微生物气溶胶在纤维滤料上过滤和繁殖规律的研究

摘要

现代社会中,多数人90％的时间是在室内度过的,因此室内空气品质成为影响人类健康安全的重要因素。近年来频繁爆发的室内空气污染问题日趋严重,更重要的是一些呼吸道疾病的室内传播大大影响了人们的身体健康,也严重威胁人民的正常生活。因此造成室内空气污染、流行病传播的室内空气微生物污染问题已经成为人们关注的热点。以过滤为主的空气微生物去除和防护技术的研究则显得尤为重要。　　 本研究首先从理论入手,借助物理气溶胶过滤的理论计算模型,结合空气微生物气溶胶的特性,进行合理省略和修正,建立纤维滤料对空气中微生物过滤的模型。另外,采用适用于模拟微生物繁殖规律的Gompertz模型对滤料上拦截下的微生物繁殖进行分析,并且将模型中的数学概念转换成生物学参数,更加直观地评价微生物繁殖的特点。过搭建空气微生物过滤实验台,采用微生物实验的方法检测不同滤料对于不同微生物气溶胶的过滤效率,并与滤料过滤普通固体颗粒物的效率进行对比。结果表明,测试中涉及到的四种微生物的过滤效率要高于等动力学粒径的普通固体颗粒物的理论计算过滤效率,因此在一般情况下,高效过滤器对微生物具有很好的过滤防护的作用。此外还通过实验模拟了过滤器滤料在不同颗粒物富集量下,收集拦截下的微生物在过滤器上的繁殖生长情况,通过借助修正后的Gompertz模型分析不同情况下所测试微生物,即黑曲霉,在滤料上繁殖的各项指标变化。此外,本课题还测试研究了微生物在滤料上生长繁殖时所释放出来的可挥发性有机物(VOC),结果表明,实验使用的真菌黑曲霉在滤料上繁殖会释放出生物可挥发性有机物(MVOC),同时释放量也与黑曲霉数量有一定关系,这种释放会对室内空气品质和室内人员健康造成潜在威胁。基于微生物在滤料上的繁殖以及释放可挥发性有机物的特点,仅仅依靠空气过滤是不能达到空气微生物长期防护的最终目的的,应当在修正微生物过滤评价体系的同时,采取进一步的微生物防护措施,例如新型的过滤杀菌技术等。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 微生物气溶胶简介

1.1.2 微生物气溶胶对人体健康的影响

1.2 微生物气溶胶污染控制的主要方法

1.3 微生物气溶胶在高效过滤器上拦截和繁殖规律的国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 课题研究的内容及意义

1.4.1 课题研究的内容

1.4.2 课题研究的意义

第二章 微生物气溶胶过滤及微生物繁殖模型的建立

2.1 纤维滤料对微生物气溶胶过滤模型的建立

2.1.1 空气过滤材料单纤维过滤效率

2.1.2 纤维总效率的计算

2.1.3 滤料对微生物气溶胶过滤模型的建立

2.2 滤料上微生物繁殖模型的建立

第三章 实验系统及实验方法

3.1 微生物过滤效率实验

3.1.1 实验系统简介

3.1.2 实验材料

3.1.3 实验方法

3.2 微生物滤料繁殖规律实验

3.2.1 滤料上颗粒物颗粒物富集实验

3.2.2 滤料上微生物繁殖实验

第四章 实验数据分析

4.1 纤维滤料对微生物气溶胶过滤的实验分析

4.1.1 微生物气溶胶粒径分布

4.1.2 微生物气溶胶过滤效率测试

4.1.3 微生物过滤效率与滤速之间的关系

4.2 滤料上微生物繁殖的实验分析

4.2.1 滤料颗粒物富集实验结果

4.2.2 滤料上微生物繁殖实验

4.2.3 微生物繁殖过程产生MVOC的实验测试结果

4.3 滤料上微生物过滤及繁殖的误差分析

4.3.1 微生物气溶胶稳定性误差

4.3.2 Andersen采样器采样误差

4.3.3 平板计数误差

4.3.4 采样值的95％置信度分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢