确定了城市污染事件期间的避难所、最安全的进气口位置

大学公园,爸爸。-宾夕法尼亚州立大学的研究人员称，在单污染源污染事件中，屋顶和街道峡谷建筑物的下风侧的颗粒物含量最低。研究结果对污染释放期间改善疏散计划以及城市建筑通风系统设计有一定的指导意义。

工业健康与安全助理教授杰里米•热纳德(Jeremy Gernand)表示:“此前的研究主要关注交通造成的环境污染。”“我们决定调查颗粒物的点源污染源，比如化学物质的泄漏或工厂的意外排放。”

研究人员调查了一个污染物排放场景，以评估最安全的疏散地点和建筑设计元素，如空气入口。这标志着首次研究一个单一来源的排放事件附近的街道峡谷。

由于高人口密度和微粒水平，监测城市空气质量可能非常重要。街道峡谷，或者街道两边都有建筑物的地方，是研究空气污染的重要地点，因为它们在城市地区很普遍。

微粒，通常被称为气溶胶，是悬浮在气体中的细小固体或液滴。大气中的高浓度会增加死亡率，因为暴露于这些颗粒会加剧或引起不良的医疗影响。颗粒物是由各种自然或人为因素产生的，比如汽车、建筑工地和沙尘暴。

宾夕法尼亚州立大学采矿通风实验室的研究人员利用泡沫块模拟建筑物，在风洞中创建了一个3D微型街道峡谷。四个泡沫块被放置在一个2乘2的阵列中，由充当街道的缝隙隔开。

为了确保风洞内的气流符合城市地区的实际情况，研究人员不得不做出调整。通常情况下，风洞中的空气呈层流，这意味着它在平行层中流畅流动，没有涡流或逆流干扰流动方向。这种类型的流可以是理想的测试机制，如飞机机翼在模拟高空空气。

然而，在低海拔地区，空气的表现却大不相同。在地面附近，房屋、树木等较小的建筑物和摩天大楼等较大的建筑物会阻碍空气的顺畅流动，使其变得紊乱、不规则和动荡不安。

研究人员使用了低成本的材料，如乐高积木和硬纸板塔尖，在一个充满层流空气的风洞中创造了湍流气流。

为了模拟单一的颗粒物排放源，研究人员使用了超声波加湿器产生的水。Gernand说，因为环境中的微粒经常被水包裹，所以风洞实验中水滴之间的碰撞和外面的水包裹微粒之间的碰撞可能非常相似。

为了找到街道峡谷中颗粒物浓度达到最低和最高的区域，研究人员利用风洞实验的数据创建了一个模拟场景的计算机模型。计算机模拟显示，微粒浓度最低的地方是屋顶和建筑下风立面。在呼吸水平，最低浓度被发现在背风保护侧的横向通道，街道运行垂直于气流的方向。

这些发现对改进疏散计划和通风系统设计有一定的意义。当有中央污染源紧急排放污染物时，行人应疏散至横水道的背风面。研究人员说，为了安装新的进气口，远离内部通道或道路的部分屋顶是最安全的位置。

研究人员在《空气质量、大气与健康》杂志上发表了他们的发现。

然而，考虑到各种可能的情况，这些发现只是一个总体的指导方针，并将受益于进一步的调查，Gernand说。基于本研究中使用的经济有效的建模方法，未来的研究将考虑更多的可能性，以提供更全面的安全建议。

李孟凡(音译)是约翰和威利利昂家族能源与矿产工程学院综合本科-研究生项目的一名应届毕业生，他也参与了这项工作。