题目：封闭环境下水介质清除空气中颗粒物的效果实验
[摘要]: 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭占我国能源消费总量的百分之七十，我国的能源电力构成以火力发电为主，据统计，2010年全国的发电总量达到90219万千瓦，火电装机总量70443万千瓦，并且这个数字正逐年增加。燃煤带来了大量污染物，大气颗粒污染物的大量排放，对自然环境和人体健康均造成极大危害[[1]]。南京仙林地区颗粒物检测夏季PM10的浓度最高时可达到0.65mg/m3。冬季颗粒物污染持续时间更长，但峰值数略低于夏季。据研究表明室内pm10浓度要高于pm2.5，而室内pm2.5对pm10的贡献大于室外，室内颗粒物含量以pm2.5为主。目前主要的几种除尘方法有：机械除尘，湿式除尘，过滤式除尘和静电除尘。其中超声雾化除尘由于其效率高，无污染，能耗少，对PM2.5清理的效果好等因素成为大家青睐的新式除尘方法。超声雾化是利用超声波定向压强，使液体表面隆起，在液面周围发生空化作用，使液体雾化成小分子的气雾。水滴扩散到空气中，尘粒由于惯性，会从绕流的气流中偏离并同雾滴相撞被捕捉，从而达到吸附尘粒的作用。[[2]]有实验表明园林植物对pm10具有吸附作用，其吸附能力与叶面结构，植物水分含量等因素有关。实验表明植物中叶面结构对pm10的吸附能力排序为：蜡质gt;绒毛gt;沟槽gt;条状突起。
关键词：超声雾化 水介质 PM2.5 效果实验
1、 课题研究目的和意义
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭占我国能源消费总量的百分之七十，我国的能源电力构成以火力发电为主，据统计，2010年全国的发电总量达到90219万千瓦，火电装机总量70443万千瓦，并且这个数字正逐年增加。巨量的煤炭燃烧给中国带来的不仅仅是能源供应和煤炭储存的危机，还有无边无际的空气污染问题。不仅如此，随着我国车辆保有量的逐年日增，车辆尾气排放物给环境的污染也不可小觑[[3]]。化工，水泥等必不可少的支撑产业的辉煌，都是在用曾经的蓝天白云，空气清新作为代价。我们国家，工业污染的程度已深如骨髓。其中，空气中可吸入颗粒物超标已成世人不争的事实。每年北京上海的雾霾，只不过是大环境普遍污染的缩影[[4]]。研究表明，空气中pm2.5对人体健康的危害不止于诱发肺癌，还会导致心血管疾病。据张锐等研究表明:室内PM2.5/室内PM10浓度比值（0.83）高于室外（0.67），差异有统计学意义（Z=-20.4，Plt;0.01gt;），即室内 PM2.5 对PM1的贡献大于室外，室内颗粒物中以 PM2.5 为主。室内环境是人生活学习的主战场，室内环境的优劣直接的关系到人们的健康和安全[[5]]。所以研究出一种科学安全绿色可实施的清洁室内可吸入颗粒物，主要针对pm2.5来吸附的技术设备是一项具有深远意义的事情。自然界中雨水对抑制雾霾天气有很好的效果。本课题就是利用水或者雾化之后的水雾为介质来研究其对抑制PM2.5颗粒的效果，并分析其机理，期望能够将这一原理加以推广利用；相比较而言，它要比过滤式的空气净化器的使用成本低，具有相当大的优越性。另据相关研究，绿色植物对于室内颗粒物也有净化作用，有待进一步实验验证[[6]]。我们将设计出一个净化空气并有效吸附pm2.5的设备，进行一系列实验，进行对比分析实验结果，对原先方案进行改进。
2、 国内外研究现状
1：超细颗粒物的基本性质
大气颗粒物是指散布在空气中的固态或液体的颗粒物质，直径范围在0.01—100um之间，统称之为总悬浮颗粒物,空气动力学直径小于或等于10um的颗粒物称为可吸入颗粒物pm10，而空气动力学直径在0到2.5um之间的范围的颗粒物称为超细颗粒物，也称可入肺颗粒物pm2.5，也有人把pm2.5称为细微颗粒物或细颗粒。
颗粒物污染不是一种单纯的污染性质，而是复杂的许多的人为或天然污染源的不同成分组合的大气污染。它可以由很多污染源直接产生，也可以由污染源排出的各类污染物经过复杂化学和物理变化而衍生。实验得出大气中大部分硫酸，硝酸铵，有机碳等组成部分存在于pm2.5中。
2超细颗粒物的危害
自上世纪八十年代以来，人们开始重视空气质量问题，所有的研究实验结果均表明吸入可吸入颗粒物会引发肺炎，气喘，肺功能下降等呼吸系统疾病。危害最大的颗粒物是pm10和pm2.5。有统计表明，长期生活在pm2.5指数超标的地区的人群的死亡率有明显增加。其中pm2.5因为有较大的比表面积，所以会富集众多致毒物质，类如Hg，As，Pb等。且pm2.5容易被人体吸收，可进入肺泡而进入血液从而进入人体循环并严重损伤人体健康。因此，空气质量问题成为当今世界的焦点。
美国太空署公布了2001到2006年全球空气污染pm2.5状况的卫星图片，如图1—1，世界卫生组织认为数值小于10的地区属于相对安全。从图中可见我国的pm2.5问题十分严重，中部和东南沿海工业发达地区的pm2.5指数大多超过了50，情况十分恶劣。而这只是十年前的数据。经过经济飞速发展的这十年，人们痛定思痛，产业升级和卫生环境监管力度有所上升，但是情况仍不乐观。研发实用绿色高效的空气净化手段刻不延缓。
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