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室内半挥发性有机物（SVOC）气粒分配特性研究

室内空气质量,半挥发性有机物（SVOC）,悬浮颗粒,降尘,传质分析

半挥发性有机物（SVOC）是一类重要的室内空气污染物，其具有很强的吸附亲和力，极易被颗粒物吸附。室内环境中的颗粒物包括悬浮颗粒和降尘颗粒两种形式，气相SVOC与这两种颗粒的气粒分配过程对室内SVOC的传输特性具有重要影响。现有研究建立了多种室内SVOC气相-悬浮颗粒分配模型，其中新近提出的一种稳态模型具有形式简单、SVOC适用范围广等优势，但其未考虑换气次数（ACH）和粒径分布（PSD）的影响，导致模型失准。此外，随着表面降尘负荷（单位表面降尘质量）的增加，室内降尘可分为单层降尘和多层降尘，但已有研究多仅关注多层降尘，对于单层降尘中SVOC累积过程的研究极少。最后，现有测定SVOC降尘颗粒-空气分配系数（K_d）的方法普遍存在时间长、误差大的问题，严重阻碍了对室内SVOC气相-降尘颗粒分配过程的深入研究。本文旨在研究解决上述问题，主要内容包括：(1) 导出了一个综合考虑ACH和PSD影响的室内SVOC气相-悬浮颗粒分配稳态新模型，其预测结果与实验结果的吻合度优于已有模型，并发现随着SVOC辛醇-空气分配系数（K_oa）的增加，室内SVOC气相-悬浮颗粒分配过程将分别处于平衡态、非平衡态和最大分配态：在平衡态中，K_oa为唯一影响参数；在非平衡态中，K_oa、ACH及PSD均是关键影响因素；在最大分配态中，室内颗粒相SVOC浓度将稳定在某一最大值（决定于ACH和PSD）；(2) 通过区分SVOC在单层和多层降尘中的扩散距离，提出了一个可同时描述SVOC在两类降尘中累积过程的传质模型，并发现SVOC在两类降尘中的累积特性存在显著差异：单层降尘中的关键影响因素是降尘粒径而非降尘负荷，而多层降尘中的关键影响因素是降尘负荷；(3) 结合室内SVOC气相-悬浮颗粒分配稳态新模型，建立了一种快速测定K_d的新方法：扬尘法，并藉此测定了邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP，一种典型室内SVOC）的K_d，结果表明：该方法可将测试时间缩短至4小时以内且可保证极高的测试精度（K_d测量结果与传统方法的相对偏差小于2%）。上述研究成果可为定量表征室内SVOC气粒分配过程及其对室内SVOC传输特性的影响提供理论基础和技术支撑。