基于呼吸实境模拟的口罩防护效果影响因素研究

摘要

大气颗粒物污染严重影响人群健康.佩戴口罩是较为普遍的个体日常防护措施,其实际防护效果受到诸多环境因素和人为因素的影响.通过模拟人体呼吸实境,研究了锥形静电棉层口罩(A)和折叠型纱布口罩(B)在实际大气环境中的颗粒物过滤效率,分析了颗粒物粒径、大气环境PM2.5质量浓度、呼气相对湿度等因素对口罩过滤效率的影响.结果表明,对于0.3、0.5、1.0、2.5、5.0和10μm的颗粒物,A类口罩的过滤效率均值分别为73.4％、80.9％、83.5％、84.6％、86.5％和87.7％,B类口罩的过滤效率均值分别为70.3％、77.1％、79.9％、82.0％、85.2％和85.9％.颗粒物粒径对A、B两类口罩的过滤效率具有极为显著的影响(A:χ2=223.543,P=2.588×10-46;B:χ2=214.396,P=2.356×10-44).在该研究粒径范围(0.3-10μm)内,口罩的颗粒物过滤效率呈现随颗粒物粒径增大而升高的趋势.A、B两类口罩对0.3μm颗粒物的过滤效率均与环境PM2.5质量浓度呈显著负相关(A:r=-8.710×10-1,P=2.320×10-5;B:r=-9.110×10-1,P=2.400×10-6),且B类口罩的降幅高于A类口罩.A、B两类口罩对6个粒径颗粒物的过滤效率与人体呼气相对湿度之间均不存在显著的相关关系.实验结果突显了在实际环境下针对口罩防护效果进行实验的必要性和重要性,可为后续健康风险评估等相关研究提供科学参考.