高湿地区住宅室内典型霉菌生长特性及控制策略

作     者：郭芯竹 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜晨秋;喻伟

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

主      题：住宅建筑 真菌气溶胶 高湿环境 生长模型 治理措施 

摘      要：住宅室内环境是人们接触最频繁、最密切的环境。然而在高湿地区,温和、潮湿的室内环境易引发霉菌的肆意生长。霉菌是真菌的一种,不仅破坏建材和围护结构,人体吸入含霉菌孢子的空气还会引发一系列呼吸道疾病。因此,减缓住宅室内霉菌污染对提高室内空气品质、保证室内人员健康是十分必要的。本文围绕高湿地区住宅室内霉菌污染的问题,采用了入室检测、高通量测序和对照实验的方法,根据污染现状、影响因素,结合霉菌生长繁殖规律的基础研究,提出了有针对性的、合理的控制策略。首先,以重庆市主城区的典型居民住宅为入室检测对象,分析了这些家庭全年室内真菌气溶胶浓度分布及一些影响因素。结果显示,被测住宅霉菌污染情况较为严重,且室内真菌气溶胶浓度具有明显的季节特征,表现为夏季(1655.8cfu/m)与过渡季(1412.1cfu/m)显著高于冬季(465.9cfu/m)。室内真菌气溶胶的粒径分布于第四级(2.1,3.3μm]之间的占比最大,全年中值粒径均值为2.7μm。室内外的真菌浓度随季节变化的规律具有一致性,全年I/O值平均为1.25,表现为室内源室外源。室内真菌气溶胶浓度与室外浓度、室内温度、室内相对湿度均呈显著正相关(Spearman,P60%的较高相对湿度条件下,温度为影响霉菌生长的主要因素。通过比较Gompertz模型和Logistic模型这两种初级模型的拟合效果与准确度,判断出了Gompertz模型更加适合描述黑曲霉的生长。Gompertz模型参数μ、λ随温度的变化呈一定规律性:μ随着温度的升高而增大,25℃以下,λ随着温度的升高而减小。进一步,采用响应面模型作为二级模型来探究温湿度耦合影响下霉菌的生长特性,量化了μ、λ与温度、相对湿度这两个因素的数学关系。最后,通过实际场景的对照实验比较了不同控制措施降低室内真菌气溶胶浓度的效果。夏季、过渡季使用除湿机维持室内相对湿度40%～50%,3周后室内真菌气溶胶浓度分别下降了68.3%、80.1%,比自然通风效果更好。分别使用臭氧发生器、UV-C紫外线灯和HEPA空气净化器在室内运行2小时,室内真菌气溶胶浓度降低率分别为83.4%,80.3%,54.7%,HEPA空气净化器虽短期干预效率较低,但适合长期放置在室内,UV-C紫外线和臭氧发生器适合定期对房间内的空气、物体表面进行杀菌。有效防止建筑滋生霉菌应注重住宅建筑的使用阶段,保持室内干燥、清洁与通风,室内生活人员也应该保持健康、卫生的生活习惯。本研究在入室检测高湿地区住宅室内霉菌污染的基础上,对该地区住宅室内真菌气溶胶浓度及某些相关性因素、典型霉菌的生长特性及霉菌污染控制措施进行了研究,为制定相关标准、居家防霉、守护室内人员健康提供一定科学认识和基础理论支撑。