一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法
【專利摘要】一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法，屬于建筑環(huán)境領(lǐng)域。該裝置包括密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙、維生素B2粉體、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器、容量瓶和氮?dú)夤?，將維生素B2粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)的容量瓶中，使用氮?dú)夤拗械牡獨(dú)獯等肴萘科績(jī)?nèi)，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)灰塵顆粒散布，使用區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器對(duì)灰塵顆粒進(jìn)行激光照射，根據(jù)激光照射顆粒物時(shí)發(fā)出的散射光強(qiáng)度測(cè)量顆粒物的粒徑大小。該模擬裝置及其測(cè)試方法探討了一種代替室內(nèi)灰塵進(jìn)行飛散沉降特性研究的模擬粉體，并在此基礎(chǔ)上選用可對(duì)生物性顆粒與非生物性顆粒區(qū)分檢測(cè)的儀器，開(kāi)發(fā)了一種模擬室內(nèi)灰塵顆粒飛散沉降特性的測(cè)試方法，為室內(nèi)灰塵污染測(cè)量及控制技術(shù)提供支撐。
【專利說(shuō)明】一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法，屬于建筑環(huán)境污染測(cè)試及控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代社會(huì)中，人們大部分時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)，因此室內(nèi)空氣環(huán)境尤為重要。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署經(jīng)過(guò)歷時(shí)5年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，居住建筑和公共建筑內(nèi)空氣污染程度很高，是室外空氣污染的數(shù)倍至數(shù)十倍，而我國(guó)室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題較發(fā)達(dá)國(guó)家更為嚴(yán)重。室內(nèi)灰塵是空氣中微生物的重要載體，當(dāng)灰塵載有病原微生物時(shí)，即可通過(guò)空氣引起傳播。如在結(jié)核病院的微塵中分離出結(jié)核分枝桿菌，乙型肝炎病房及公共場(chǎng)所的微塵中查出過(guò)乙型肝炎表面抗原。另外，室內(nèi)微塵中的有機(jī)成分半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOC),因其干擾內(nèi)分泌及生殖系統(tǒng)以及致癌致哮喘等多種健康影響，在歐美、日本等國(guó)家受到研究者越來(lái)越多的關(guān)注。但由于灰塵組分、粒徑分布的復(fù)雜性，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)人員健康的危害，造成對(duì)其飛散沉降特性測(cè)定的困難，目前很少有這方面的測(cè)試研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法，它可以簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的區(qū)分空氣中的生物性顆粒與非生物性顆粒。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置，包括密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙，還包括模擬粉體、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器、容量瓶和氮?dú)夤?，氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)連接用管連接到置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)已放置模擬粉體的容量瓶中，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙外，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器的激光發(fā)射器和散射光接收器伸入密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)。
[0005]一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的測(cè)試方法的具體條件為:
(1)所述密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙完全密閉，無(wú)其他污染物產(chǎn)生；
(2)所述模擬粉體選用維生素B2粉體；
(3)將維生素B2粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)的容量瓶中，使用氮?dú)夤拗械牡獨(dú)獯等肴萘科績(jī)?nèi)吹脫維生素B2粉體，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)灰塵顆粒散布，氮?dú)饬髁吭O(shè)定為5-20L/min，使用區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器對(duì)灰塵顆粒進(jìn)行激光照射，根據(jù)激光照射顆粒物時(shí)發(fā)出的散射光強(qiáng)度測(cè)量顆粒物的粒徑大小。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:這種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置及其測(cè)試方法，裝置包括密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙、維生素B2粉體、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器、容量瓶和氮?dú)夤?，將維生素B2粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)的容量瓶中，使用氮?dú)夤拗械牡獨(dú)獯等肴萘科績(jī)?nèi)吹脫維生素B2粉體，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)灰塵顆粒散布，氮?dú)饬髁吭O(shè)定為5-20L/min，使用區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器對(duì)灰塵顆粒進(jìn)行激光照射，根據(jù)激光照射顆粒物時(shí)發(fā)出的散射光強(qiáng)度測(cè)量顆粒物的粒徑大小。該模擬裝置及其測(cè)試方法探討了一種代替室內(nèi)灰塵進(jìn)行飛散沉降特性研究的模擬粉體，并在此基礎(chǔ)上選用可對(duì)生物性顆粒與非生物性顆粒區(qū)分檢測(cè)的儀器，開(kāi)發(fā)了一種模擬室內(nèi)灰塵顆粒飛散沉降特性的測(cè)試方法，為室內(nèi)灰塵污染測(cè)量及控制技術(shù)提供支撐。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙及測(cè)試設(shè)備的工作原理圖。
[0008]圖2是環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)非生物顆粒與生物顆粒的背景濃度值。
[0009]圖3是模擬粉體掃描電鏡成像照片。
[0010]圖4是使用非生物性測(cè)試顆粒在相同散布條件下的測(cè)試結(jié)果(實(shí)驗(yàn)I)。
[0011]圖5是使用非生物性測(cè)試顆粒在相同散布條件下的測(cè)試結(jié)果(實(shí)驗(yàn)2)。
[0012]圖6是使用生物性測(cè)試顆粒在相同散布條件下的測(cè)試結(jié)果(實(shí)驗(yàn)I)。
[0013]圖7是使用生物性測(cè)試顆粒在相同散布條件下的測(cè)試結(jié)果(實(shí)驗(yàn)2)。
[0014]圖中:1、密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙，2、模擬粉體，3、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器，4、容量瓶，5、氮?dú)夤蓿?、連接用管；a、非生物性測(cè)試顆粒，b、生物性測(cè)試顆粒。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1示出了密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙及測(cè)試設(shè)備的工作原理圖。圖中，模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置包括密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙1、模擬粉體2、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器3、容量瓶4和氮?dú)夤?，氮?dú)夤?通過(guò)連接用管6連接到置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I內(nèi)已放置模擬粉體2的容量瓶4中，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器3置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I外，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器3的激光發(fā)射器和散射光接收器伸入密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I內(nèi)。
[0016]模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的測(cè)試方法的具體條件為:
(1)所述密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I完全密閉，無(wú)其他污染物產(chǎn)生；
(2)所述模擬粉體2選用維生素B2粉體；
(3)將維生素B2粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I內(nèi)的容量瓶4中，使用氮?dú)夤?中的氮?dú)獯等肴萘科?內(nèi)吹脫維生素B2粉體，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙I內(nèi)灰塵顆粒散布，氮?dú)饬髁吭O(shè)定為5-20L/min，使用區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器3對(duì)灰塵顆粒進(jìn)行激光照射，根據(jù)激光照射顆粒物時(shí)發(fā)出的散射光強(qiáng)度測(cè)量顆粒物的粒徑大小。
[0017]圖2表示了在沒(méi)有模擬粉體散布的條件下，密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)24小時(shí)的顆粒物背景值。由圖2可知，在空態(tài)下，0.5-1.0 μ m的非生物性顆粒濃度在1000P/L以下，1.0-3.0ym的非生物性顆粒濃度在100P/L以下，3.0ym以上的顆粒數(shù)在10P/L以下，而生物性顆粒背景濃度均在10P/L以下。可見(jiàn)，無(wú)論哪個(gè)粒徑范圍的非生物性顆粒空態(tài)濃度值均比生物性顆粒濃度高。因此，可以推斷使用生物性顆粒物模擬室內(nèi)灰塵所受艙內(nèi)背景濃度的影響小。
[0018]圖3表示了模擬粉體的掃描電鏡成像照片。模擬粉體屬于無(wú)害的維生素藥物，其主要成分是維生素Β2，對(duì)實(shí)驗(yàn)者無(wú)害。
[0019]圖4、5、6、7表示了使用非生物性測(cè)試顆粒和生物性測(cè)試顆粒在相同散布條件下的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試方法如前所述，將室內(nèi)灰塵模擬粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙外的容量瓶中，使用N2吹入容量瓶?jī)?nèi)吹脫模擬粉體，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)灰塵顆粒散布，N2流量為IOL/min。由圖4、5可見(jiàn)，對(duì)于非生物性測(cè)試顆粒，0.5-1.0 μ m的顆粒散布前空氣中平均數(shù)為1000個(gè)/L左右，1.0-3.0 μ m的顆粒平均數(shù)為100個(gè)/L左右，3.0ym以上的顆粒數(shù)在10個(gè)
/L左右。總體來(lái)說(shuō)，非生物性顆粒在環(huán)境艙內(nèi)背景濃度較高。散布后，不同粒徑的非生物性顆粒達(dá)到最大濃度值后開(kāi)始沉降。其中，0.5-1.Ομπι的非生物性顆粒最大濃度值較散布前達(dá)到10倍；1.0-3.0ym的非生物性顆粒最大濃度值較散布前達(dá)到幾百倍；而3.0 μ m以上的顆粒最大散布數(shù)可達(dá)到幾千倍。使用模擬粉體(圖6、7)，實(shí)驗(yàn)散布前室內(nèi)背景濃度比非生物顆粒低很多，15 μ m以下的顆粒數(shù)均為10P/L左右，散布后的模擬粉體最大濃度值較散布前均達(dá)到數(shù)千倍余，且沉降后密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙內(nèi)生物性顆粒比非生物性顆粒濃度值低很多。最終，生物性顆粒模擬粉體濃度值穩(wěn)定在散布前的濃度水平。因此，使用生物性顆粒可以更準(zhǔn)確的模擬測(cè)量室內(nèi)灰塵顆粒的飛散沉降特性。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的裝置，包括密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(1)，其特征是:還包括模擬粉體(2)、區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器(3)、容量瓶(4)和氮?dú)夤?5)，氮?dú)夤?5)通過(guò)連接用管(6 )連接到置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)內(nèi)已放置模擬粉體(2 )的容量瓶(4 )中，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器(3)置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)外，區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器(3)的激光發(fā)射器和散射光接收器伸入密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬室內(nèi)灰塵飛散沉降特性的測(cè)試方法，其特征是:測(cè)試方法的具體條件為: (1)所述密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)完全密閉，無(wú)其他污染物產(chǎn)生； (2)所述模擬粉體(2)選用維生素B2粉體； (3)將維生素B2粉體置于密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)內(nèi)的容量瓶(4)中，使用氮?dú)夤?5)中的氮?dú)獯等肴萘科?4)內(nèi)吹脫維生素B2粉體，進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)環(huán)境艙(I)內(nèi)灰塵顆粒散布，氮?dú)饬髁吭O(shè)定為5-20L/min，使用區(qū)分生物與非生物顆粒的檢測(cè)器(3)對(duì)灰塵顆粒進(jìn)行激光照射，根據(jù)激光照射顆粒物時(shí)發(fā)出的散射光強(qiáng)度測(cè)量顆粒物的粒徑大小。
【文檔編號(hào)】G01N15/02GK103760073SQ201410008496
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】呂陽(yáng), 付柏淋 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)