目前,生物气溶胶日益引起学术领域的关注,部分学者已对生物过滤塔排放的生物气溶胶进行了研究。然而,相关研究中生物过滤塔运行参数对生物气溶胶排放特性的影响却鲜有报道。另外,生物过滤塔排放生物气溶胶时,悬浮颗粒等非生物颗粒物的排放特性也未被充分研究。本研究以处理甲苯气体的生物过滤塔作为实验装置,对其排放的生物气溶胶和颗粒物进行了研究。实验中,进口甲苯浓度为160-650 mg m-3,气流速度为0.2-0.8 m3 h-1,空床停留时间和负荷率分别为6.75-27 s和86.6 g m-3h-1。不同操作条件下生物气溶胶(包括细菌和真菌)和悬浮颗粒(主要是非生物颗粒)的不同排放特性、生物气溶胶与悬浮颗粒物的排放浓度关系以及不同操作条件下生物气溶胶的健康风险在本文中被系统讨论。
文章亮点:
(1)分析了生物过滤塔排放的生物气溶胶和悬浮颗粒物的排放特性及其在在不同气速、不同温度和不同湿度三个因素下的潜在健康风险。
(2)研究了不同操作条件下生物气溶胶(包括细菌和真菌)和悬浮颗粒(主要是非生物颗粒)的排放特性以及生物气溶胶与悬浮颗粒物的排放浓度关系。
(3)评估了生物过滤塔排放的生物气溶胶通过数学模型(呼吸道吸入模型和皮肤接触模型)模拟计算得出的平均暴露剂量的健康风险。
文章结论:
结果表明,生物过滤塔排放的生物气溶胶浓度远高于60 CFU m-3的环境背景浓度。在不同气速下,增大气体流速会促进微生物从载体上脱落。在不同温度下,细菌气溶胶浓的在50℃时达到最大值(223 CFU m-3),真菌气溶胶浓度在高于25 ℃后降低。在不同床层含水率下,细菌气溶胶最大浓度(349 CFU m-3)在床层含水率为70%时达到,真菌气溶胶最大浓度(267 CFU m-3)在床层含水率为40%时达到。
实验中,细颗粒排放浓度明显高于粗颗粒排放浓度,总颗粒浓度主要取决于细颗粒浓度。较高的气体流速、较低的温度和较高的湿度均有利于细微颗粒的排放。相较于细颗粒,粗颗粒在不同操作条件下的浓度和粒度分布变化不明显。此外,生物过滤塔中的生物气溶胶和总悬浮颗粒物的特性具有相关性:生物过滤塔是生物气溶胶的排放源,同时对悬浮颗粒物具有滤过作用。