渗风引入室外可吸入颗粒物对室内空气质量的影响和控制研究

我国室外可吸入颗粒物污染十分严重，发表于国际权威期刊《柳叶刀》（the Lancet）的结果表明，我国的大气可吸入颗粒物污染将导致2003-2033年间有6千5万人死于慢性肺病，1千8百万人死于肺癌。而现代人有85-90%的时间生活在室内，因此，室外可吸入颗粒物对室内人员的健康影响若何、应如何控制？这一问题至关重要。.本课题旨在研究室外可吸入颗粒物对室内空气品质的影响及有效控制策略，主要研究内容为：基于半解析方法和数值计算方法探索室外颗粒物穿透建筑围护结构的穿透系数模型，并建立室内颗粒渗透负荷的计算方法；采用实验室测试以及实际现场测试的方法研究室外颗粒对室内颗粒物含量的影响规律；采用基于室内可吸入颗粒物暴露量以及流行病学的健康模型定量分析室外颗粒对室内人员健康的影响，最终定量刻画室外可吸入颗粒对室内人员健康影响的效应，并提出相应的控制室外可吸入颗粒物污染室内环境的策略。

我们按照项目计划书的内容，圆满（超额）完成了如下研究工作：.(1) 发展建立了一套针对实际建筑在渗风条件下的室外颗粒物穿透系数计算方法，该方法集成了实际建筑渗风量的计算模型、考虑了颗粒物重力沉降、惯性碰撞以及扩散机理的沉积效应，计算结果与实际建筑中的穿透系数测试数据吻合良好，为简单、准确估算室外颗粒物经由渗风进入室内环境的数量（质量）提供了理论依据和方法支持；.(2) 建立室外可吸入颗粒物进入室内环境的全暴露模型，以分析室外颗粒物引起的人员健康效应（短期死亡率）。发现室外颗粒物进入室内环境的地区和季节差异是造成室外颗粒物与人员短期死亡率关联关系的地区和季节差异的主要原因，这一发现对美国的可吸入颗粒物和臭氧以及中国的可吸入颗粒物均适用。这一工作为公共卫生和环境流行病学领域在评估人员健康效应时应精细化污染物暴露方法提供了理论依据；.(3) 进一步发展了室外多环芳香烃（PAHs）进入室内环境的动力学模型，并建立了蒙特卡洛（Monte-Carlo）模型框架分析人群PAHs暴露量及其影响因素，为工程干预和健康评估提供了理论依据和方法支持；.(4) 对正压和室内净化器两种控制室外颗粒物进入室内环境的方法进行了实验和理论研究，针对实际建筑提出了较为节能、有效的室外可吸入颗粒物进入室内环境的控制策略；.(5) 对室内外颗粒物的三种关联关系：室内外颗粒物浓度比(I/O ratio)、颗粒物渗透系数、颗粒物穿透系数进行了大规模的数据调研，所总结的理论和实验研究方法、不同条件下的数据集等成果为全面了解室外颗粒物对室内环境的影响提供了依据和基础。.本项目成果显著：依托本项目已在建筑科学、空气质量以及环境健康和公共卫生领域的国际著名SCI国际期刊发表论文12篇、接收1篇，累计影响因子总和为49.37（2012年Web of Science公布的影响因子），在本专业著名系列国际会议宣讲论文3篇，研究成果已经得到国际同行的好评和引用。以本项目研究成果为组成部分的 “室内可吸入颗粒物动力学问题研究”获得2013年教育部自然科学二等奖（本项目负责人为第一完成人），一篇论文获得建筑科学技术领域的国际著名期刊Building and Environmnet之Best Paper Award。