За достижения, которые сначала вызывают смех, а затем – раздумья
 Качество воздуха, атмосфера и здоровье  Ахмед Бенабед (Ahmed Benabed)  Амир Бульбэр (Amir Boulbair) | Автомобиль Алкоголь Вера
Война Волосы Врачи
Геометрия Дети Женщины
Животные Запах Звук
Здоровье Кино Кладбище
Книга Космос Кофе Кошка
Лицо Мозг Мужчины
Музей Музыка Насекомые Общество Пенис
Предметы Продукты Психология
Птицы Разное Растения Секс Собака
Спорт Суд Техника Туалет
Финансы Цвет Экскременты /Реклама/ Шнобелевская премия - архив Ресуспензия твердых частиц из-за ходьбы человекаКачество воздуха, атмосфера и здоровье Ахмед Бенабед (Ahmed Benabed), Высшая школа аэронавтики и автомобильного строительства, Амир Бульбэр (Amir Boulbair), Университет Ла-Рошель, Франция, выдали труд "PM10, PM2.5, PM1, PM0.1 Ресуспензия из-за ходьбы человека", "Качество воздуха, атмосфера и здоровье" (Air Quality, Atmosphere and Health), 15, 18 апреля 2022. Воздух в помещении представляет собой смесь множества твердых частиц (ТЧ) или жидких капель. В зависимости от их аэродинамического диаметра частицы классифицируются как мелкие частицы, включая PM10 (частицы с аэродинамическим диаметром менее 10 мкм), PM2.5 (<2,5мкм), PM1 (<1мкм), сверхтонкие частицы, включая PM0.1 (<0.1мкм). Обнаружено, что человеческая деятельность, такая как ходьба, увеличивает концентрацию частиц в помещениях и что ходьба основная причина изменения концентрации 24–55% твердых частиц с размером 1–25мкм. Рассчитанная средняя скорость ресуспензии (повторное взвешивание) найдена в диапазоне от 1/100 до 1/1000 1/час. Целью работы является изучение ресуспензии частиц, вызванной ходьбой человека. Коэффициенты скорости ресуспензии частиц оценивались с использованием уравнения баланса массы и гипотезы о хорошо перемешанных условиях в помещении. Испытательная деревянная камера имеет площадь пола 2,5х2,5м и внутренний объем 15,62м3. Пол покрыт ворсовым синтетическим ковром. Испытательная камера вентилировалась притоком и оттоком воздуха, расположенными на 2 противоположных стенах. Вторая деревянная камера размерами 2,5х1,5х2,5м размещена перед испытательной камерой, чтобы предотвратить ее последующее загрязнение. В камере 2 поддерживались низкие уровни концентрации PM. Низкий уровень концентрации твердых частиц поддерживался в камере 2 путем подачи отфильтрованного воздуха (с использованием воздушного фильтра с размером ячеек 0,01 мкм) до и во время эксперимента по ходьбе. Для засева напольного покрытия выбран порошок оксида алюминия ISO 12103–1 A2, представляющий собой диапазон ресуспендированных частиц, имеющих отношение к здоровью человека. Эти полидисперсные частицы имеют молекулярную формулу Al2O3 и плотность 3950 кг/м3. Распределение размеров порошка оксида алюминия указывает на то, что большинство частиц принадлежали к более мелким классам частиц (0,01–0,5мкм). Частицы размером 0,3–10 мкм доминируют в общей массе частиц. Более 92% общего порошка оксида алюминия состояло из PM10. Кроме того, PM0,1 представляло незначительную долю общей массы (около 0,39%). Впрыскивание частиц обеспечивалось блоком диспергирования аэрозольного диспергатора TOPAS SAG 410. Аэрозоль впрыскивался в верхнюю часть испытательной камеры с помощью антистатической трубки Bev-line и немедленно смешивался в испытательной камере с помощью трехлопастного пропеллерного потолочного вентилятора. Последний вращается со скоростью 450 об/мин. Измерение концентрации частиц в двух камерах проводилось с помощью двух мониторов Grimm модели Miniwras. Последние объединяют 2 различных типа измерительных приборов: аэрозольный спектрометр для частиц размером более 0,253мкм и так называемый Nano-sizer для частиц размером менее 0,253мкм. Этот монитор обеспечивает концентрацию частиц 41 размера в диапазоне от 0,01 до 38,16мкм, что позволяет исследовать большой диапазон размеров частиц. Массовые концентрации всех размеров частиц оценивались с использованием концентраций числа частиц, предоставленных монитором, и плотности оксида алюминия. Таким образом, массовые концентрации PM10, PM2.5, PM1 и PM0.1 найдены путем суммирования концентрации всех частиц размером менее 0,1мкм, 1мкм, 2,5мкм и 10 мкм, соответственно. Относительная влажность и температура поддерживались на уровне 35-40% и 23C. Измерение этих параметров проводилось с помощью датчика KIMO KCC 320. Сначала все внутренние поверхности очищены с помощью пылесоса. В это время система вентиляции включена на полную скорость, чтобы удалить частицы, которые ресуспендированы во время процесса очистки, и предотвратить их повторное осаждение на полу. Этот шаг повторен 3 раза, чтобы обеспечить тщательную очистку поверхностей. Затем камера герметизирована, включен потолочный вентилятор, и масса порошка оксида алюминия массой 12,5г введена (в виде аэрозоля) внутрь камеры. Через 17 часов в испытательную камеру в течение 6 часов вводился очищенный воздух для снижения фоновой концентрации. После включения двух мониторов частиц участник входил в камеру 2, надевал предварительно очищенный костюм и обувь, а затем ждал 10 минут. Затем участник входил в испытательную камеру и ждал 5 минут, чтобы убедиться, что никакие изменения концентрации внутри камеры не были результатом открытия двери. Участник ходил в течение 10 минут со скоростью 48 шагов/мин, а затем сидел в течение 5 минут. После 5 минут сидения счетчик частиц был выключен. Для каждого изучаемого случая эксперимент по ресуспензированию повторен 5 раз, чтобы оценить повторяемость измерений. Средняя масса собранного порошка 3 испытаний равна 0,7г/м2. Скорость обновления экспериментальной камеры постоянна и равна 0,01ч. Скорость потерь объединяет влияние 2 явлений на снижение концентрации частиц в помещении: (1) осаждение частиц на внутренних поверхностях камеры и (2) вентиляция. Таким образом, поскольку скорость воздухообмена в камере является постоянной, разница в скорости потерь между различными диапазонами PM обусловлена осаждением частиц. С одной стороны, для диапазонов размеров PM10, PM2.5 и PM1 осаждение частиц увеличивается с размером частиц. С другой стороны, для частиц размером менее 0,1мкм осаждение частиц усиливается из-за броуновской диффузии, турбулентной диффузии и электростатических сил. Действительно, скорость потерь PM10 в 4 и 6 раз больше, чем у PM2.5 и PM1, соответственно, и только в 3 раза больше, чем у PM0.1. Средние расчетные скорости ресуспензии PM10, PM2.5, PM1 и PM0.1 составили (2.5) x 1/10, (1.9) x 1/100, (6.5) x 1/1000 и (4.3) x 1/1000, соответственно. Массовые концентрации всех PM резко увеличиваются на много порядков величины после начала активности (5–8 мин), а затем медленно увеличиваются до конца активности в момент времени 15 мин. Этот результат подтверждает, что ходьба человека вносит значительный вклад в увеличение концентрации частиц в помещениях. Кроме того, настоящая работа показала, что человеческая деятельность может ресуспендировать ультратонкие частицы, представленные PM0.1. Менее прочно прикрепленные частицы ресуспендируются первыми, оставляя более прочно прикрепленные частицы, которые не так легко ресуспендируются. В каждый момент времени скорость ресуспендирования PM10 на 1 порядок больше, чем у PM2.5 и примерно на 2 порядка больше, чем у PM1 и PM0.1. В работе показано, что ходьба человека может вносить значительный вклад в увеличение концентрации частиц, включая сверхтонкие частицы (PM0.1). Также обнаружено, что скорость ресуспензии PM со временем уменьшается из-за эффекта сбора (снижение концентрации частиц на земле после прохождения каждого участника). 01.08.2024
Источник - пресса |
| (c) 2010-2024 Шнобелевская премия | ig-nobel@mail.ru |