Ανίχνευση πηγών αιωρούμενων σωματιδίων στον αέρα εσωτερικών χώρων

Abstract

Several studies underline the role of good indoor air quality since an average person spends more than 80% of the day in an indoor environment. Particulate matter (PM) is a major pollutant and their connection with adverse health effects attracts the scientific interest. The present study aimed at identifying the sources (or the groups of sources) of particulate matter (PM) and estimating their contribution to measured concentrations in an indoor environment. For the purpose of the study measurements of particles size distribution in the size range of 0.23-20μm were conducted in a real-scale chamber room (volume 18m³). A data base with the profiles of 25 indoor sources as well as the emission and deposition rates was created. Additionally measurements of particles mass and number concentration in the same size range were conducted in real indoor environments offices and a house. Afterwards a receptor model (Positive Matrix Factorization) was applied on the experimental data for the source apportionment study in a working and a residential environment. Furthermore the sensitivity of several parameters on the model output was examined.

Ο σύγχρονος τρόπος ζωής έχει οδηγήσει τον άνθρωπο στην κατανάλωση περισσοτέρου από το 80% του χρόνου του σε εσωτερικούς χώρους. Ένας από τους πιο σημαντικούς ρύπους είναι τα αιωρούμενα σωματίδια και η σύνδεση της ανθρώπινης έκθεσης σε αυτά με επιπτώσεις στην υγεία απασχολεί ιδιαίτερα την επιστημονική κοινότητα. Ο στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανίχνευση πηγών ή ομάδων πηγών αιωρούμενων σωματιδίων (particulate matter ΡΜ) και η εκτίμηση των συνεισφορών τους στις συγκεντρώσεις στον αέρα εσωτερικών χώρων. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις κατανομής μεγέθους σωματιδίων (στο εύρος διαμέτρου 0.23-20μm) σε απομονωμένο περιβάλλον (θάλαμος δοκίμων όγκου 18m³) και δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων με τα προφίλ 25 πηγών σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους. Επίσης εξετάστηκαν ο ρυθμός εκπομπής και ο ρυθμός εναπόθεσης των σωματιδίων για κάθε πηγή. Παράλληλα πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις συγκέντρωσης (αριθμού και μάζας) σωματιδίων και κατανομής τους στο ίδιο φάσμα μεγέθους σε πραγματικούς χώρους γραφείων και κατοικίας. Στα αποτελέσματα των μετρήσεων εφαρμόστηκε μοντέλο αποδέκτη (receptor model) με την μέθοδο Positive Matrix Factorization με σκοπό την εκτίμηση των συνεισφορών των πηγών σωματιδίων στις παρατηρούμενες συγκεντρώσεις των τελευταίων σε πραγματικούς χώρους γραφείων και κατοικίας. Παράλληλα εξετάστηκαν οι παράγοντες που βελτιστοποιούν το αποτέλεσμα της εφαρμογής του μοντέλου.