论文部分内容阅读
为了了解不同环境下教室内PM10浓度的时空扩散特征,于2015年夏季在北京联合大学应用文理学院建立了观测点,利用美国Met one公司生产的E-BAM-9800颗粒物监测仪对板书教学过程中教室内1m和5m处的PM10浓度进行了监测,对PM10浓度水平及其随时间和空间的变化规律进行了深入的分析和研究,并建立了预测教室内1m和5m处PM10浓度的多元线性回归模型,以期为进一步探讨教室内粉笔灰对师生健康的影响提供理论参考。主要研究成果有:(1)从采样时间来看,采样第3个小时,不论擦黑板的次数是多少,1m和5m处的PM10浓度均达到了最大值(擦黑板的次数为1~4、5~7、8~10时,1m和5m处的PM10达到最大值时的平均浓度分别为101μg/m3、149μg/m3、100μg/m3,74μg/m3、109μg/m3、70μg/m3),因此,如果后两节课该教室内继续有课的情况下,对老师和学生健康的危害最大。采样第5个小时,1m和5m处的PM10浓度水平基本上恢复到采样第1个小时时二者的浓度水平,且二者的浓度相差很小。从空间上看,教室内1m处PM10浓度达到最大值时的平均值比5m处大28%,其浓度上升速率的平均值比5m处大36%,所以,在实际的板书教学中前排学生受到粉笔灰中可吸入颗粒物的危害远大于后排的学生。从擦黑板的次数来看,擦5~7次黑板时,1m、5m处可吸入颗粒物浓度达到最大值时的平均值比其它几次擦黑板分别高出48μg/m3左右、35μg/m3。擦黑板的次数为1~4时,1m、5m处PM10浓度达到最大值时的平均值比擦8~10次黑板时分别高1μg/m3、4μg/m3。因此,擦5~7次黑板时,粉笔灰产生的可吸入颗粒物对老师和学生健康的危害最大,而擦8~10次黑板时最小。所以,在板书量为1个版面的情况下,教师应每次写整个黑板版面的1/8、1/9或1/10的板书量,两小节课里擦8~10次黑板为宜。不论擦1次黑板还是10次,采样1~2、1~3小时教室内1m处可吸入颗粒物浓度的上升速率均大于5m处,因此,对教室内前排老师和学生健康造成的危害最大。(2)从擦掉板书量的数量来看,擦掉3版面的板书量时,教室内的空气质量最差,而擦掉的板书量为1/2版面时,教室内的空气质量最好(擦掉1/2版面的板书量时,1m、5m处PM10达到最大值时的浓度比擦掉的板书量为3版面时分别低255μg/m3、221μg/m3),对师生健康的影响最小。PM10浓度在时间上则表现出,采样第3个小时,不论擦掉的板书量是多少版面,1m和5m处的PM10浓度均达到了最大值;采样1~2、2~3、1~3、3~4、3~6小时,擦掉1/2~3版面的板书量,教室内前、后PM10浓度上升或下降速率的差值均随着擦掉板书量的增加而增加。PM10浓度在空间上则呈现出,擦掉1/2~3版面的板书量,1m处PM10达到最大值时的平均浓度比5m处大14%,同时,1m处的PM10浓度在采样1~2小时和1~3小时的上升速率比5m处分别高48%、13%,因此,教室内前排师生受到粉笔灰的影响大于后排。(3)不论相邻两次擦黑板的间隔时间是10min还是30min,不同的擦黑板次数教室内1m和5m处的PM10浓度均在采样的第3个小时达到最大值,且相邻两次擦黑板的间隔时间越长,教室内1m和5m处PM10达到最大值时的浓度越小。当教师内1m和5m处的PM10浓度达到最大值时,前者的浓度均大于后者,且当相邻两次擦黑板的间隔时间分别为10min、20min、30min时,1m处PM10浓度达到最大值时的平均值比5m处分别高29%、26%、14%。多元线性回归模型预测教室内1m和5m处PM10浓度时,二者的可吸入颗粒物浓度越高,预测模型的R2越大(采样第3小时,1m和5m处PM10浓度预测模型的R2比采样第1、2、4、5、6小时分别高64%、32%、15%、35%、59%),其预测效果越好。