李嘉凌+費巨波+湯宇斌+楊軍+喬婷

摘要：城市地下空間公共場所通常相對封閉，易導致顆粒物、微生物、室內裝修化學污染物等的累積。研究表明微小氣候、新風量的狀況以及空氣顆粒物、CO、微生物、甲醛和揮發(fā)性有機物等是影響地下空間空氣質量的主要因素。本文就人防工程與城市地下空間開發(fā)利用的關系、地下空間安全隱患以及影響城市地下空間公共場所衛(wèi)生狀況的物理性、化學性、生物性和放射性風險因子做一綜述。

關鍵詞：地下空間，公共場所，人防工程，安全隱患，風險因子

1. 前言

隨著我國經濟的快速發(fā)展，城市化進程的加快，土地需求增長和城市有限可用地之間的矛盾越來越明顯。我國正面臨著“城市綜合癥”[1]：人口超飽和、建筑空間擁擠、綠地面積減少；交通堵塞；基礎設施落后于城市的擴展和城市人口的增加；環(huán)境惡化等。實踐表明，開發(fā)利用地下空間是擴大城市容量，提高土地利用效率，緩解“城市綜合癥”的重要舉措之一。以北京市[2]為例，北京市地下空間每年增加的建筑面積大約為300萬m2，占建筑總面積的10%左右，到2020年，北京建成的地下空間面積有望達到9000萬m2，人均擁有地下建筑面積預計達5m2。

開發(fā)和利用地下空間，必須根據(jù)其使用目的創(chuàng)造出符合不同要求的安全、衛(wèi)生、舒適的環(huán)境，其中保障地下空間衛(wèi)生狀況是其必要條件。然而自1998年頒布《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生標準》之后，涉及地下空間的相關衛(wèi)生標準基本沒有頒布修訂?，F(xiàn)行有效的一些諸如《人民防空工程平時開發(fā)利用管理辦法》等法律法規(guī)也主要側重消防安全，對于地下空間公共場所的衛(wèi)生狀況基本沒有規(guī)定，使得相應的衛(wèi)生評價和衛(wèi)生監(jiān)管工作無法有效開展。因此，了解地下空間公共場所的衛(wèi)生狀況對于衛(wèi)生行政監(jiān)管、衛(wèi)生規(guī)范化監(jiān)督、相關法律的制定有著積極的現(xiàn)實作用。

目前有關我國城市地下空間衛(wèi)生狀況的研究主要集中在溫濕度、氡、二氧化碳等指標[3]-[5]。而國內外研究表明，影響地下空間衛(wèi)生狀況的主要問題是微小氣候、新風量的狀況以及空氣顆粒物、CO2、微生物、甲醛和揮發(fā)性有機物的污染[6]。因此，本文將著重研究影響地下空間衛(wèi)生狀況的物理因子、化學因子、生物因子和放射性因子，并探討人防工程與地下空間開發(fā)利用的關系，分析地下空間安全隱患，為制定地下空間公共場所衛(wèi)生監(jiān)督管理現(xiàn)場檢查指南奠定基礎。

2. 人防工程與地下空間開發(fā)利用

人防工程的一般定義為：在戰(zhàn)爭時具有能抵抗一定武器效應的殺傷破壞，能保護人民生命、財產安全的防護工程。我國城市地下空間的開發(fā)利用始于人防建設的需要，并在逐步發(fā)展中顯示出了獨具特色的價值和地位。然而，人防工程與成熟的地下空間開發(fā)過程中存在以下問題[7]：（1）管理體制缺陷，嚴重制約著城市地下空間的開發(fā)；（2）法制不健全，對城市地下空間的開發(fā)和管理造成影響；（3）人防專項規(guī)劃和城市總體規(guī)劃不夠統(tǒng)一；（4）城市地下空間利用中需要注意的其他問題，如需制定科學、合理的地下空間開發(fā)利用的綜合測評體系，制定詳細、切實可行的設施、設備維護對策等。

城市地下空間開發(fā)與人防工程相結合，必須按照國家有關規(guī)定確保必要的人防工程建設，統(tǒng)一城市建設與人防工程建設規(guī)劃，對接管理部門，完善體制，并加強地下工程平戰(zhàn)功能轉換的研究工作。有條件的地區(qū)和城市，應建立人防工程數(shù)據(jù)庫[8]，加強人防工程的信息管理，為地下空間資源的開發(fā)利用提供信息服務。除此之外，目前的城市規(guī)劃主要考慮三維空間，即同時考慮地上空間和地下空間的利用。實際上，規(guī)劃還應考慮第四維，即時間因素，從而為今后的發(fā)展留有足夠的空間[9]。

3. 地下空間安全隱患

根據(jù)事故因果連鎖理論[10]，避免事故發(fā)生，就必須監(jiān)控各類事故；而監(jiān)控各類事故，就要監(jiān)控造成事故的原因，特別是直接原因，即要盡量遏制人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。同時關注間接原因和基本原因，從管理制度、教育培訓、組織體系建設、安全文化建設等方面著手營造安全的社會氛圍，強化個人安全意識，從本質上提高安全可靠性。地下空間內部災害的發(fā)生大多數(shù)是人為因素引起的，并且有著較強的突發(fā)性，其后果的嚴重程度與其地下空間環(huán)境有著直接的關系。因此，應充分了解地下空間的環(huán)境特點，從而掌握其內部災害發(fā)生的特點。

災害主要由致災因子、孕災環(huán)境、災害事故、承災體及災害損失5部分組成。孕災環(huán)境是指可能會產生事故的區(qū)域和環(huán)境。致災因子是指能造成或加重災害的直接原因。災害事故是在孕災環(huán)境和致災因子作用下，發(fā)生的偏離目標期望的事件。承災體是直接受到災害影響的主體，如地下設施、人員、道路、自然環(huán)境等。災害損失是指因災害導致的生命、財產及環(huán)境等受影響的情況，災害損失是孕災環(huán)境、致災因子、災害事故及承災體相互作用的結果，包括地下設施的工程性損失、人員安全損失、環(huán)境影響損失、社會影響損失及生態(tài)環(huán)境損失等。陳強等人[11]研究得出的地下空間災害發(fā)生機理圖如圖1所示。

費翔等人[2]研究發(fā)現(xiàn)，近25年來國內外城市地下空間主要災害中，火災占3l%，風、水災占l7%，爆炸占12%，交通事故占11%，空氣惡化占8%，公共設施事故占7%，犯罪占6%，結構破壞、施工事故各占3%。其他占2%。1970-1990年間日本地下空間發(fā)生的災害事故統(tǒng)計結果[12]表明，火災引起的災害事故最多，約占到1/3；其次是空氣質量惡化事故，約占20%，空氣質量惡化主要是指缺氧和有毒氣體含量超標，與我國地下空間主要災害的統(tǒng)計結果較為接近。調查研究[2]還發(fā)現(xiàn)，每年地下空間火災發(fā)生次數(shù)約為地面建筑的3-4倍，火災中傷亡人數(shù)約為地面建筑的5-6倍，造成的直接經濟損失約為地面建筑的1-3倍。因此，地下空間的防災減災工作應給予足夠重視。

4. 影響地下空間衛(wèi)生狀況的風險因子

地下空間公共場所通常相對封閉，存在自然通風不足、人群密集、流動性大、缺乏自然采光等環(huán)境健康隱患。相對密閉的地下空間環(huán)境，易導致顆粒物、微生物、室內裝修化學污染物等累積，不僅會降低環(huán)境舒適度（如異味、不適等），還可能對場所內人員的健康產生不利影響。本文將影響地下空間公共場所衛(wèi)生狀況的風險因子分為物理性、化學性、生物性及放射性四類，以下將分類描述：

4.1. 物理性因子

物理性因子包括溫濕度、風速、新風量、噪聲等，是影響人主觀舒適性和潛在健康風險的重要指標。人體在過冷或過熱的環(huán)境中均難以得到良好的休息，而且還可能因身處極端環(huán)境而引起各種應激反應。環(huán)境中的相對濕度較低（<30%）時，人的眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚都會表現(xiàn)出不適癥狀，而在相對濕度過高的環(huán)境，人體散熱會因排放的汗液難以揮發(fā)而受到影響。適宜的風速能夠增強對流散熱和水分蒸發(fā)散熱，使人感到涼爽，與有風環(huán)境相比，人在無風環(huán)境時感覺會熱一些。噪音過高除了能引起人的聽力下降，還可能引起心動過速、血壓過高、頭痛、全身無力等癥狀[13]。

《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002）對室內溫濕度有明確的標準限定，夏季室內溫度為（22-28）℃，冬季室內溫度為（16-24）℃；夏季室內相對濕度為（40-80）%，冬季室內相對濕度為（30-60）%?！度朔拦こ唐綍r使用環(huán)境衛(wèi)生要求》（GB/T 17216-2012）對溫度的限定值有所不同，夏季溫度為（26-28）℃，冬季溫度為大于14℃。中國香港《辦公室及公眾場所室內空氣質素管理指引》對室內溫度進行了良好級和卓越級的劃分，良好級室內溫度為應低于25.5℃，卓越級室內溫度為（20-25.5）℃。新加坡《辦公地區(qū)良好室內空氣質量指南》辦公室內溫度限值為（22.5-25.5）℃。

付強[14]通過對重慶5個地下商場冬季室內物理環(huán)境的測試發(fā)現(xiàn)：5個商場內的噪聲值均較大，最大的一個商場內的平均噪聲值達到了69.06dB，比國家標準高9.06dB；平均值最小的商場也達到了67.44dB。此外，5個商場內的相對濕度也較高，其中相對濕度最大的商場平均相對濕度高達74.14%，比國家標準的上限值高14.4%；溫度基本在國家標準規(guī)定的范圍之內，風速則遠低于國家標準規(guī)定，A商場的最低風速為0.03m/s，僅為國家標準的0.15倍。在所調查的5個地下商場中，除D商場室內空氣品質不接受率符合美國ASHRAE標準規(guī)定的“小于20%不可接受率的可接受的空氣品質”要求外，其他地下商場室內空氣品質的不可接受率均超過了20%。Qiao等[15]在上海地鐵隧道中的實時監(jiān)測溫度為（21.8-35.0）℃，相對濕度為（25.2-77.3）%，研究發(fā)現(xiàn)安裝屏蔽門的地鐵隧道中溫濕度變化范圍較窄，有利于微氣候的控制。

4.2. 化學性因子

化學性因子主要包括可吸入顆粒物PM10、CO、CO2、甲醛、TVOC（Total Volatile Organic Compounds，總揮發(fā)性有機物）等。我國在制定室內PM10濃度限值標準時主要參照《環(huán)境空氣質量標準》（GB3095-2012）中的二級標準，而在毒理學及流行病學研究中發(fā)現(xiàn)長期暴露于PM10濃度低于150？g/m3的環(huán)境對人體健康無明顯危害，因此將PM10日均值設為150？g/m3，但并未提出PM2.5限值標準。對于室內公共場所而言，《公共交通等候室衛(wèi)生標準》（GB9672-1996）規(guī)定的PM10限值為250？g/m3；中國香港室內空氣質素管理小組于2003年制定的《辦公室及公眾場所室內空氣質素管理指引》建議，公共場所良好級別的PM10（8h均值）應低于180？g/m3，卓越級別的PM10（8h均值）應低于20？g/m3；基于PM10的潛在威脅性，新加坡環(huán)境部環(huán)境流行病學研究所于1996年制定的《辦公地區(qū)良好室內空氣質量指南》建議辦公室內PM10限值為150？g/m3；韓國環(huán)保部于2004年頒布的《公共場所室內空氣質量維護標準》明確規(guī)定，地鐵地下車站PM10限值為150？g/m3。

上海地鐵A線隧道中的PM1、PM2.5和PM10濃度中位數(shù)分別為50？g/m3、55？g/m3和69？g/m3，B線隧道中相應的值分別為42？g/m3、46？g/m3和58？g/m3，顆粒物濃度與采樣時間、客流量以及隧道內部通風狀況等有關[15]。朱彩明等[16]對長沙市不同類型地下公共場所室內空氣質量進行了研究，發(fā)現(xiàn)長沙市地下公共場所室內空氣受到了O3、NO2、NH3和CO2污染，其中O3、NO2污染來自地面，而NH3、CO2的污染來自地下公共場所本身。高俊敏等[17]對重慶市地下商場的研究表明，地下商場室內TVOC質量濃度超標現(xiàn)象嚴重，在監(jiān)測的17個地下商場中，室內各測點TVOC質量濃度為（0.19-8.18）mg/m3，各商場TVOC平均質量濃度為（0.21-3.94）mg/m3，超標率達53%。

4.3. 生物性因子

室內空氣品質惡化、病態(tài)建筑綜合征（Sick Building Syndrome，簡稱SBS）以及建筑相關疾?。˙uilding-Related Illnesses，簡稱BRI）等問題的報道越來越多，大量證據(jù)表明這些問題與微生物及其形成的氣溶膠有關[18]。氣溶膠是固態(tài)或液態(tài)微粒懸浮在氣體介質中的分散體系，當氣溶膠分散相微粒為微生物時，就構成了微生物氣溶膠，常見的微生物氣溶膠主要有病毒、細菌和真菌[19]。細菌、病毒以及某些真菌可以引起傳染性疾病，某些微生物的副產物可以引起過敏、免疫和中毒反應。地下空間常年無陽光照射，空調設備在加濕、除濕等過程中也易導致微生物的繁殖[20]。

微生物是評價室內空氣質量的重要指標。細菌總數(shù)高，存在致病性微生物的可能性也高。前蘇聯(lián)學者提出夏季室內空氣中細菌總數(shù)高于2500cfu/m3即視為空氣污染；《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002）中規(guī)定室內菌落總數(shù)限值為2500cfu/m3；《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生要求》（GB/T 17216-2012）中規(guī)定室內細菌總數(shù)限值為4000cfu/m3；中國香港《辦公室及公眾場所室內空氣質素管理指引》對公共場所中細菌限值為良好級應低于l000cfu/m3，卓越級應低于500cfu/m3；新加坡《辦公地區(qū)良好室內空氣質量指南》中辦公室內細菌總數(shù)、真菌總數(shù)推薦限值均為500cfu/m3。

趙霞等[21]對揚州地下公共場所的研究表明，商場類地下公共場所細菌總數(shù)為（47.16±4.16）個/皿，歌舞類地下公共場所細菌總數(shù)為（53±2.58）個/皿，餐廳類地下公共場所細菌總數(shù)為（48.32±3.98）個/皿（對于以上公共場所《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生要求》（GB/T 17216-2012）中要求細菌總數(shù)低于75個/皿）。朱彩明等[16]研究表明，長沙公共場所細菌總數(shù)為（4655.20±2076.10）cfu/m3。

4.4. 放射性因子

室內氡主要來源于建筑材料、地下斷裂構造、地基土壤、供水系統(tǒng)以及其他因素。氡及其子體能夠附著于空氣中的顆粒物和煙霧中，形成放射性氣溶膠，當吸入人體后其子體易被鼻咽和氣管組織以及肺部呼吸系統(tǒng)截留，并在局部地區(qū)積累。由于氡的子體半衰期短，存在在人體內衰變的可能性，因此易引發(fā)癌變[22]。國內外研究均發(fā)現(xiàn)地下建筑中室內氡濃度明顯高于地上建筑[23]。

呂文婷等[24]研究發(fā)現(xiàn)：（1）從不同類型地下場所空氣中氡濃度平均值來看，地下停車庫低于地下商城/商業(yè)街，地下商城/商業(yè)街低于地鐵站站臺；（2）與地面建筑物室內空氣中氡濃度水平相比，上海地下場所空氣中氡濃度水平較高；（3）與全國地下室空氣中氡濃度水平相比，上海地下場所空氣中氡濃度水平遠低之，兩者相差近17倍（479/28.3）；（4）與國家職業(yè)衛(wèi)生控制標準（200Bq/m3）相比，上海地下場所空氣中氡濃度較低，兩者相差7倍（200/28.3），具體如表1所示。劉晶磊等研究發(fā)現(xiàn)，室內氡濃度主要取決于地基、建筑材料、室內外空氣交換以及氣象條件等。就建筑材料而言，花崗巖所含的氡濃度最高，其次為瓷磚，木地板所含的氡含量最低，建議從選址、選料、設計、通風、密封等幾個方面降低室內氡濃度水平。

4.5. 風險因子標準限值及其凈化技術

目前，尚無針對地下空間公共場所衛(wèi)生監(jiān)管的相關法律法規(guī)。本文以《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002）和《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生要求》（GB/T 17216-2012）中的相關限值作為參考，具體如表2所示。

目前，室內空氣污染物的常用凈化手段主要有污染源控制、通風稀釋和復合凈化3種[26]。其中污染源控制是最根本的手段，但是地下空間的污染物種類較多，其污染源亦是多種多樣，單獨通過該手段污染源控制凈化室內環(huán)境是難以實現(xiàn)的。目前，最常用的污染源控制為定期對風管以及過濾器進行清洗，以清除其內部因系統(tǒng)長期運行造成的積灰和細菌污染源。通風稀釋是降低室內污染物濃度的有效途徑，目前供暖空調系統(tǒng)設計中往往采用最小新風量。但若單純地增加新風量稀釋污染物會導致能耗增加，經濟型變差。同時，當室外也存在某種污染源時，增加新風量反而會加劇室內污染。復合凈化是指在不改變當前通風系統(tǒng)形式及主要運行參數(shù)的條件下，在通風系統(tǒng)中設置復合凈化單元（段）。目前，空氣污染物的常用凈化技術有纖維過濾、靜電除塵、紫外線殺菌、等離子、負離子、光催化等[27]，其特點具體如表3所示。

5. 結論及建議

城市地下空間公共場所通常相對封閉，易導致顆粒物、微生物、室內裝修化學污染物等的累積。相對于地面公共場所而言，城市地下空間公共場所環(huán)境衛(wèi)生狀況較差，疾病的發(fā)生率較高。為改善地下空間公共場所的衛(wèi)生狀況，應完善各種衛(wèi)生設施，如新風、通風換氣設施、除濕除臭設施、中央空調設施等；加強衛(wèi)生管理，健全衛(wèi)生制度，定期對通風換氣設備進行清洗、消毒；了解地下空間公共場所室內污染情況，選擇性地采用室內空氣污染物的凈化技術。與此同時，城市地下空間衛(wèi)生狀況的管理和監(jiān)督必須建立在協(xié)調人防工程與地下空間開發(fā)利用關系的基礎上，建議建立城市地下空間數(shù)據(jù)庫以及城市地下公共空間事故隱患監(jiān)控預警體系，做好城市地下空間規(guī)劃工作和防災減災工作。

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