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流行病学研究发现可吸入颗粒物(PM10,粒径<10μm的颗粒物)浓度的升高与死亡风险的增加(包括呼吸系统疾病和心血管疾病)显著相关。由于教师和学生的呼吸系统疾病发病率明显高于其它职业人群,因此分析教室颗粒物化学成分特性和散发来源,对于控制污染源散发量,降低教室颗粒物浓度和毒性十分重要。
本文通过研究教室内外颗粒物PM10的化学组分特性和来源特性,总结教室环境颗粒物PM10的污染特性。实验采用TEOM1400a和ACCU对中南大学教室内外PM10进行实时浓度记录和采集,采用X射线荧光光谱仪(XRF)检测PM10化学组分,采用主成分分析(PCA)和绝对主成分分析(APCA)源解析教室内外PM10。文章得到以下主要结论:
评价教室颗粒物污染水平,发现教室内PM10浓度高于可吸入颗粒物国家二级标准(即PM10日均浓度小于150μg/m3),学生上下课活动导致的颗粒物扬尘及教学粉笔书写带来的粉笔尘是主要原因。
对比教室内外化学组分,发现教室上课时段颗粒物化学组分浓度明显高于室外,尤其是对人体健康危害更大的过渡金属元素。与国外教室环境研究比较教室内外有毒元素浓度(包括过渡金属元素),发现本研究的有毒元素浓度明显较高,并且教室浓度比值小于室外浓度比值;与国内其它类型室内环境(医院,家居)研究比较,本文教室中有毒元素浓度仍较高,但室内浓度比值大于室外浓度比值。这说明了本研究中教室中有毒元素浓度高于国外教室,原因之一是中国室外污染非常严重,本研究中教室中有毒元素浓度较高于国内其它类型室内环境,原因之一是教室环境特殊性。
对比教室内外PM10源解析结果,发现教室内外颗粒物性质明显不同。教室PM10来源于土壤和粉笔尘(49.78%)、燃煤(31.55%)、含C1清洁剂和垃圾焚烧(8.2%)、工业污染(8.02%)和交通污染(2.45%)。然而室外PM10则来源于燃煤(39.59%)、土壤和建筑扬尘(39.05%)、交通污染(12.37%)、垃圾焚烧(5.50%)和工业污染(3.49%)。可见,教室内外颗粒物的来源和源贡献量有显著差异,导致重点控制的污染源对象不同。
论文最后提出教室颗粒物污染源控制策略,建议应首先控制教室土壤扬尘和粉笔尘污染源,其次对长沙市的燃煤污染进行控制。