微生物气溶胶静电收集技术研究
发布时间：2023-03-18 23:06
微生物气溶胶是指悬浮于空气中的微生物所形成的胶体体系,包括病毒、细菌、真菌以及它们的副产物等,易沉着在人体的呼吸道系统,造成过敏、感染、哮喘、肺炎等疾病,也常导致传染病的发生。利用微生物气溶胶采样器对空气中的微生物浓度进行量化和检测,可确定其来源,进行有效的监测,制定相应控制措施。与传统的采样方法如撞击法、冲击法相比较,利用静电力将微生物气溶胶收集到介质上时速度小,能够更好地保持微生物形态和生物活性,且收集效率高,是新型有效的微生物气溶胶采样技术。本文利用电子低压冲击仪ELPI (Electrical Low Pressure Impactor)对微生物气溶胶的粒径分布、带电量情况进行检测,对其在静电场中的动力学进行探讨分析。自主研制便携式静电收集装置,考察了影响微生物气溶胶静电收集的主要因素,为开发新型微生物静电采样装置提供理论基础。通过对微生物气溶胶在电场中的动力学分析可知,电迁移率是影响微生物气溶胶在静电场中运动状态的主要因素,与气溶胶的带电量及粒径有关。实验结果显示,大肠杆菌气溶胶粒径范围在0.028-4.01 μm,呈正电特性,平均带电量为0-23 e,其中79%的可培养大肠...
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
论文符号清单
第1章 绪论
1.1 微生物气溶胶分类及来源
1.2 微生物气溶胶对人体健康的影响
1.2.1 微生物气溶胶的粒径与危害
1.2.2 室内环境中微生物气溶胶浓度及对健康的影响
1.3 常见的微生物气溶胶采样技术
1.3.1 重力采样法
1.3.2 惯性采样法
1.3.3 过滤法
1.4 微生物气溶胶静电采样技术
1.5 本论文的研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 微生物的培养和分析
2.1.1 实验菌株
2.1.2 微生物的培养和保存
2.1.3 微生物的可培养性分析
2.2 微生物气溶胶发生系统
2.3 微生物气溶胶静电收集分析系统
2.3.1 静电分级收集系统
2.3.2 数量分布及带电量分析系统
2.3.3 采样分析系统
2.3.4 PIV实验平台
2.3.5 臭氧检测系统
第3章 微生物气溶胶电迁移
3.1 微生物气溶胶的粒径分布
3.1.1 不同气溶胶的粒径分布
3.1.2 可培养微生物气溶胶粒径分布
3.2 微生物气溶胶的带电特性
3.3 微生物气溶胶空气动力学分析
3.3.1 重力和浮力
3.3.2 空气动力学阻力
3.3.3 静电场力
3.4 微生物气溶胶荷电模型
3.4.1 电场荷电模型
3.4.2 扩散荷电模型
3.4.3 电场荷电和扩散荷电的联合作用模型
3.5 气溶胶在电场中的运动情况
3.6 本章小结
第4章 微生物气溶胶静电分级收集
4.1 电迁移率对分级收集效率的影响
4.1.1 三种气溶胶的初始数量分布
4.1.2 三种气溶胶的带电量和电迁移率分布
4.1.3 静电场对三种气溶胶的分级收集效率
4.2 电极板收集长度对微生物气溶胶分级收集的影响
4.2.1 出口浓度变化和分级收集效率
4.2.2 未被收集的微生物气溶胶的带电量变化
4.3 收集电压对微生物气溶胶分级收集的影响
4.3.1 出口浓度变化和分级收集效率
4.3.2 未被收集的微生物气溶胶的带电量变化
4.4 线筒式收集装置对微生物气溶胶的分级收集
4.4.1 线筒式收集装置伏安特性曲线
4.4.2 正高压对分级收集效率的影响
4.4.3 负高压对分级收集效率的影响
4.5 本章小结
第5章 预荷电对微生物气溶胶静电收集的影响
5.1 电晕放电伏安特性
5.2 预荷电对微生物气溶胶带电量的影响
5.2.1 正电晕对带电量的影响
5.2.2 负电晕对带电量的影响
5.2.3 与气溶胶荷电理论模型相比较
5.3 微生物气溶胶电迁移率的变化
5.3.1 正电晕对电迁移率的影响
5.3.2 负电晕对电迁移率的影响
5.4 预荷电对微生物气溶胶静电分级收集效率的影响
5.4.1 正电晕对分级收集效率的影响
5.4.2 负电晕对分级收集效率的影响
5.5 微生物气溶胶静电分级收集效率模型探讨
5.5.1 比收集面积对分级收集效率的影响
5.5.2 电场强度对分级收集效率的影响
5.6 本章小结
第6章 微生物气溶胶静电采样
6.1 收集面积对静电采样的影响
6.1.1 收集面积对采样的影响
6.1.2 带电极性对静电采样的影响
6.2 电场强度对静电采样的影响
6.2.1 平行板电极伏安特性
6.2.2 各电场条件下臭氧浓度检测
6.2.3 电场强度对静电采样的影响
6.3 流量对微生物气溶胶静电采样的影响
6.4 采样介质对微生物气溶胶静电采样的影响
6.5 静电场对微生物活性的影响
6.6 预荷电对微生物气溶胶静电采样的影响
6.6.1 电晕放电能量密度与臭氧产生
6.6.2 正电晕对静电采样的影响
6.6.3 负电晕对静电采样的影响
6.7 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 本文的主要创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及在读期间的主要研究成果
本文编号：3764048
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
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致谢
摘要
Abstract
论文符号清单
第1章 绪论
1.1 微生物气溶胶分类及来源
1.2 微生物气溶胶对人体健康的影响
1.2.1 微生物气溶胶的粒径与危害
1.2.2 室内环境中微生物气溶胶浓度及对健康的影响
1.3 常见的微生物气溶胶采样技术
1.3.1 重力采样法
1.3.2 惯性采样法
1.3.3 过滤法
1.4 微生物气溶胶静电采样技术
1.5 本论文的研究意义和研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 微生物的培养和分析
2.1.1 实验菌株
2.1.2 微生物的培养和保存
2.1.3 微生物的可培养性分析
2.2 微生物气溶胶发生系统
2.3 微生物气溶胶静电收集分析系统
2.3.1 静电分级收集系统
2.3.2 数量分布及带电量分析系统
2.3.3 采样分析系统
2.3.4 PIV实验平台
2.3.5 臭氧检测系统
第3章 微生物气溶胶电迁移
3.1 微生物气溶胶的粒径分布
3.1.1 不同气溶胶的粒径分布
3.1.2 可培养微生物气溶胶粒径分布
3.2 微生物气溶胶的带电特性
3.3 微生物气溶胶空气动力学分析
3.3.1 重力和浮力
3.3.2 空气动力学阻力
3.3.3 静电场力
3.4 微生物气溶胶荷电模型
3.4.1 电场荷电模型
3.4.2 扩散荷电模型
3.4.3 电场荷电和扩散荷电的联合作用模型
3.5 气溶胶在电场中的运动情况
3.6 本章小结
第4章 微生物气溶胶静电分级收集
4.1 电迁移率对分级收集效率的影响
4.1.1 三种气溶胶的初始数量分布
4.1.2 三种气溶胶的带电量和电迁移率分布
4.1.3 静电场对三种气溶胶的分级收集效率
4.2 电极板收集长度对微生物气溶胶分级收集的影响
4.2.1 出口浓度变化和分级收集效率
4.2.2 未被收集的微生物气溶胶的带电量变化
4.3 收集电压对微生物气溶胶分级收集的影响
4.3.1 出口浓度变化和分级收集效率
4.3.2 未被收集的微生物气溶胶的带电量变化
4.4 线筒式收集装置对微生物气溶胶的分级收集
4.4.1 线筒式收集装置伏安特性曲线
4.4.2 正高压对分级收集效率的影响
4.4.3 负高压对分级收集效率的影响
4.5 本章小结
第5章 预荷电对微生物气溶胶静电收集的影响
5.1 电晕放电伏安特性
5.2 预荷电对微生物气溶胶带电量的影响
5.2.1 正电晕对带电量的影响
5.2.2 负电晕对带电量的影响
5.2.3 与气溶胶荷电理论模型相比较
5.3 微生物气溶胶电迁移率的变化
5.3.1 正电晕对电迁移率的影响
5.3.2 负电晕对电迁移率的影响
5.4 预荷电对微生物气溶胶静电分级收集效率的影响
5.4.1 正电晕对分级收集效率的影响
5.4.2 负电晕对分级收集效率的影响
5.5 微生物气溶胶静电分级收集效率模型探讨
5.5.1 比收集面积对分级收集效率的影响
5.5.2 电场强度对分级收集效率的影响
5.6 本章小结
第6章 微生物气溶胶静电采样
6.1 收集面积对静电采样的影响
6.1.1 收集面积对采样的影响
6.1.2 带电极性对静电采样的影响
6.2 电场强度对静电采样的影响
6.2.1 平行板电极伏安特性
6.2.2 各电场条件下臭氧浓度检测
6.2.3 电场强度对静电采样的影响
6.3 流量对微生物气溶胶静电采样的影响
6.4 采样介质对微生物气溶胶静电采样的影响
6.5 静电场对微生物活性的影响
6.6 预荷电对微生物气溶胶静电采样的影响
6.6.1 电晕放电能量密度与臭氧产生
6.6.2 正电晕对静电采样的影响
6.6.3 负电晕对静电采样的影响
6.7 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 本论文的主要结论
7.2 本文的主要创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及在读期间的主要研究成果
本文编号：3764048
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