一種空氣凈化器在真實室內(nèi)環(huán)境中的空氣凈化效果研究

1、一種空氣凈化器在真實室內(nèi)環(huán)境中的空氣凈化效果研究一種空氣凈化器在真實室內(nèi)環(huán)境中的空氣凈化效果研究1引言本工程選用某知名品牌空氣凈化器開展現(xiàn)場測試，并選擇北京市某幼兒園教室作為驗證場所，考察凈化器擺放對教室中顆粒物質(zhì)量濃度、粒徑分布以及甲醛的去除效果。選擇幼兒園的2個教室，其中1個教室擺放1臺空氣凈化器，另1個教室未擺放空氣凈化器，每個教室的長寬高尺寸為86.53.3，教室面積為522，房間有效容積為171.63。2實驗方法及器材2.1顆粒物濃度及空氣凈化器凈化效果空氣凈化器的凈化效果主要表達在對于顆粒物的去除，因此本實驗針對顆粒物的日均濃度和瞬時濃度進展了檢測，檢測時間為2022年5月29日1

2、9：00至5月30日13：00進展，持續(xù)了18h。檢測根據(jù)為?室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量檢測技術(shù)標準附錄J室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物的測定方法?HJ/T167-2022，檢測地點為室外、擺放空氣凈化器的教室內(nèi)及未擺放凈化器的教室內(nèi)。檢測日均濃度的儀器為KDB-120綜合大氣采樣器、材料為玻璃纖維濾膜、鑷子。為理解P10和P2.5瞬時值的變化，采用光散射法對不同點位P10和P2.5的質(zhì)量濃度進展檢測。檢測根據(jù)為?公共場所衛(wèi)生本文由論文聯(lián)盟搜集整理檢驗方法第2部分化學污染物?GB/T18204.2-202266細顆粒物P2.5，檢測儀器為TSI8530粉塵儀、P10和P2.5切割器。在每個教室設置的點位為教室的

3、左上、左下、中、右上、右下以講臺為基準，點位布置圖見圖1，每個點位每隔2in測定一次，共測定3次。2.2空氣中顆粒物的粒徑分布及其去除效果對于室內(nèi)外的空氣中顆粒物的粒徑分布進展了檢測，在每個教室設置的點位為教室的左上、左下、中、右上、右下以講臺為基準，點位布置圖見圖1，每個點位每隔1in測定一次，共測定3次。檢測根據(jù)為?公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分化學污染物?GB/T18204.2-20226細顆粒物P2.5，檢測儀器為TSI9306-V離子計數(shù)器。實驗中還采用掃描電鏡觀察了捕集的P10和P2.5的形貌，以確定捕集的顆粒物為何種物質(zhì)。2.3凈化器凈化速率檢測本實驗考察當室內(nèi)和室外粒子的質(zhì)量濃度

4、相當時，關(guān)閉門窗，翻開凈化器，來觀察室內(nèi)粒子質(zhì)量濃度隨時間的變化規(guī)律。由于時間關(guān)系，僅測定了P隨時間的變化規(guī)律。檢測根據(jù)為?公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分化學污染物?GB/T18204.2-20226細顆粒物P2.5，檢測儀器為TSI8530粉塵儀。檢測地點為擺放凈化器教室的中央。2.4甲醛凈化效果甲醛是室內(nèi)裝修中產(chǎn)生的主要污染物質(zhì)，因此本實驗檢測了空氣凈化器對甲醛的去除情況，分別在擺放凈化器教室和未擺放凈化器教室的中間位置測定甲醛含量，測定時間為早、中、晚3個時間段，在相應時段采集10L未換算標況體積氣體，測定前和測定過程教室的門窗關(guān)閉，再將凈化器翻開開始測定，以觀察凈化器對甲醛的去除效果。3

5、結(jié)果與討論3.1顆粒物濃度及空氣凈化器凈化效果3.1.1顆粒物日均濃度及凈化器凈化效果P2.5質(zhì)量濃度日均值檢測結(jié)果如表1所示，表1中同時給出了?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?中P2.5的日均值標準限值。圖2中比照了室外、未擺放空氣凈化器的教室內(nèi)及擺放了空氣凈化器的教室內(nèi)的空氣中日均P2.5濃度。由表1，可以看到室外大氣日均P2.5質(zhì)量濃度到達108.9g/3，遠遠超出?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?中規(guī)定的二級標準限值-75g/3；未擺放凈化器教室日均P2.5質(zhì)量濃度為47.3g/3，雖然低于二級標準限值，但仍顯著高于一級標準限值-35g/3，比室外低56.6%；而擺放凈

6、化器的教室空氣中日均P2.5未超過一級標準限值，比未擺放凈化器的教室低69.8%。同時還檢測了P10日均濃度，室外為147.7g/3，雖然未到達?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?中規(guī)定的二級標準限值-150g/3，但已經(jīng)接近該限值，且遠遠高于一級標準限值-75g/3；而擺放凈化器的教室P10日均濃度僅為25.6g/3，比室外低82.7%。3.1.2顆粒物瞬時濃度及凈化器凈化效果圖3、圖4給出了室外、未擺放凈化器教室、擺放凈化器教室所測定的P10和P2.5瞬時值情況。?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?中規(guī)定P10的二級標準限值為150g/3，一級標準限值為50g/3，室外P10瞬

7、時質(zhì)量濃度平均值為99.3g/3，最小值99.3g/3，均未超出二級標準限值，但均超出一級標準限值，未擺放凈化器的教室平均值為72.0g/3，比室外低27.5%，說明即使關(guān)閉窗戶后，室外70%以上的大氣顆粒物仍然浸透到室內(nèi)；而擺放凈化器教室的P10遠遠低于一級限值，平均值為11.4g/3，比未擺放凈化器的教室低84.2%，比室外低88.5%。所有P2.5瞬時值均未超出?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?的二級標準限-75g/3，但是室外的最大值接近該限值，為72.4g/3；未擺放凈化器的教室P2.5超過?環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-2022?的一級標準限值35g/3，其最小值為45.7

8、g/3，超出標準限值30.6%，而平均值比室外低32.1%，同樣說明關(guān)閉門窗只能部分阻擋室外大氣中的顆粒物進入到室內(nèi)，仍有近70%的顆粒物浸透到室內(nèi)；擺放凈化器的教室平均值為6.5g/3，遠遠低于一級標準限值，比未擺放凈化器的教室低85.9%，比室外低90.4%，最大值為7.9g/3，比一級標準限值低77.4%，比未擺放凈化器的教室低83.4%，比室外低89.1%。上述檢測結(jié)果說明，P10和P2.5在擺放凈化器教室的瞬時質(zhì)量濃度要明顯低于室外和未擺放凈化器教室，該凈化器對室內(nèi)環(huán)境中細顆粒物的凈化效果非常明顯，且能保證室內(nèi)顆粒物的濃度符合一級標準限值。由檢測結(jié)果推測窗戶的浸透性，從圖5中可以看出

9、，在無凈化器教室間隔 窗戶不同位置測定P10的質(zhì)量濃度，隨著間隔 的增加，P10的質(zhì)量濃度降低，說明窗戶有一定浸透性。但是在擺放凈化器的教室，隨間隔 增加，P10的質(zhì)量濃度沒有規(guī)律性變化。3.2凈化器對不同粒徑顆粒物的去除效果TSI9306-V粒子計數(shù)器測定的粒徑范圍為0.310，分別測定了空氣中0.3、0.5、1.0、2.5、5.0、10的粒子個數(shù)。不同粒徑的個數(shù)見圖6，不同粒子粒徑的個數(shù)相差甚遠，小粒徑的粒子數(shù)遠高于大粒徑的粒子數(shù)，0.3的粒子個數(shù)高達108，10的粒子個數(shù)均在105的數(shù)量級，可見在室內(nèi)外環(huán)境中的粒子數(shù)非常之高。圖7為不同粒徑粒子個數(shù)相對于室外大氣顆粒物為基準的去除效率圖，

10、擺放凈化器教室相對于室外降低最多的為0.5的粒子，降低了90.3%，其剩余的粒子數(shù)僅為室外的9.7%；降低最少的為0.3的粒子，降低了72.4%，其剩余的粒子數(shù)為室外的27.6%；其它粒徑的粒子比室外的粒子個數(shù)降低了80%左右。3.3凈化器對顆粒物的凈化速率在測定擺放凈化器教室內(nèi)的空氣質(zhì)量前，先測定了室外空氣中P10的質(zhì)量濃度，室外P10的質(zhì)量濃度平均值為73.5g/3。將擺放凈化器教室的門窗翻開，關(guān)閉凈化器，從圖8可看出，開啟門窗后，室內(nèi)顆粒物的濃度迅速上升，在1624in教室內(nèi)的P10質(zhì)量濃度根本到達平衡，1624inP10質(zhì)量濃度的平均值為73.1g/3，說明房間門窗開啟20in左右后室

11、內(nèi)的顆粒物濃度即與室外的P10質(zhì)量濃度相當。此后關(guān)閉門窗，在24in時翻開凈化器為自動形式的工作狀態(tài)，可以看出翻開凈化器后教室中P10的質(zhì)量濃度快速下降，到35in，即翻開凈化器11in內(nèi)從76.5g/3降至48.0g/3，降低了37.3%；到46in時，即翻開凈化器22in后，顆粒物濃度進一步降低到37.5g/3，比開凈化器前降低了48.9%，但是此后降低較慢，因此認為在翻開凈化器22in后根本到達平衡。增加檢測時間仍然會有降低效果，但是凈化速度減慢。由以上結(jié)果可知，教室門窗開啟20in左右，室內(nèi)外空氣顆粒物根本一致；而關(guān)閉門窗后，開啟凈化器20in左右，在凈化器自動形式下即能獲得較好的凈化

12、效果；如想要到達較高的凈化效率，可以選用凈化器更大的風量，或者延長凈化器運行時間，以到達更好的空氣質(zhì)量。3.4凈化器對甲醛的去除效果圖9為3個檢測結(jié)果的平均值，未擺放凈化器教室的平均值為0.086g/3，雖然其濃度略低于室內(nèi)空氣質(zhì)量標準限值，但相比較于有些國家嚴格的標準，這一濃度仍然偏高，尤其是對正在生長發(fā)育階段的幼兒。擺放凈化器的教室甲醛平均濃度為0.065g/3，降低24.4%。擺放凈化器教室早中晚測定的時間是：8：00，12：30，16：30，圖10為擺放凈化器教室甲醛濃度的變化趨勢。剛翻開凈化器時教室內(nèi)的甲醛濃度為0.072g/3；翻開凈化器4.5h，甲醛濃度為0.067g/3，降低6.9%；翻開凈化器8.5h，甲醛濃度為0.057g/3，比8：00時降低20.8%。與顆粒物的凈化速率比照，室內(nèi)甲醛的凈化速率比較緩慢，這說明氣態(tài)污染物的去除遠比顆粒物的去除要困難。為了獲得更好的甲醛去除效果，建議將凈化器保持在常開狀態(tài)。5結(jié)論1某品牌空氣凈化器對室內(nèi)空氣中顆粒物有較