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现在,人们的生活水平在不断地提高,对环保的越来越关注,在关注大气污染的同时,也在关注着地铁车站内的空气品质。 本研究通过对地铁车站内可吸入颗粒物运动机理的研究,研究了地铁站内气流的运动、颗粒物在地铁站内的运动以及地铁车站内颗粒物的沉降机理,通过对气溶胶微粒进行的受力分析,在不同程度上微粒的分布和传播受气流运动的影响,以及对粒子沉降的分类和主要影响因素的分析得出,室内可吸入颗粒物的微观运动取决于其在湍流中的受力情况,粒径不同,各种力的比例不同,较小的颗粒的扩散作用较显著,因而在室内停留时间较长,沉积到壁面的概率较大,较大颗粒却在室内停留较短时间,沉积到壁面的概率较小。故呈现出较小颗粒物浓度变化的延缓,以及较大颗粒在室内悬浮寿命较短,跟随流体排出较快,排出效率高。 通过对地铁站内可吸入颗粒物的现场监测,对数据的分析得出,地铁站内可吸入颗粒物中粒径区间0.0~0.3μ m所占百分比最大,在60%以上,粒径区间1.0~2.5μm、2.5-5.0μm和5.0-10.0μm所占的百分比都很小,都不足1%。通过对站台数据的分析,可以推断出列车产生的金属元素颗粒物粒径主要集中在粒径区间0.3~1.0μm。而人流量在地铁站内对颗粒物的影响主要针对0.3-10.0μm粒径区间的颗粒物,对0-0.3μ m粒径区间的颗粒物影响较小。由地铁站外的空气迁移进入站内空气中的大气颗粒物质量浓度与室外的数值有相同的数量级,站外和站内的颗粒物存在直接的耦合作用,站外的空气内颗粒物浓度的变化直接影响着站内的空气颗粒物浓度的变化。不同的天气情况影响着室外的空气质量,站外的颗粒物情况影响着地铁站和列车内颗粒物的计数浓度和质量浓度,站外的污染物浓度升高,则站内污染物浓度随之升高,反之,若站外的污染物浓度降低,则站内污染物浓度也随之降低。站厅的空气质量优于站台的空气质量,这是由于地铁活塞风的影响。针对地铁站内可吸入颗粒物沉降规律的研究表明,粒子的沉降速度随风速的增大而增大,其中,粗粒径的斜率大于细粒径的斜率;在相同的风速下,细粒径的沉降速度低于粗粒径的沉降速度;其中底面的差别最大,侧壁面小些,顶面最小。各个沉降表面相比,顶面的沉降速度随流速的增大急剧增大。各个沉降表面粗粒径粒子的沉降速度之间的差别随风速的增大越来越大,而细粒径趋势不是特别明显。最终得到了沉积量和扬尘量之间的线性关系,并推导出颗粒沉积模型。 本研究依托北京地铁既有线路的典型车站,采用可吸入颗粒物运动机理的分析、模型实验、现场监测方法研究可吸入颗粒物在地铁车站内的沉降规律。本文的分析研究结果将为地铁站内的空气中可吸入颗粒物污染的预防和治理提供好的方法和数据,并指导进一步的研究和工程实践,为地下空间空气质量控制提供科学依据。