车内PM2.5污染测试研究——基于城区调查数据分析

车内PM2.5污染测试研究
——
—基于城区调查数据分析
谢欣颖（重庆大学，重庆400030）
【摘要】近些年来我国各地持续出现雾霾所引起的大雾天气，逐渐开始受到社会的广泛关注，作为雾霾其中主要的污染物PM2.5，其是指在空气环境当中粒径小于2.5μm的颗粒物，可作为多种常见病毒的载体，人体不经意当中就很容易吸入，从而引发一系列的病症，因此本文将通过研究检测车内PM2.5质量浓度，，得知良好的空气净化装置可以有效改善车内空气质量。

【关键词】车内PM2.5；污染测试数据分析
【中图分类号】X51【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2020）04-0024-02
1调查问卷
1.1调查背景
据统计重庆全市机汽车驾驶人员达到了591.6万人,2019年城区内通过使用汽车方式出行的人数为300余万人,乘坐出租出行62万人,其中主城区内私人汽车占总机动车的75.3%。

为了进一步了解重庆城区内居民对车内PM2.5危害知识的了解掌握情况,因此在网上提供了在线问卷调查活动[1],从2019年5月到2019年11月共收到相关答卷152份。

1.2问卷调查结果分析
在问卷调查活动当中男性人员占比61.1%,女性占比38.9%,其年龄在23~42之间的答题者占58.2%,本科学历及
以上学历86.4%,本次的调查结果相对于2012年的统计调查有着不小的增长。

随着重庆市区的不断扩大,人们的出行也越来越频繁,因此结合实际本次的调查统计是成功且合理的。

通过调查数据发现密切关注车内污染的调查者占比91.31%,61.21%的人对日常车内的空气质量不太满意。

被调查
者中有56.3%的人认为颗粒物是主要的空气污染物,65.4%的人认为车内PM2.5的质量浓度与通风方式有着密切的联系[2]。

2实验材料以及方法
2.1实验材料
美国3M ENM-3型光散射式粉尘仪以及实验测试车辆。

2.2实验阶段
2.2.1准备开始阶段
实验测试开始前,首先将车内表面覆盖的材料去除,并将PM2.5测试装置安放在车内,以来实时检测车内PM2.5的质量浓
度,在实验进行阶段要保证车内的湿度以及温度达到一个合适的数值,并通过使用烟雾制造器制造出1500±150μg/m3的环境[3]。

2.2.2静车密闭模式
实验人员携带PM2.5检测仪进入主驾驶室,要保证实现完全密闭的模型,记作车内PM2.5起始质量浓度数值P0,接下来保证汽车处于未被发动的状态,并将测试仪保持控制在驾乘实验人员呼吸的口鼻处,每间隔1min进行一次对PM2.5数据的记录,共记录10次分别记作P1、P2 (10)
2.2.3怠速内循环密闭模式
静车密闭模式结束后,记录车内PM2.5的质量浓度数值为K0,接下来进行发动汽车的同时,打开车内空调处于内循环的工作状态,每隔1min进行一次对PM2.5数据的记录,共记录10次分别记作K1、K2 (10)
2.2.4怠速外循环密闭模式
怠速内循环密闭模式结束后,将车内空调内循环模式切换至外循环模式,此时记录下车内PM2.5质量浓度数值为S0,实验车辆接下来便将进入到怠速外循环模式,每隔1min进行一次对PM2.5数据的记录,共记录10次分别记作S1、S2 (10)
2.2.5怠速内循环去除模式
怠速外循环密闭模式结束后,将车内空调的外循环模式关闭并切换为内循环模式、确保车辆进入怠速内循环去除模式,记录下车内PM2.5质量浓度数值B0,实验车辆接下来便将进入到怠速内循环去除模式,每隔1min进行一次对PM2.5数据的记录,共记录10次分别记作B1、B2 (10)
2.3实验评价
2.3.1实验车辆密闭性
车辆在未发动点火状态下每隔1min进行一次PM2.5浓度数据的记录,并根据10次分别所记录的数据绘制出一个完整的线形图方便分析评价。

2.3.2空调内尧外循环模式空气净化效率
在怠速外循环密闭模式进行的过程当中,S5-S0之差的正值则为在此阶段第五分钟时PM2.5的缩减值,S5除以S0再乘以100%便可以得出实验车辆外循环的净化率。

S外=S5-S0/S0×100%
在怠速内循环密闭模式进行的过程当中,B5-B0之差的正值则为在此阶段第五分钟时PM2.5的缩减值,B5除以B0再乘以100%便可以得出实验车辆外循环的净化率。

B外=B5-B0/B0×100%
3实验数据的分析和讨论
3.1车内PM2.5质量浓度的测试数据分析
通过绘制出五辆不同车型车辆的实验数据可以发现,实验车A、E辆车配备了净化器,实验B车配备了花粉过滤器,但是在怠速内外循环均去除模式下,实验A、E辆相对于其它车可以有效减小车外空气中PM2.5颗粒的进入,在怠速内循环模式去除的条件下A、E两车内的PM2.5质量浓度甚至小于20μg/m3。

3.2车内PM2.5浓度影响因素
3.2.1驾驶环境的影响
车内的PM2.5浓度数值在不同的驾驶地点呈现出来不同
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的数值,当车辆在开启外循环通风模式的前提下,在隧道行驶的过程中,车内的PM2.5数值和车辆在市区公路上行驶的数值差可达到3倍数以上。

由于隧道自身结构的问题,难以进行良好的通风,日积月累车辆轮胎所摩擦制造出来的粗制颗粒物便会越来越多,因此会给车辆行驶带来极大的安全隐患。

虽然目前对于隧道颗粒物的过滤没有一个完美的解决方案,但是在隧道行驶的过程当中通过利用空调内循环模式可以最大限度上减少空气污染物的吸入。

3.2.2车内温度以及湿度对其的影响
夏季车内的PM2.5浓度为33μg/m3,冬季大约是夏季时期PM2.5数值的五倍为183μg/m3。

在冬季车内PM2.5数值和空气
温度呈正相关的关系,并且车内温度在18℃~22℃之间发现,车内PM2.5浓度大于50μg/m3的测试值占比为11.83%。

通过观察散点图,发现夏季车内PM2.5的高质量浓度检测值,主要集中在29℃左右,占所有测试值的比例较大,为29.31%。

在29℃前和后PM2.5质量浓度与大气温度呈现两个相反的趋势。

空气相对湿度与车内PM2.5质量浓度为正相关关系,冬季的最大湿度是62.1%,最小湿度为13.5%。

冬季车内的空气相对湿度主要在60%左右时,车内的PM2.5质量浓度超过100μg/m3的测试值占比13.21%。

重庆夏季空气的相对湿度较高,在该次测试实验的数值当中,相对湿度最高为82.2%,最低为48%,当车内湿度处于70%~80%时,有57.58%的PM2.5测试数值超过40μg/m3。

3.2.3通风方式的影响
即使在不同季节当中,内循环通风模式车内的PM2.5质量浓度数值都是最低的,并可以保证PM2.5的数值变得十分稳定。

但是长时间使用内循环通风会导致车内二氧化碳的含量大幅度提升,当CO2含量超过5%时,便可导致车内人员窒息身亡,因此无法确保自身驾车安全。

因此长期行驶在污染环境区域的车辆,应经常对汽车空调过滤网进行清洗或是更换工作。

3.2.4抽烟的影响
车内吸烟会使得车内的细小颗粒物数目暴涨,通过打开内、外循环均可以令车内的PM2.5数值得以下降,虽然内循环可以很大程度上的减少车内颗粒物的存在,但是车内的空气质量却不会得到改善,车内人员还会出现一定的不适感。

若长时间进行开窗通风,就会比较受到外界空气的影响,所以建议驾驶人员不在车内吸烟。

4结语
观察实验结果可以发现,使用性能良好的车内空气净化器可以有效降低车内PM2.5的质量浓度,并可知当汽车在开启内循环时净化效率要明显得高于外循环。

通过分析得出以季节、通风方式和道路类型为控制变量的分析方式能很好的反映车内PM2.5质量浓度的变动,可为城区机动车内空气污染调查和评价提供参考意义。

参考文献
[1]舒伟,余锡孟,李炳峰,等.轿车车内空气污染现状及控制[J].环境研
究与监测,2018,31(3):49-51.
[2]彭勃闻.汽车内空气污染常见类型与影响[J].内蒙古科技与经济, 2016(17):43,45.
[3]夏捷.车内空气污染预防及治理研究[J].汽车与配件,2016(2):72-73.
收稿日期：2020-03-14
作者简介：谢欣颖(1995-),女,汉族,重庆人,硕士研究生,主要从事空气质量健康与空气污染防治工作。

为输气管大部分材质为PE材质的,受外界因素温度的影响,热胀冷缩现象严重,塑料管极易出现断裂的现象,因此必须要定期对管道进行维护维修处理工作,如果发现其断裂的现象,要及时更换,确保管道的正常使用;③对闸阀进行仔细的检测,阀门的阀心非常容易掉落从而导致输气管堵塞现象。

如果是这种情况的话,相关施工人员就要对其进行拆卸处理,并规范地取出阀心。

2.4沼气压力表常见故障排除
在实际的沼气工程中,针对沼气压力表的故障有以下几点故障需要排除:①对于指示针无法有效归零的现象,相关管理人员可以选择将表盖打开,要把对应的指示针重新调整归零位,如果依旧不能正常工作,就必须要对压力表进行更换;
②针对于压力表漏气现象,由于压力表的金属盒损坏导致的,例如使用时间过长造成压力表的表面锈蚀穿孔等,需要及时更换压力表;③针对于低液柱式压力表来说,其表内的刻度没有变化,也就是说在液面上升后压力表的刻度不会发生变化,针对这个故障,相关管理人员必须要对该压力表重新加相应的液体,有效排出内部的空气,保证最终的液面与相应刻度保持一致。

2.5沼气脱硫器常见故障排除
对于沼气脱硫器的故障主要有四个重点问题需要解决:①对于干式脱硫法在装脱硫剂时避免将脱硫剂机械压实,增
大脱硫器的阻力,减小沼气与脱硫剂的接触面积,影响脱硫效果;②需要定期检查脱硫剂的使用情况,如脱硫剂变黑,需要及时更换或再生脱硫剂,避免造成脱硫效果下降而影响沼气的使用效果;③更换脱硫剂时应注意安全,使用后的脱硫剂与空气接触是放热过程,温度会升高,甚至会烧坏脱硫器,所以避免使用后的脱硫剂与空气在密闭空间长时间接触;④脱硫器一定要做好密封,不能有空气进入。

3结语
综上所述,随着大中型沼气工程规模的逐渐增大,相关企业以及管理人员一定要重视沼气工程运行中的一系列故障,还是得对故障进行检测分析,从故障的根源下手,采取相应的解决措施确保从根本上解决这些故障,保证大中型沼气工程运行稳定,提高产气率及安全运行。

参考文献
[1]黄水英.大中型沼气工程安全管理问题及对策分析[J].农家参谋, 2019(15):121.
[2]唐甜,陈利洪,韩逸采,等.苏北地区大中型农业废弃物沼气工程比
较:以金东台模式和马庄模式为例[J].农业工程,2019,9(7):37-41. [3]梁弋雯.大中型沼气工程综合效益评价及优化建议[D].南昌:江西农
业大学,2019.
收稿日期：2020-03-12
作者简介：曹帅(1976-),男,汉族,黑龙江大庆人,工程师,本科,主要从事环保工程设计、施工工作。

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