道路环境下车舱内颗粒物分布特征及传递机理的研究

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轿车座舱环境具有空间小、人员密度大以及空气质量差、悬浮颗粒物含量高等显著的特点,同时司机和乘客长时间暴露于高浓度的颗粒物环境当中。这种特殊的环境状态将会引起车舱内的空气质量问题,也将会对驾驶人员和乘客的健康造成不良影响。因此研究城市道路环境下车舱内环境中颗粒物浓度特征以及颗粒物传递机理十分必要。本研究在我国大气污染严重、人口稠密的华北平原和环渤海地区的典型代表城市-天津市进行。选取了三种典型的道路环境和两种常用的通风模式下(OA和RC)的车舱环境,针对粒径范围0.2mm3.0mm的颗粒物数浓度粒径分布以及平均质量浓度进行了实时在线监测,得到车舱内环境颗粒物浓度特征和粒径分布特征;结合实验的通风系统建立颗粒物的传递模型,进行颗粒物传递机理的研究;同时利用颗粒物的传递模型得到车舱内环境表面颗粒物的沉积系数。通过各采样点例如城市中心主干道、城市中心支路(校园道路)、偏离城区主干道、车舱内颗粒物的计数浓度和质量浓度,可知不同道路环境下的颗粒物浓度变化特征:城市主干道>校园内道路>偏离市中心的城市主干道>车舱内;颗粒物主要分布在0.2-0.5mm。通风模式对车内细颗粒物的浓度特征起决定性作用。当车辆处于外循环通风模式下,车舱内外颗粒物I/O为0.6左右,处于内循环通风模式下,I/O为0.3左右。通过利用人体释放的CO2作为示踪气体计算车内换气次数,得到车辆处于外循环通风时,车内换气次数是车内处于内循环通风模式时换气次数的5-15倍。根据本研究提出的颗粒物传递模型,可得不同影响因素的相对重要性:外循环通风模式下的送风作用、渗透作用和沉积作用对车舱内颗粒物的传递特征定量影响分别为70.2%、8%和21.8%;内循环通风模式下,渗透作用和沉积作用车舱内颗粒物的传递特征定量影分别为71%和29%。同时,确定了不同粒径颗粒物的沉积系数分别为:0.2-0.3μm颗粒物的平均沉积系数为3.5(h-1),>3μm的颗粒物沉积系数平均为5.2(h-1),其余粒径范围的沉积系数平均为6.0(h-1)。且不同通风模式下车内颗粒物的沉积系数基本相同。
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