi)。室內(nèi)空氣污染的動態(tài)效應(yīng)的研究研究中，我們描述了撞擊分散效應(yīng)的概念，顆粒物隨氣流在管道中運行時，原來末端速度與氣流速度相等，但空調(diào)管道從近端至遠(yuǎn)端有若干次的轉(zhuǎn)折，口徑變小和管壁的粗糙等因素，使得氣體方向改變?？晌腩w粒物由于本身的慣性比氣流方向改變滯后，動量越大越明顯。

該文結(jié)果表明，顆粒物的分散度從大到小依次為：中央空調(diào)管道高層送風(fēng)口﹥低層送風(fēng)口﹥室內(nèi)空間;粒徑從大到小依次為：室內(nèi)的粉塵﹥低層送風(fēng)管道﹥高層送風(fēng)管道，而送風(fēng)氣流的方向是：主送風(fēng)管道→低層管道→高層管道室內(nèi)，顯然室內(nèi)粉塵粒徑反而增大是來自空調(diào)管道之外的分散體系因素;可見室內(nèi)粉塵的來源不僅是空調(diào)系統(tǒng)，從分散體系來看室內(nèi)粉塵的來源是中央空調(diào)系統(tǒng)、門窗進(jìn)入和生活排放脫落的集合體。對于空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑較大的顆粒物和比重較重的有害氣體，如氡氣等可呈現(xiàn)濃度與樓層升高呈負(fù)相關(guān)的現(xiàn)象，這種情況僅僅在典型天井樓盤的空曠空間中，使可吸入顆粒物和重量級氣體的沉降與低層的結(jié)果。但從顆粒物分散體系的分散度來分析，高層室內(nèi)空間粉塵質(zhì)量濃度的減少并不與小顆粒物的增多相一致。因此，以粒徑相關(guān)的粉塵分散度來研究可吸入顆粒物在室內(nèi)空間的暴露狀況比質(zhì)量濃度mg/m3更加客觀，能較好地反映室內(nèi)空氣污染的動態(tài)變化規(guī)律。

有中央空調(diào)的建筑，顆粒物在管道中的反復(fù)撞擊阻留作用下具有分散效應(yīng)。高樓層送風(fēng)口的污染對健康的暴露危害性加大。因此要改變這一狀況，建議在高層送風(fēng)口加裝高校過濾器，在低層送風(fēng)口加裝中校過濾器，并提供足夠的新風(fēng)量來保證居室和辦公場所的健康環(huán)境。分散效應(yīng)提示，有中央空調(diào)的建筑樓盤其高層的健康危害因素加大。在遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的高層室內(nèi)空間的顆粒物粒徑變小時，其總體表面積大大超過低層室內(nèi)空間，其攜帶小病原微生物（如病毒素等）的幾率大大提高。同時質(zhì)量較輕的有機(jī)物顆粒和微生物氣溶膠等，如直徑≤1μm的飛沫核，將長期滯留在室內(nèi)空間和中央空調(diào)系統(tǒng)中危害人體健康。研究表明，大部分有害元素和化合物都富集在細(xì)顆粒物上，PM2.5的主要成分為硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、含碳顆粒（包括元素碳和有機(jī)碳）、金屬顆粒、礦物質(zhì)等。顆粒物隨著其粒徑的減小，在大氣中的滯留時間和在呼吸系統(tǒng)的吸收率也隨之增加，因此對人體健康的影響也越大[3]?？晌腩w粒物在中央空調(diào)系統(tǒng)中分布特點的研究，對于中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提供了值得思考的參考性實驗依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周晶，賈海紅，張東成.室內(nèi)空氣污染的動態(tài)效應(yīng)研究，中國衛(wèi)生檢驗雜志，2005，15（11）：1307-1308.

[2] 周晶，趙倩，張旭.室內(nèi)空氣污染的顆粒物高層分散效應(yīng)研究[J].科技資訊，2017，15（34）：253-254.

[3] 李蓉，趙秀國，劉亞軍，等.可吸入顆粒物在人體呼吸系統(tǒng)沉積的數(shù)值模擬與實驗研究進(jìn)展[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志，2017，34（4）：637-642.