玻璃纤维及活性炭对室内空气中邻苯二甲酸酯的净化机理与多相模型研究

China has the largest yield and consumption of phthalate esters (PAEs) in the world. Indoor environments in China are now confronting with severe PAEs pollution. PAEs can be adsorbed onto multiple indoor compartments, including walls, airborne particles and settled dust because their low volatility. Human beings' exposure to PAEs would lead to severe health risks, such as neurotoxicity, reproductive toxicity and carcinogenic effects. Air filtration is a crucial and effective approach to purify indoor air. The most commonly-used filter materials include fiber glass and activated carbon. However, the filtration mechanisms of PAEs by commonly-used filter materials keep unknown. In addition, the influence of the kinetic partition process of multi-phase PAEs on the filtration is unclear. As a consequence, this project aims to study the filtration mechanism and multi-phase filtration model of PAEs in indoor air by fiber glass and activated carbon. The research contents are listed as follows. 1. Measure the filtration effect of gas-phase PAEs by fiber glass and activated carbon; 2. Investigate the filtration mechanism of gas-phase PAEs by fiber glass and activated carbon. 3. Explore the influence of kinetic partition process between air and filtered particles of PAEs on filtration effect; 4. Develop indoor multi-phase filtration model of PAEs. The research will be the important foundation to explore effective approaches to filter indoor PAEs. Meanwhile, it will replenish the indoor dynamic transportation model of PAEs, under which circumstances indoor PAEs concentrations can be accurately predicted.

我国的邻苯二甲酸酯（PAEs）产量及消费量位居世界第一，室内环境面临着严峻的PAEs污染问题。PAEs挥发性弱，易被各类室内材料吸附，包括墙壁、颗粒物及积尘。人体对PAEs的暴露会导致神经毒性、生殖毒性及致癌效应等健康危害。过滤是净化室内空气的重要手段，最为常用的过滤材料包括玻璃纤维及活性炭。然而常用滤料对PAEs的净化机理尚不明确；PAEs相间动态分配过程对过滤的影响也不清楚。因此，本课题拟针对玻璃纤维及活性炭对室内空气中PAEs的净化机理与多相模型展开研究。研究包括：1、测试玻璃纤维及活性炭对气相PAEs的净化性能；2、理论分析玻璃纤维及活性炭对气相PAEs的净化原理；3、探究PAEs在空气和滤网载尘间相间动态分配过程对过滤的影响；4、建立室内多相PAEs净化模型。研究成果可为发展有效的室内PAEs去除手段提供理论基础；同时提供完整的室内PAEs传输模型以准确预测室内PAEs浓度水平。

我们按照项目计划书的相关内容要求，圆满完成了如下研究工作：.（1）根据ASHRAE Standard145.1-2008及ISO10121-1-2014中滤材过滤效率的测试方法，考虑邻苯二甲酸酯（PAE）的物理化学特点及在室内环境中的污染特征，开发了可控环境参数下玻璃纤维及活性炭过滤材料对气相PAE净化性能测试方案，并搭建了气相PAE过滤性能测试系统，为关于空气净化材料对PAE过滤性能的研究提供了可行的实验方案。.（2）测定了典型室内环境下玻璃纤维过滤材料对几种室内常见PAE（即DEP、DiBP和DEHP）气相形式的过滤性能。综合使用PAE散发材料及PAE溶液源，在本研究开发的测试系统中关于玻璃纤维过滤材料对典型室内污染水平下气相PAE的一次过滤通过效率进行测定，结果表明玻璃纤维过滤材料可明显降低DiBP和DEHP的气相浓度水平，平均一次通过效率分别为17.40%和23.56%。这一测试结果为探究家用净化装置对室内PAE浓度的影响提供了数据基础。.（3）纳入玻璃纤维过滤材料对室内气相、颗粒相PAE浓度的净化效应，建立了完整的室内多相PAE传输模型。并利用该模型对不同的通风净化方法对室内多相PAE浓度的影响及其健康效应进行了分析。该模型可为发展有效的室内多相PAE去除手段提供理论基础和评价方法。.本项目通过实验和理论手段，全面研究了常见过滤材料对PAE的过滤性能，建立模型，分析了载有相应滤材的家用净化装置的使用对室内多相PAE浓度的影响，为室内多相PAE污染控制的研究奠定了理论及应用基础，为控制效果提供了面向工程的评价方法。.本项目获得了一系列高质量的研究成果，依托本项目已在建筑技术及环境科学领域著名SCI期刊发表论文4篇，发表期刊包括Building and Environment, Environmental Science & Technology等相关领域国际知名期刊，研究成果得到国内外同行的好评和正面引用；发展模型注册软件注册权一项，已在商业地产项目中进行了初步应用，收到了良好的应用效果。