[发明专利]测量人体行走下室内地面PM10瞬态再悬浮率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及室内地面颗粒物再悬浮率测量技术领域，特别涉及一种测量人体行走下室内地面PM10瞬态再悬浮率的装置及方法。

背景技术

气溶胶颗粒物会极大地恶化室内空气质量，近年来的相关研究表明气溶胶颗粒物的存在与许多健康问题(如心血管疾病、哮喘、心肺死亡、肺癌等)以及传染病的传播等都有密切关系；增加的颗粒物暴露会导致与呼吸系统及心血管相关的死亡率相应上升。美国环保局(EPA)定义“可吸入颗粒物(PM10)”为空气动力学直径小于10μm并能在呼吸系统内随处沉积的颗粒物；而“可入肺颗粒物(PM 2.5)”则是空气动力学直径小于2.5μm并能穿透至肺部的颗粒物。目前在室内气溶胶颗粒物动力学研究方面，通风、过滤、渗透、沉降及其综合效应对于室内颗粒物浓度水平及寿命影响的研究已有了相对较多的报道，而地面沉积颗粒物再悬浮效应却未曾得到足够细致的研究。相比起室内其它直接释放的颗粒物源，再悬浮已被识别出是室内气溶胶颗粒物的一个重要来源。“再悬浮”指的是颗粒物从其先前沉积的表面被引入空气中的过程。在美国环保局的PTEAM(Particle Total Exposure Assessment Methodology)研究中发现吸烟和烹饪是室内最大的颗粒物源，但另外还有14％的PM 2.5及26％的PM 10室内浓度来源却是未知的。Wallace认为这部分未知的室内颗粒物来源于室内人体活动再悬浮起的地面沉积颗粒物。美国克拉克森大学(Clarkson University)的Qian和耶鲁大学(Yale University)的Peccia等学者2014年2月发表于《Atmospheric Environment》的评论性文章更进一步识别出室内人体行走再悬浮起的颗粒物粒径主要位于PM10粒径区间，并认为行走引起的颗粒再悬浮是室内人体暴露于PM10颗粒物的最重要来源之一。通常的室内人体活动如行走等即可引起室内地面沉积颗粒物的再悬浮，由于室内环境中不断的人体活动扰动以及这些地面沉积颗粒物通常还携带有害物质(如多环芳烃、重金属、持久性有机化合物、细菌及真菌微生物、病毒及尘螨等)，长期暴露在人体活动再悬浮的气溶胶颗粒物下会导致相当多的人体健康问题，如传染病的传播、人体过敏、呼吸系统哮喘疾病以及肺癌等。在某些特殊情况下，甚至是很少量的再悬浮颗粒物(如炭疽孢子、放射性颗粒物、杀虫剂等)即可导致非常严重的健康问题。

虽然如此，纵观国内外研究现状，如何定量化地测量人体行走下室内地面沉积可吸入颗粒物PM10瞬态再悬浮率仍然具有很大的技术难度和挑战性，准确地获得人体行走下室内地面沉积PM10瞬态再悬浮率数据对于成功开发基于CFD(计算流体动力学)技术的人体行走扰动下室内三维空间PM10再悬浮动态分布及人体颗粒物暴露风险评估数学模型具有决定性作用，由于长期以来国内外尚缺乏准确测量人体行走下室内地面PM10瞬态再悬浮率的装置及方法，因此导致在PM10再悬浮后的颗粒物空间分布规律及人体暴露风险评估研究领域迟迟没有实质性重要进展，同时也相应限制了人们对PM10颗粒物在人体行走扰动下再悬浮规律的深刻认识和相应的有效防护技术及措施深入开发。