淺析地鐵車站室內(nèi)空氣品質(zhì)

周勇義

(成都地鐵有限公司，四川 成都 610031)

1.地鐵車站空氣品質(zhì)的重要性

1976年，美國一群退伍軍人在費(fèi)城一家賓館中舉行年會。會后一個(gè)月，與會者中221人得了一種“怪病”，34人相繼死亡。研究證實(shí)，其元兇是存在于冷卻塔積水盤中的一種細(xì)菌---軍團(tuán)菌。醫(yī)學(xué)界后來把這種病命名為“軍團(tuán)病”。2003年，SARS的肆虐使人們對室內(nèi)空氣的衛(wèi)生和健康環(huán)境提出了更高的要求，研究表明在室內(nèi)的空氣污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外。

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由于地鐵車站內(nèi)站廳與站臺屬于封閉的建筑結(jié)構(gòu)，尤其是站臺大部分為地下二層，地鐵車站密閉度增加，新風(fēng)量進(jìn)入困難，使室內(nèi)空氣污染物不容易擴(kuò)散，增加了室內(nèi)人群與污染物的接觸機(jī)會，站內(nèi)空氣品質(zhì)更是下降，成為影響公眾健康的隱患。

人們往往關(guān)注空調(diào)制冷制熱能力，而忽略對影響人體健康有著關(guān)鍵聯(lián)系的室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ，indoor air quality）問題。室內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），懸浮微生物（Bioaerosols）和漂浮在空氣中的塵埃粒子（Particulars）是造成密閉空間空氣品質(zhì)下降的元兇。新風(fēng)通風(fēng)換氣次數(shù)不足，沒有充足的室外新鮮空氣稀釋室內(nèi)污染的空氣，從而導(dǎo)致了密閉空間空氣進(jìn)一步惡化。所以分析地鐵車站室內(nèi)空氣品質(zhì)顯得很重要。

2.影響車站空氣品質(zhì)的要素

污染源產(chǎn)生的污染物對健康的影響隨室內(nèi)環(huán)境不同 (如室內(nèi)容積、通風(fēng)量、自然清除等)而不同。地鐵車站內(nèi)空氣的污染物按照其構(gòu)成可分為以下幾種：

2.1 可吸入顆粒物

空氣中的大顆粒粉塵被人的鼻腔阻攔，小顆粒粉塵可能隨氣流進(jìn)入氣管和肺部，這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細(xì)胞”吞噬并消化，巨噬細(xì)胞吃不凈的那些細(xì)菌和病毒還會被白血球消滅掉。正常情況下，人體本身自有辦法對付那些顆粒物，只有當(dāng)顆粒物太多或性質(zhì)太惡劣時(shí)，才可能危害健康。若吸入的顆粒物太多，巨噬細(xì)胞們忙不過來，就會出現(xiàn)免疫功能障礙；如果吸入了太多可能致病的病菌和病毒，人可能會鬧傳染??；如果吸入的顆粒物中含有巨噬細(xì)胞啃不動(dòng)的物質(zhì)，時(shí)間長了可能得“塵肺”；有些肺部的沉積物還可能引起惡性病變。

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。PM2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監(jiān)測舊標(biāo)準(zhǔn)中被忽略的對人體有害的細(xì)小顆粒物。PM2.5指數(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。

地鐵車站內(nèi)部可吸入顆粒物主要受地鐵列車上行或下行時(shí)活塞風(fēng)吹起軌行區(qū)或區(qū)間粉塵，并透過屏蔽門或風(fēng)道進(jìn)入車站公共區(qū)內(nèi)，影響站內(nèi)候車乘客和工作人員的身體健康；此外，地鐵車站通過新風(fēng)道把室外大氣中的新風(fēng)引入地鐵車站內(nèi)部，因此室外大氣環(huán)境中可吸入顆粒物數(shù)量也同樣影響站內(nèi)候車乘客和工作人員的身體健康。深圳地鐵檢測到地下車站可吸入顆粒物約為，0.1-7mg/m3，平均值0.2-3mg/m3。

2.2 懸浮微生物

地鐵站內(nèi)空氣中細(xì)菌、病毒、霉菌等能引起人的各種疾病如肝炎、沙眼、腸道病、感冒等，地鐵車站細(xì)菌與病毒的主要來源：室外街面空氣內(nèi)含有的細(xì)菌、病毒等通過新風(fēng)進(jìn)入車站內(nèi)；車站內(nèi)旅客和工作人員，咳嗽、打噴嚏、外表皮脫落導(dǎo)致微生物進(jìn)入空氣環(huán)境；車站冷卻塔循環(huán)冷卻水內(nèi)細(xì)菌病毒通過新風(fēng)和回風(fēng)進(jìn)入車站內(nèi)。

地下站細(xì)菌總數(shù)在5月份為 (21.5±4.1)個(gè)/皿，顯著低于其他各月份;真菌總數(shù)在5月份為(13.6±1.6)個(gè)/皿，顯著低于其他月份，在7月份為(37.1±8.6)個(gè)/皿，顯著高于其他月份。地鐵車站內(nèi)總微生物個(gè)數(shù)約為500-100個(gè)/m3，主要有口腔鏈球菌、涎鏈球菌、鏈球菌、溶血性鏈球菌還有白色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門桿菌、大腸桿菌、白喉?xiàng)U菌、肺炎球菌及桿菌、結(jié)核桿菌等。

2.3 揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）

世界衛(wèi)生組織（WHO）、美國國家科學(xué)院/國家研究理事會（NAS/NRC）等機(jī)構(gòu)一直強(qiáng)調(diào)TVOC是一類重要的空氣污染物，是除了二氧化碳，碳酸，金屬碳化物，碳酸鹽以及碳酸銨等一些參與大氣中光化學(xué)反應(yīng)之外的含碳化合物，即Total VolatileOrganic Compounds。

TVOC的主要來源在室外，主要來自汽車尾氣，室內(nèi)主要來自裝飾材料、家具、電器清潔劑和人體本身的排放等。還有油漆，涂料和膠粘劑；室內(nèi)TVOC濃度通常在0.2mg/m3到2mg/m3之間，而在不當(dāng)裝修施工中，甚至可高出數(shù)十倍。

正常的、非工業(yè)性的室內(nèi)環(huán)境TVOC濃度水平還不至于導(dǎo)致人體的腫瘤和癌癥。當(dāng)TVOC濃度為3.0-25 mg/m3時(shí)，會產(chǎn)生刺激和不適，與其他因素聯(lián)合作用時(shí)，可能出現(xiàn)頭痛；當(dāng)VOC濃度大于25 mg/m3時(shí)，除頭痛外，可能出現(xiàn)其他的神經(jīng)毒性作用?？捎行嵛?，有刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。TVOC能引起機(jī)體免疫水平失調(diào)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，出現(xiàn)頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等自覺癥狀；還可能影響消化系統(tǒng)，出現(xiàn)食欲不振、惡心等，嚴(yán)重時(shí)可損傷肝臟和造血系統(tǒng)，出現(xiàn)變態(tài)反應(yīng)等。

深圳地鐵實(shí)際檢測到的TVOC值普遍為<0.2 mg/m3。

3、改善地鐵車站空氣品質(zhì)的技術(shù)措施

3.1 空氣過濾法

細(xì)菌單體的大小約為0.5-5um，病毒0.003-0.5um，他們在空氣中一般并非以單體，而是以群體存在，可以把這些群體看成是1-5um等價(jià)直徑的微粒，且大多附著在空氣中的塵粒上，因此，采用空氣潔凈技術(shù)，在過濾浮游塵粒的同時(shí)，細(xì)菌也被除掉。實(shí)驗(yàn)表明，高效過濾器對生物微粒的過濾效率高于對非生物微粒的效率，例如玻璃纖維高效過濾器（HEPA），穿透率為0.01%，而對細(xì)菌（1um） 的穿透率為 0.0001%，對病毒（0.003um）的穿透率為0.0036%，所以可以認(rèn)為，通過高效過濾器后的空氣基本是無菌的，被過濾下來細(xì)菌，由于缺乏生存條件，是不能存活和繁殖的。

在地鐵車站中，完全可以在大系統(tǒng)的組合式空調(diào)機(jī)組中設(shè)置三級過濾系統(tǒng)，初中高效過濾器，效率分別為 5um（80%，F(xiàn)4）、1um（80%，F(xiàn)8）、0.3um（99.9%,H13），徹底將細(xì)菌病毒隔離在人員經(jīng)常接觸的空氣區(qū)域。

3.2 采用紫光燈進(jìn)行防滅菌

紫外線的波長為 200～390 nm(納米)，以波長260 nm左右的紫外線殺菌力最強(qiáng)。紫外線熱效應(yīng)特別高，通過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生高能殺死所含微生物。其殺死微生物主要是對DNA的作用，致使DNA不可能復(fù)制，導(dǎo)致微生物的死亡。紫外燈是人工制造的低壓水銀燈，其殺菌力強(qiáng)且穩(wěn)定，殺菌力隨其劑量的增加而增強(qiáng)，劑量是照射強(qiáng)度與照射時(shí)間的乘積，如果紫外線殺菌燈的功率和照射距離不變，則所照射時(shí)間就表示相對劑量。比如無菌箱內(nèi)功率為15 W，距離1 m左右處，照射20～30分鐘即可殺死空氣中微生物。紫光燈的價(jià)格比較便宜，占民用空調(diào)系統(tǒng)總投資的比例很小而且安裝簡單，用電量也很小，但其效果比較明顯。

對于地鐵車站來說，可布置在組合式空氣處理機(jī)組盤管段或過濾器段，可安裝相應(yīng)功率的紫光燈直接對凝結(jié)水盤和盤管作表面消毒和空氣消毒，殺死由新風(fēng)和回風(fēng)帶入的沉積在水盤和盤管上的致病微生物。

3.3 活性炭過濾技術(shù)措施

根據(jù)自身特有的吸附原理，吸附甲醛、苯系物、TVOC、氨、氡等對人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有除味、除臭、去濕、消毒殺菌、凈化空氣等功能，能導(dǎo)致所吸附的細(xì)菌、霉菌等在無合適生活環(huán)境下死亡，從而達(dá)到凈化室內(nèi)空氣和抑制細(xì)菌傳染的目的。

3.4 光觸媒空氣凈化技術(shù)

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光觸媒生成具有極強(qiáng)氧化作用的超氧離子自由基、羥基自由基、超氧羥基自由基，不僅能將甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有毒有害氣體、污染物、臭氣、細(xì)菌等氧化分解成無害的CO2和H2O，而且具有高效廣譜的消毒性能，對各種常見的致病菌都有很好的抑制和殺滅作用。光觸媒則可以將細(xì)菌遺體及在體內(nèi)殘留毒素完全分解，達(dá)到徹底消毒殺菌的目的。光觸媒對綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、沙門氏菌、芽桿菌和曲霉等具有很強(qiáng)的殺滅能力，有效控制細(xì)菌、病毒的交叉感染及抑制細(xì)菌繁殖的目的。光觸媒作用過程中本身不發(fā)生變化和損耗只提供一個(gè)反應(yīng)場所，具有時(shí)間持久、持續(xù)作用、性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒的優(yōu)點(diǎn)，不產(chǎn)生二次污染。

在地鐵車站內(nèi)，光觸媒空氣凈化機(jī)可以安裝在組合式空調(diào)機(jī)組過濾段或送風(fēng)段上。

4、負(fù)離子技術(shù)的采用

新鮮空氣之所以有利于人體健康，原因之一是其中含有多量的負(fù)離子，因?yàn)樨?fù)離子對人體有良好的生理作用，可以降低血壓、抑制哮喘、對神經(jīng)系統(tǒng)具有鎮(zhèn)靜作用和有利于消除疲勞等。在不同地區(qū)，空氣中存在的負(fù)離子數(shù)目相當(dāng)大，有人測定過，按每立方厘米空氣中所含負(fù)離子的個(gè)數(shù)計(jì)算，在農(nóng)村有1000個(gè)左右，海濱有4000個(gè)，噴泉、瀑布附近則可達(dá)5000以上。由于這些地方空氣中負(fù)離子的含量較高，所以使人感到精力充沛?？墒窃谝恍┤丝诔砻艿拇蟪鞘校捎诳諝馕廴颈容^嚴(yán)重，負(fù)離子濃度就比較低也有環(huán)境部門進(jìn)行過檢測，在城市中，每立方厘米含有的負(fù)離子在室外也有幾百個(gè)，室內(nèi)就更少了，不超過1000個(gè)!特別是在電視機(jī)和計(jì)算機(jī)旁邊幾乎沒有什么負(fù)離子，長期在這種環(huán)境中生活，往往比較疲勞，不利于健康。

可見在車站封閉環(huán)境下，為了改善站內(nèi)的衛(wèi)生條件，可以采用人工方法在室內(nèi)發(fā)放負(fù)離子。國內(nèi)已生產(chǎn)有以高壓電暈放電為原理的負(fù)離子發(fā)生器。

結(jié)語

評價(jià)地鐵車站的室內(nèi)空氣品質(zhì)的指標(biāo)有許多，有溫度、濕度、CO2、甲醛等，本文主要是從微生物學(xué)和健康角度出發(fā)，指出地鐵車站內(nèi)破壞空氣品質(zhì)的要素和對人身體健康的危害，并由此提出了一些可行的解決措施。

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