1. 研究目的与意义
随着城市经济的快速发展，人们的生活水平显著提高，对环境要求越来越高，但随之而来的城市环境污染问题也越来越突出，其中空气颗粒物污染是其主要类型之一、 也是最为严重的环境污染问题之一。空气颗粒物通常是指悬浮在大 气中直径小于 10 μm 的液态或固态的微小粒子，而 PM2.5是指大气中直径小于或等于 2.5 μm 的颗粒物。，PM2.5 粒径小，富含大量有毒、有害物质且在大气中停留时间长、输送距离远，可进入人体的下呼吸道，沉积在肺部，甚至穿过肺泡进入血液，对人体健康有严重的危害，对心血管系统产生危害，引发一系列疾病。研究发现,空气中颗粒物粒径大小对人体呼吸系统造成的危害有很大影响颗粒物粒径小于30μm,能到达内部支气管，小于10μm可到达末端细支气管，小于3μm可到达肺泡道，小于1μm大部分在肺泡道和肺泡囊中沉着，小于0.3μm大部分在肺泡囊中沉着。同时,小粒径颗粒物比表面积相对较大,表面吸附病菌以及空气中的多环芳烃、多环苯类等致癌物质,使得癌症的发病率升高,严重危害环境和人体健康。因此加强城市大气颗粒物浓度变化和分布特征的研究，对保护城市空气质量和人体健康具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
（一）超声雾化是已知的恰好可以提供粒径接近２．５μｍ的技术，因此选用超声雾化器作为空气净化装置的核心，希望能利用其产生的微小雾滴与空气中的PM2.5颗粒更容易地发生相互作用、凝结、长大及沉降的云物理学过程，将PM2.5颗粒物从空气中分离出来。超声雾化器根据工作频率高低不同又分两大类，这里选用卓尔林Ф ２０型超声雾化 器，工作频率为１．７ＭＨｚ的高频，单个功率为２０Ｗ，工作头直径为４７ｍｍ，高为４０ｍｍ。通过HELOS激光粒谱仪测试其产生的雾滴粒径，结果显示其雾滴中径在１０μｍ左右，约是传统的压力喷雾所产生的雾滴粒径的十分之一。
（二）负离子技术是用直流高压将空气电离，产生负离子和负氧离子，其中负氧离子可以改善人的心肺功能，负离子与空气中的尘埃、烟雾等结合，可以促使其发生团聚作用，也更容易吸附在其他物体的表面，从而达到了净化空气的效果。负离子发生器选用山水韵（Ｓａｎｓｕｉ）Ａ２２０６型多头负离子发生器，负离子数量超过每平方厘米5000万个，适用面积可达１５ｍ２，外形尺寸为４０ｍｍ３０ｍｍ２０ｍｍ。
3. 研究的基本内容与计划
（1）分析微细水雾在各种环境参数（风速、温度、湿度等）下对细颗粒物的捕获效果。
（2）利用微细水雾进行室内空气净化效果实验，含尘雾滴的运动测试实验等实验。
（3）对比分析实验结果，并提出对原方案的修改和完善措施。
4. 研究创新点
特选取雾滴大小有2.5μm（负离子装置可达到）、10μm（超声波雾化装置可达到）、100μm（传统压力喷雾装置可达到）。选取微颗粒物有细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、粉尘（粒径大小为75μm）。为避免实验太特殊化各选取了三种大小相差较大的实验对象，并对每一对实验对象进行实验研究，观察每种雾滴大小与不同的颗粒物的耦合运动情况，在此基础上要保证外界因素的影响如：风速、温度、光照、雾滴喷出的速度和一个单位里的雾滴数量不能相差太多、雾滴水源选用普通自来水。
