卷烟燃烧烟气产物特性及对建筑室内空气质量影响研究

摘要

环境烟草烟气ETS(Environmental Tobacco Smoke)是影响室内空气质量IAQ(Indoor Air Quality)的主要污染源之一。卷烟燃烧烟气产物对人体的危害是多方面的，除了刺激眼、鼻和咽喉外，其含有的大量有毒致癌物质也会明显地增加非吸烟者患上肺癌和心脏疾病的机会，对暴露于其中的人体造成严重的健康威胁。此外，卷烟燃烧产生的颗粒物是室内颗粒物的主要来源之一，以细颗粒物PM2.5为代表的烟气典型产物更是引发了人们对于空气质量及环境污染的高度重视，如何有效地量化室内污染源对室内空气质量的影响以及如何确保室内环境健康成为了人们最关心的问题。
　　早在几十年前就有学者针对环境烟草烟气及室内空气质量开展了大量的研究，然而前人开展的环境烟草烟气研究主要集中在烟气化学成分监测及卷烟本身的燃烧热解特性上，很少有人针对卷烟燃烧烟气产物生成与迁移特性开展研究;在室内空气质量研究方面也缺少卷烟燃烧对室内环境空气质量影响的评价模型与方法。在当前绿色建筑不断发展，室内环境要求不断提高的背景下，开展卷烟燃烧烟气产物特性及对建筑室内空气质量影响机理相关研究尤为迫切。本文直面该研究需求，通过采用实验监测与理论分析相结合的方法对卷烟燃烧烟气产物生成特性、烟气在建筑室内扩散规律及卷烟对室内空气质量影响开展了全面的研究。研究主要分为卷烟典型产物热重-红外生成排放特性研究、卷烟燃烧纳米量级颗粒物在建筑室内的迁移特性研究、卷烟燃烧微米量级颗粒物在建筑室内的迁移特性研究、卷烟燃烧对室内颗粒物浓度影响的模糊逻辑预测模型研究及卷烟燃烧产物对室内空气质量的综合影响评价研究五个部分。
　　卷烟燃烧烟气产物生成特性方面:运用热重红外技术对卷烟热解产物进行分析研究，揭示了卷烟在不同外部辐射热流影响下的燃烧特性与产物排放特性，得到了不同外部环境辐射温度与含芳香环化合物、碳氢化合物等烟气产物产量之间的定量关系;卷烟燃烧烟气产物迁移特性方面:采用在线颗粒物监测仪器针对环境烟草烟气中的不同空气动力学直径颗粒物开展实验研究，分别获得了在单烟源和双烟源工况下的纳米与微米量级颗粒物在建筑物内的蔓延迁移特性;卷烟燃烧产物对室内空气质量影响评价模型研究方面:首先建立了考虑室内不同区域、不同暴露时间等因素在内的卷烟燃烧对室内颗粒物浓度的影响预测模型，较为全面地揭示了卷烟燃烧数量、与卷烟的距离长短以及监测的时间长短对室内空气颗粒物水平的影响程度;本文最后选取了CO、CO2、 PM、TVOC、B[a]P、PAHs为代表的典型卷烟燃烧产物实际浓度曲线结合环境指数评价法建立了卷烟燃烧产物对室内环境空气质量影响评价方法，探索了环境烟草烟气对室内空气质量的影响规律，为今后卷烟燃烧与建筑环境相关研究提供了技术支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．2．1 卷烟燃烧典型产物及其危害性

1．2．2 卷烟燃烧及环境烟草烟气暴露研究

1．3 室内空气质量品质

1．3．1 国内外室内空气质量标准

1．3．2 现行各环境评价方法

1．4 研究内容与技术路线

1．5 章节安排

第2章 卷烟燃烧烟气产物生成特性实验研究

2．1 引言

2．2 研究方法

2．2．1 热重-红外分析方法介绍

2．2．2 实验参数设计

2．3 实验结果与分析

2．3．1 卷烟燃烧含芳香环化合物生成特性

2．3．2 卷烟燃烧二氧化碳与水生成特性

2．3．3 卷烟燃烧碳氢化合物生成特性

2．4 本章小结

第3章 卷烟燃烧颗粒物迁移特性实验研究

3．1 引言

3．2 实验设计

3．2．1 纳米量级颗粒物监测实验方法

3．2．2 微米量级颗粒物监测实验方法

3．3 卷烟燃烧纳米量级颗粒物在建筑室内的迁移特性

3．3．1 纳米量级颗粒物在迁移过程中的粒谱分布

3．3．2 纳米量级颗粒物在迁移过程中的累计浓度分布

3．3．3 纳米量级颗粒物在迁移过程中的衰减特性

3．4 卷烟燃烧微米量级颗粒物在建筑室内的迁移特性

3．4．1 微米量级颗粒物在迁移过程中的浓度分布

3．4．2 微米量级颗粒物在迁移过程中的衰减特性

3．4．3 监测时间与烟量大小对颗粒物浓度的影响

3．5 本章小结

第4章 卷烟燃烧产物对室内空气质量影响评价模型研究

4．1 引言

4．2 卷烟燃烧对室内颗粒物浓度影响的模糊逻辑预测模型

4．2．1 输入输出的确定

4．2．2 隶属函数与推理规则的制定

4．2．3 模型结果分析

4．3 卷烟燃烧产物对室内空气质量的综合影响评价

4．3．1 卷烟标志性燃烧产物种类的确定

4．3．2 卷烟燃烧产物危害性指数及毒性指数的确立

4．3．3 卷烟燃烧对室内空气质量影响的评价方法

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 论文主要结论

5．2 论文创新点

5．3 进一步工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果