胡珉瀟

摘 要：本文冬季家庭居室內(nèi)的懸浮顆粒物進行了實驗研究，測試了住宅室內(nèi)顆粒物的分布及組成，進一步研究了通風、空調(diào)及加濕器對室內(nèi)顆粒物的影響，給出了控制室內(nèi)顆粒物的建議及措施。

關(guān)鍵詞：冬季；家庭居室內(nèi)；懸浮顆粒物

1 懸浮顆粒物及其危害

懸浮顆粒（Particulate），泛指懸浮在氣體當中的微細固體或液體?？晌腩w粒物又稱為PM10指直徑≤10微米，可以進入人的呼吸系統(tǒng)。直徑≤2.5微米的顆粒，直接進入肺泡對人體危害最大。PM2.5還可影響成云和降雨過程，間接影響著氣候變化。大氣中雨水的凝結(jié)核，除了海水中的鹽分，細顆粒物PM2.5也是重要來源。有些條件下，PM2.5會增加凝結(jié)核的數(shù)量，使天空中的雨滴增多，極端時可能發(fā)生暴雨。

2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

住宅是與人們生活息息相關(guān)的建筑。早在上世紀70年代中期，我國就已經(jīng)開展有關(guān)住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的研究工作。郝俊紅[1]等人的室內(nèi)空氣品質(zhì)測試小組分別對五個城市的住宅進行了現(xiàn)場調(diào)查研究，分析室內(nèi)污染物影響因素，給出了室內(nèi)空氣各項標準值；盧楠[2]對韓國漢城、日本東京、中國天津和香港以及臺灣地區(qū)的臺北5個亞洲城市進行了綜合實地調(diào)研，對比各城市住宅室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀；建偉[3]、王晴文[4]、陳永亮[5]等人，研究了住宅內(nèi)部因裝修材料所引起的主要污染物類型、危害及來源，給出了預防性建議和改善性措施。

美國環(huán)境保護局花了5年的研究發(fā)現(xiàn)，相較于室外空氣污染物的濃度，眾多家庭室內(nèi)污染物的濃度非常高，甚至是是室外空氣污染的幾倍或者數(shù)十倍；日本相關(guān)學者曾經(jīng)花費幾年對住宅內(nèi)化學物質(zhì)和換氣形式分別在冬季和夏季進行了重點測試和調(diào)查。結(jié)果顯示，按住宅和房屋種類的各項指標平均值情況是：甲醛濃度是：面積小于150m2的住宅甲醛濃度普遍較高，新建住宅高于老住宅，居住3年以上的房子里甲醛濃度明顯高于3年以下的房子。

2.2 當前研究中存在的問題

目前的研究存在如下幾方面突出問題：

（1）目前對于懸浮顆粒物的檢測和研究，主要集中在大氣污染研究方面，例如，我國的天氣預報中增加了pm2.5的實測數(shù)據(jù)，網(wǎng)上也可以實時查詢pm2.5的濃度及空氣質(zhì)量等級。但是對室內(nèi)懸浮顆粒物的檢測不足。

（2）對家庭居室內(nèi)顆粒物的控制研究較少，然而人們有80%的時間都是在室內(nèi)度過的，對于室外的空氣污染，人們可以通過口罩等措施進行個體防護，可是在室內(nèi)卻行不通，因此室內(nèi)的污染對人體健康影響更大。

（3）冬季，人們在室內(nèi)停留時間較長，非采暖地區(qū)冬季使用空調(diào)采暖，此時門窗不經(jīng)常開啟，導致室內(nèi)通風不良，懸浮顆粒物增多，室內(nèi)空氣質(zhì)量下降。

2.3 本文的研究內(nèi)容

針對上述研究中存在的問題，本文研究內(nèi)容如下：

（1）冬季居室內(nèi)懸浮顆粒物分布規(guī)律。

（2）通風換氣對室內(nèi)顆粒物的影響。

（3）空調(diào)運行對室內(nèi)顆粒物的影響：空調(diào)運行前后/空調(diào)不同運行時間顆粒物濃度的變化。

（4）冬季加濕器對室內(nèi)顆粒物的影響：加濕器運行前后/加濕器不同運行時間顆粒物濃度的變化。

3 測試方法

3.1 測試工況

筆者以自己的家庭住宅為測試對象，分別進行了如下的測試研究：

（1）2018年2月5日，首先測試各房間顆粒物濃度分布。同時，測試不同時間內(nèi)的室外顆粒物濃度，同時對比開窗通風后，室內(nèi)顆粒物的變化。

（2）2018年2月25日，進行了空調(diào)運行對室內(nèi)顆粒物的影響研究。分別測試空調(diào)開啟前后，及持續(xù)運行一段時間后室內(nèi)顆粒物的變化。

（3）2018年2月25日，進行了加濕器運行對室內(nèi)顆粒物的影響研究。分別測試加濕器開啟前后，及持續(xù)運行一段時間后室內(nèi)顆粒物的變化。

3.2 測試儀器

本次測試采用的是美國TSI公司的AeroTrak APC 9303.01 手持式激光粒子計數(shù)器，該儀器可同檢測三個粒徑0.3、2.5、5μm的計數(shù)濃度，符合ISO 21501.4 標準。它采用 NIST可追溯的PSL微球，是世界一流的分粒器和凝聚核粒子計數(shù)器。

4 數(shù)據(jù)處理及分析

4.1 數(shù)據(jù)處理方法

由于空氣質(zhì)量標準中給出的是質(zhì)量濃度，因此需要將粒子計數(shù)器測得的計數(shù)濃度轉(zhuǎn)化為質(zhì)量濃度。對0.3～0.5μm粒徑段的顆粒物密度取1.5g/cm3，對0.5～1.0μm粒徑段的顆粒物密度取1.7g/cm3，對1.0～2.0μm粒徑段的顆粒物密度取23g/cm3，對大于2.0μm粒徑段顆粒物密度取為2.8g/cm3，根據(jù)等效球體計算公式，就可以得到相應的顆粒物質(zhì)量濃度，即：

ρni=4πniρp3Dpi23（1）

式中：ρni—粒徑為Dpi的顆粒物質(zhì)量（μg/cm3）；

ni—粒徑為Dpi的粒子濃度（個/cm3）；

ρp—顆粒物密度（g/cm3）；

Dpi—顆粒物的直徑（μm），取各粒徑段范圍的平均值。

4.2 實驗結(jié)果分析

4.2.1 居室內(nèi)顆粒物的分布規(guī)律

由上圖4可知，臥室的顆粒物濃度高于其他房間，并且顆粒物以5.0μm為主，0.3μm的顆粒物較少。其中次臥的房間體積較小，是顆粒物濃度較高的原因之一。

4.2.2 通風時間的影響

早晨9：00對臥室進行開窗通風換氣。室內(nèi)顆粒物的變化如圖5所示。

由圖5可以看出，在早晨9點進行通風換氣后，房間內(nèi)的顆粒物濃度反而上升了，說明室外空氣的進入，對室內(nèi)帶來不利的影響。因此，進一步測試了室外顆粒物的濃度變化，結(jié)果見圖6。

由上圖6可知，室外顆粒物以5.0μm為主，0.3μm的顆粒物較少。同時在早晨8：30時懸浮顆粒物的濃度較高，夜晚的濃度下降。查取當天的空氣質(zhì)量顯示為輕度污染，所以在這樣的天氣下，早晨開窗換氣是不適宜的，應改為下午或夜間進行通風，效果較好。

4.2.3 空調(diào)的影響

2015年2月25日，在主臥室內(nèi)進行了空調(diào)對顆粒物影響的實驗，結(jié)果見圖7。

由上圖7可知，空調(diào)運行后，0.3μm顆粒物濃度變化不大，但是2.5及5μm的顆粒物增多，導致臥室內(nèi)顆粒物總量增加。這是因為，空調(diào)吹出的氣流使室內(nèi)原有靜止的顆粒物飛起并懸浮在空氣中，同時空調(diào)過濾網(wǎng)上附著的灰塵也會進入室內(nèi)，導致室內(nèi)懸浮顆粒物增多。

4.2.4 加濕器的影響

加濕器運行后，5μm顆粒物增加，當關(guān)閉加濕器后，其濃度下降。這是因為加濕過程中，水蒸氣分子進入空氣中，導致顆粒物濃度增加。加濕對微細顆粒物（0.3、2.5μm）的影響不大。說明加濕器對于減少懸浮顆粒物的作用不大，但是，加濕會增加空氣相對濕度，有助于改善冬季干燥引起的不適感。

5 結(jié)論

（1）臥室的顆粒物濃度高于其他房間，顆粒物以5.0μm為主，0.3μm的顆粒物較少。

（2）通風時應注意室外空氣質(zhì)量對室內(nèi)的影響，在污染天氣時，不宜早晨開窗換氣，應在下午或夜間通風效果較好。

（3）空調(diào)吹出的氣流使室內(nèi)原有靜止的顆粒物飛起并懸浮在空氣中，同時空調(diào)過濾網(wǎng)上附著的灰塵也會進入室內(nèi)，導致室內(nèi)懸浮顆粒物增多。在空調(diào)運行間歇，應注意通風換氣。

（4）加濕器對于減少懸浮顆粒物的作用不大，但是，加濕會增加空氣相對濕度，有助于改善冬季干燥引起的不適感。

參考文獻：

[1]郝俊紅.中國四城市住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)調(diào)查及控制標準研究.湖南大學碩士學位論文，2004：75.77.

[2]盧楠.亞洲若干城市住宅建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)比較.天津大學碩士學位論文，2005：39.40.

[3]建偉，張洪.城鄉(xiāng)居室裝演室內(nèi)空氣甲醛污染與健康影響研究.川北醫(yī)學院學報，2004，19（4）：122.124.

[4]王睛文，李振海，張才才.上海市住宅室內(nèi)化學物質(zhì)污染實態(tài)調(diào)查與分析.制冷技術(shù)，2006（l）：29.31.

[5]陳永亮.淺淡室內(nèi)裝修污染及其防治.環(huán)保技術(shù)，2006（2）：21.23.