干建材中挥发性有机物散发关键参数测试方法及影响因素研究进展

家具和装修建材是室内挥发性有机物(VOC)的主要污染源,会造成室内空气质量低劣,对人体健康、室内舒适性和工作效率产生严重影响.研究干建材VOC散发特性对控制室内污染物浓度、提高空气品质具有重要意义.干建材中VOC的散发过程可分为:VOC在干建材内部的扩散传质过程和干建材表面的对流传质过程.从传质理论的角度来看,干建材VOC的散发特性可由3个关键参数表征,即初始可散发浓度Cm,0、干建材内VOC的扩散系数Dm和分离系数K.简要总结了干建材VOC散发关键参数经典测试方法(如流化床脱附法、常温萃取法、湿杯法及双舱法等),并分析了各方法的局限性,其中详细介绍了直流舱浓度轨迹法(直流舱C-history法).详细介绍并评价了循环密闭/通风散发法与连续升温-多气固比(CTR-VVL)法.总结了采用不同测试方法(直流舱C-history法、CTR-VVL法、多次散发回归法等)所测得的干建材VOC散发关键参数的实验数据.总结了不同关键参数受温度、湿度影响的理论模型,并对比分析了前人数据与不同模型的拟合结果.最后,还分析了干建材VOC散发研究方面存在的不足及进一步研究的相关建议.     

人造板材甲醛释放参数及温度的影响

采用1 m3的小型环境模拟舱,测试不同温度下胶合板、密度板、复合地板和细木工板中甲醛释放规律。利用不同温度下板材在密闭环境舱散发过程和平衡状态质量浓度,求解影响板材释放特性的关键释放参数即甲醛可散发初始质量浓度ρm,0、扩散系数Dm和分配系数K;讨论释放参数与温度的关系,并推导计算关联式。研究结果表明:甲醛质量浓度在初始时刻(0~3 h)均迅速增大,随后速度慢慢减小,最后趋于恒定值;温度升高会促进板材内甲醛释放,温度每升高5℃,甲醛释放量会增加10%~30%;通过预测30℃下4种板材的甲醛释放参数,预测结果与实验测试结果较吻合。     

基于PCA-OS-ELM的大气PM2.5浓度预测

为了提高细颗粒物PM_2.5浓度预测精度,提出一种主元成分分析与在线序列极限学习机相结合（PCA-OS-ELM）的PM_2.5浓度预测方法. 首先,通过主成分分析方法（PCA）提取高维大气数据中影响空气质量的关键变量,并去除不必要的冗余变量;其次,利用提取的关键变量建立在线序列极限学习机（OS-ELM）网络预测模型,将批处理和逐次迭代相结合,不断更新训练数据和网络参数实现大气PM_2.5浓度快速预测.研究结果表明,PCA-OS-ELM预测方法采用不同批次训练数据更新模型的方式,能够快速实现大气PM_2.5浓度预测,证明了该方法的有效性.与其他方法相比,该方法预测误差小,预测精度高,具有更好的实用价值.      

儿童乘员车内滞留热伤害研究

基于上海机动车检测中心和同济大学儿童乘员车内安全联合项目.为了研究儿童乘员在乘用车和校车车内可能受到的热伤害,通过车内温度试验,得到了不同环境温度下乘用车和校车车内温度变化数据,研究了打开车窗、车身颜色、内饰颜色对乘用车车内温度变化的影响.     

矿用胶带火灾燃烧特性预测模型

胶带火灾热释放率是矿井胶带火灾危险性大小的重要参数之一,准确预测其大小对胶带火灾预防具有重要意义.采用锥形量热仪测试空白胶带和运煤胶带,得到热释放率、CO_2浓度、CO浓度及产烟率等燃烧参数,并分析了胶带的燃烧性能.结合实验数据,建立基于随机森林模型(RF)的胶带火灾热释放率的预测方法.为了验证随机森林方法的准确性和可靠性,计算平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分误差(MAPE)、根均方误差(RMSE)和确定系数(R~2).实验结果表明:从胶带燃烧测试实验可以看出空白胶带的点燃时间远小于运煤胶带的点燃时间,且根据胶带的热释放率、残余物质量和生成的CO_2浓度来看,相比空白胶带,运煤胶带并不利于燃烧.预测结果表明:随机森林模型的预测结果为MAE0.260 9 kW/m~2,MAPE0.007%,RMSE0.493 3,R~2=0.999 8,表明该模型具有较高的预测精度、较强的泛化能力和良好的鲁棒性,能准确地预测胶带的热释放率,在预测性能指标都达到了较好的效果.     

汽车内饰材料有机污染物检测实验室的建设

随着车内环境以及排放国家标准的出台,车内空气污染控制、检测与汽车内饰环保材料应用,成为整个汽车行业迫切需要解决的问题.该文以当前国家标准和德国企业行业的技术规范及标准需求为导向,结合车内主要的有机污染物来源,探讨如何建立一个进行汽车内饰材料有机污染物检测的实验室.     

湿度对汽车车内乙醛散发量影响作用的研究

以汽车车内空气质量为研究对象,总结了车内VOC的分析试验和管控方法,同时选取某车型,参照整车VOC试验方法(GB/T27630—2011)和行业内常用的零件、材料的VOC袋式试验方法,通过控制试验的湿度条件,行业内首次创新性研究了湿度对车内VOC中的管控难点物质——乙醛散发量的影响作用,明确了车内乙醛散发量受湿度影响的线性模型关系:随着湿度的增加,车内乙醛散发量大幅升高,并进一步证明了聚氨酯发泡材的水解是造成车内乙醛受湿度影响的主要原因。     

汽车转向盘中VOC的检测与分析

为了确定汽车转向盘中挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)释放的量,采用袋式方法研究了时间、温度、材料对VOC质量浓度的影响.结果表明:VOC质量浓度每7d下降约20%,VOC挥发量随温度升高而增加,使用水性材料及PC-ABS(polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene)等绿色环保材料可降低VOC质量浓度.汽车转向盘中所使用的化工胶水、油漆涂料、真皮、桃木、聚氨酯发泡材料等容易产生VOC,因而可以选用水性聚氨酯作为成膜物质,选择水性助剂和水性纤维树脂作原材料,替代或改善原有制品,可使VOC质量浓度达到主机厂标准.     

车内甲醛浓度及其动态分布数值仿真分析

针对高污染、高危害的甲醛在乘用车内通风条件下的动态分布特征及规律的研究相对缺乏，应用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）理论和Fluent软件建立车内甲醛浓度及其分布数值仿真模型，并验证其可靠性. 以温度、通风速率和通风模式因素为变量，基于车内空气流场分析，率先研究乘用车内甲醛质量浓度分布及其动态变化规律，首次系统地探讨温度、通风速率、通风模式对驾驶员和乘员呼吸关键点位甲醛质量浓度分布及其变化规律. 结果表明，温度对车内甲醛质量浓度影响显著；0.5 m/s和4.0 m/s通风速率下甲醛浓度由于涡旋流场而分别呈现“双曲线”和“驼峰”型分布特征. 关键点位驾驶员呼吸位置的甲醛浓度随通风速率增加而增加，当通风速率≤1.6 m/s时，增长速率为16.5%；当通风速率>1.6 m/s后，增长速率为3.6%；整车检测点的甲醛浓度随通风速率增加呈线性增长，增长率约为10.8%. 车内后排空间甲醛浓度高于前排空间.     

矿物对黑臭水体氮磷释放抑制及流场仿真模拟

利用片状闽东南麦饭石作为覆盖材料,对受污染底泥进行覆盖并研究其对氮磷缓释的影响,探究不同覆盖量与流速对底泥氮磷污染物的抑制效果.结果表明,当麦饭石的覆盖量达到8 kg·m^-2以上,流速不超过0.1 m·s^-1时,对底泥原位覆盖488 h后上覆水满足Ⅳ类水质标准.研究结果表明麦饭石对氮和磷的吸附过程分别符合Langmuir和Freundlich等温模型;吸附类型分别为单分子层化学吸附和多分子层物理吸附.最后根据污染物的扩散迁移规律建立一种流场-浓度场耦合模型,模型预测的氮磷释放量与实验数据的平均相对误差分别为0.235和0.010,表明该模型对氮磷释放的计算与预测是准确可靠的.     

Study on characteristics of double surface VOC emissions from dry flat-plate building materials

1 Introduction Indoor air quality plays an important role on human comfort, health and performance, since people spend 87% of their time indoors[1]. In recent years, buildings have become more and more airtight and have less fresh air intake for energy sa…     

用密闭小室测定建材VOC散发特性

建筑材料散发的有机挥发物(VOC)能影响室内空气品质,为研究建材VOC的散发情况,提出了一种测量建材VOC散发特性(初始VOC平均浓度、分离系数)和对流传质系数的方法.选取了几种常见建材(复合地板、大芯板、地板砖和地毯)的甲醛散发作为测试对象,在密闭不锈钢小室内测量建材的甲醛散发曲线,用穿孔萃取仪测量建材内甲醛的平均浓度,通过拟合测量结果可以得出建材的散发参数.测试方法和测量结果为建材的筛选和VOC散发性能评价提供了参考依据.     

驾驶行为对重型柴油车实际道路行驶排放测试的影响

为探究驾驶行为对重型柴油车实际行驶污染物排放的影响,利用车载便携式排放测试系统(PMES,portable emissions measurement system)对3辆车分别进行了平稳驾驶、正常驾驶和激烈驾驶共9次PEMS试验.对每辆车前后3次试验的市区、市郊、高速路段和总行程路段动力学参数v·apos[95]和比排放进行了计算,并利用动力学参数v·apos[95]对污染物排放特性影响进行了深入分析.结果表明:相较于平稳驾驶,正常驾驶和激烈驾驶行为下3辆车NOx比排放增加33.73％～621.10％,PN比排放增加21.26％～122.40％;同时CO比排放与车辆动力学参数v·apos[95]之间无明显影响关系,市郊、高速路段NOx比排放和PN比排放与车辆动力学参数v·apos[95]存在较强的相关性,可见其驾驶行为对车辆排放的影响不容忽视.     

烘焙和通风对室内VOC浓度分布的影响及预测

为了研究烘焙温度和通风量对室内建材散发挥发性有机化合物(VOC)以及室内VOC浓度分布的影响,对现有的VOC散发和传递模型进行了改进.引入温度对建材中VOC的传质系数的影响,并采用文献中的实验数据验证了该模型的正确性.应用该模型计算了建材内部和室内空气中VOC浓度变化.结果表明,换气次数的提高能够加强空气中VOC的稀释,烘焙温度的升高能够加强材料内VOC的传质速率,使VOC向外扩散速率加快,降低建材中剩余VOC的含量,从根源上解决VOC的长期散发问题.从理论上提出和验证了间歇通风烘焙方法是有效降低室内VOC浓度的措施.     

神经网络模型度量地形对实际行驶排放的影响

由于难以将行驶路线地形的影响从实际行驶排放(real driving emission,RDE)试验的其他试验边界的影响中独立出来,提出采用神经网络输入变量重要性算法以定量评估行驶路线地形试验边界对RDE试验的影响强度。以重庆地区RDE试验的37 256个数据窗口排放样本为基础,采用因子分析方法缩减数据并消除试验边界之间的信息重叠,建立神经网络模型预测污染物排放,并计算输入变量相对重要性占比。结果表明,行驶路线地形试验边界在二氧化碳(CO₂)排放中起主导作用,它的相对重要性远大于行程动力学试验边界。对于一氧化碳(CO)、颗粒数量(particle number,PN)、氮氧化物(NO_x)污染物排放,地形因素的影响力仍不可忽视,特别是在车辆高速行驶条件下,它对车辆行驶排放的影响与行程动力学因素大致相当。总体而言,在现有排放标准体系中,行驶路线地形试验边界对RDE试验的影响被严重低估。     

行程动力学参数与污染物排放特性的相关性分析

为了探讨行程动力学参数v·apos[95]和RPA(relative positive acceleration)对轻型汽油车在实际行驶排放试验(RDE,real driving emission)中排放特性的影响,采用OBS-ONE便携式车载排放测试系统(PEMS,portable emission measure system)对3辆国Ⅵ轻型汽油车进行了平顺、正常和激烈3种驾驶行为的实际行驶排放试验,计算各路段的窗口行程动力学参数和法规规定的行程动力学参数,并与各污染物排放特性的相关性进行对比分析.结果表明:相比法规规定的行程动力学参数,窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与3辆车的CO、PN排放因子有更强的相关性,在市区、市郊和高速路段下的相关系数波动幅度分别下降25％ ～44％、38％ ～64％ 和73％ ～96％,且N O x排放因子只与窗口的RPA有较强的相关性.其结论是窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与污染物排放因子的相关性更加明显,能更好地反映不同驾驶行为下各污染物的排放水平.     

基于数据挖掘的太湖蓝藻生长水环境关键因子研究

为探究太湖水体富营养化演变机理,识别影响太湖富营养化及蓝藻生长的水环境关键因子,对2006—2018年太湖多源监测序列数据开展数据准备和数据清洗,采用K-means均值聚类方法获取离散的布尔型关联规则挖掘候选数据集,构建基于Apriori算法的太湖水环境关键因子关联规则挖掘模型,对影响太湖水体富营养化的水环境关键因子进行识别。结果表明:表征太湖富营养化程度的Chl-a质量浓度与TP质量浓度、NH₃-N质量浓度、pH和COD_Mn质量浓度均呈现不同强度的关联性,其中Chl-a质量浓度在0~18.36 mg/m³区间内与TP质量浓度在0~0.045 mg/L区间内关联性最强;从水环境治理角度看,若将太湖TP质量浓度控制在0.045 mg/L以下,则全湖Chl-a质量浓度小于18.36 mg/m³的概率最大,可以有效控制蓝藻数量总体处于较少状态,避免太湖蓝藻水华大规模暴发。     

Validating a dust production model by field experiment in Mu Us Desert, China

It is essential for validation and improvement of a dust production model to perform field observations on dust emissions. The dust production model (DPM model) consists of two physically explicit sub-models, namely saltation model [1, 2] (eq. (1)) and sandblasting model [3] (eqs. (2) and (3)). Fh is saltation flux, E is fraction of erodible surface, C is a dimensional constant, ρa is air density, g is gravitational acceleration, U* is the wind friction velocity, Ut*(Dp) is threshold frict…     

Estimation of emissions from field burning of crop straw in China

Emissions resulting from crop straw field burning in China, which have caused serious environmental problems in China, are estimated in this paper. From the county-level data of crop production in 2000-2003 from the government statistics, taking into account the ratio of residue and grain, the total amount of crop straw production is estimated to be about 600 Tg per year, 76% of which are rice, wheat and corn straw. With reference to the data of living standards, the percentage of crop straw burnt in fields for counties are obtained and consequently the total amount of burnt straws is approximately 140 Tg/year. With the emission factors from literature and experiments, appropriate emission factors have been obtained. The total amounts of PM, SO2, NOx3, NH3, CH4, BC, OC, VOC, CO, CO2 emissions from field burning of crop straw in China are estimated. All emissions are presented at county level. Some pollutants, such as BC, VOC, OC, CO and CO2, are contributing a major portion to the total emissions of China. This paper uses a map with resolution of 0.2°×0.2°to present the PM emissions distribution from crop straw burnt in 2003. The results show a significant regional unevenness of emissions, with larger amounts of pollutions coming from the provinces in eastern and northeast China. The regions with higher emissions per unit area are located as a belt stretching from northeast China to eastern China.     

汽车发动机舱散热性能实验及数值研究

针对后置式汽车发动机舱过热问题,以某混合动力汽车为研究对象,运用3D/1D数值耦合方法,建立了发动机舱散热系统的耦合计算数值模型.通过耦合数值计算,对不同环境温度和车速条件下的机舱发动机部件表面对流换热系数、机舱空间流量系数进行了研究,总结了对流换热系数、流量系数的一般性规律,并拟合了相应的经验关系式,为发动机冷却系统一维模型以及发动机舱的设计研究提供了参数依据和理论基础.同时通过对机舱热流场分析,发现不同的机舱布置形式下,对流换热系数和机舱流场有明显影响.