淺析地鐵車站室內空氣品質

周勇義

(成都地鐵有限公司，四川 成都 610031)

1.地鐵車站空氣品質的重要性

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

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由于地鐵車站內站廳與站臺屬于封閉的建筑結構，尤其是站臺大部分為地下二層，地鐵車站密閉度增加，新風量進入困難，使室內空氣污染物不容易擴散，增加了室內人群與污染物的接觸機會，站內空氣品質更是下降，成為影響公眾健康的隱患。

人們往往關注空調制冷制熱能力，而忽略對影響人體健康有著關鍵聯(lián)系的室內空氣品質（IAQ，indoor air quality）問題。室內的揮發(fā)性有機物（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下降的元兇。新風通風換氣次數(shù)不足，沒有充足的室外新鮮空氣稀釋室內污染的空氣，從而導致了密閉空間空氣進一步惡化。所以分析地鐵車站室內空氣品質顯得很重要。

2.影響車站空氣品質的要素

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

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入氣管和肺部，這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細胞”吞噬并消化，巨噬細胞吃不凈的那些細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，只有當顆粒物太多或性質太惡劣時，才可能危害健康。若吸入的顆粒物太多，巨噬細胞們忙不過來，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，人可能會鬧傳染病；如果吸入的顆粒物中含有巨噬細胞啃不動的物質，時間長了可能得“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、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質量的影響更大。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。PM2.5的標準，是由美國在1997年提出的，主要是為了更有效地監(jiān)測舊標準中被忽略的對人體有害的細小顆粒物。PM2.5指數(shù)已經(jīng)成為一個重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。

地鐵車站內部可吸入顆粒物主要受地鐵列車上行或下行時活塞風吹起軌行區(qū)或區(qū)間粉塵，并透過屏蔽門或風道進入車站公共區(qū)內，影響站內候車乘客和工作人員的身體健康；此外，地鐵車站通過新風道把室外大氣中的新風引入地鐵車站內部，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

地鐵站內空氣中細菌、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，地鐵車站細菌與病毒的主要來源：室外街面空氣內含有的細菌、病毒等通過新風進入車站內；車站內旅客和工作人員，咳嗽、打噴嚏、外表皮脫落導致微生物進入空氣環(huán)境；車站冷卻塔循環(huán)冷卻水內細菌病毒通過新風和回風進入車站內。

地下站細菌總數(shù)在5月份為 (21.5±4.1)個/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/皿，顯著低于其他月份，在7月份為(37.1±8.6)個/皿，顯著高于其他月份。地鐵車站內總微生物個數(shù)約為500-100個/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、白喉桿菌、肺炎球菌及桿菌、結核桿菌等。

2.3 揮發(fā)性有機物（TVOC）

世界衛(wèi)生組織（WHO）、美國國家科學院/國家研究理事會（NAS/NRC）等機構一直強調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反應之外的含碳化合物，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TVOC濃度通常在0.2mg/m3到2mg/m3之間，而在不當裝修施工中，甚至可高出數(shù)十倍。

正常的、非工業(yè)性的室內環(huán)境TVOC濃度水平還不至于導致人體的腫瘤和癌癥。當TVOC濃度為3.0-25 mg/m3時，會產(chǎn)生刺激和不適，與其他因素聯(lián)合作用時，可能出現(xiàn)頭痛；當VOC濃度大于25 mg/m3時，除頭痛外，可能出現(xiàn)其他的神經(jīng)毒性作用。可有嗅味，有刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。TVOC能引起機體免疫水平失調，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，嚴重時可損傷肝臟和造血系統(tǒng)，出現(xiàn)變態(tài)反應等。

深圳地鐵實際檢測到的TVOC值普遍為<0.2 mg/m3。

3、改善地鐵車站空氣品質的技術措施

3.1 空氣過濾法

細菌單體的大小約為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，在過濾浮游塵粒的同時，細菌也被除掉。實驗表明，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%，所以可以認為，通過高效過濾器后的空氣基本是無菌的，被過濾下來細菌，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)的組合式空調機組中設置三級過濾系統(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。紫外線熱效應特別高，通過物質時產(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不可能復制，導致微生物的死亡。紫外燈是人工制造的低壓水銀燈，其殺菌力強且穩(wěn)定，殺菌力隨其劑量的增加而增強，劑量是照射強度與照射時間的乘積，如果紫外線殺菌燈的功率和照射距離不變，則所照射時間就表示相對劑量。比如無菌箱內功率為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。紫光燈的價格比較便宜，占民用空調系統(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組盤管段或過濾器段，可安裝相應功率的紫光燈直接對凝結水盤和盤管作表面消毒和空氣消毒，殺死由新風和回風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菌。具有除味、除臭、去濕、消毒殺菌、凈化空氣等功能，能導致所吸附的細菌、霉菌等在無合適生活環(huán)境下死亡，從而達到凈化室內空氣和抑制細菌傳染的目的。

3.4 光觸媒空氣凈化技術

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光觸媒生成具有極強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。光觸媒則可以將細菌遺體及在體內殘留毒素完全分解，達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的殺滅能力，有效控制細菌、病毒的交叉感染及抑制細菌繁殖的目的。光觸媒作用過程中本身不發(fā)生變化和損耗只提供一個反應場所，具有時間持久、持續(xù)作用、性質穩(wěn)定、安全無毒的優(yōu)點，不產(chǎn)生二次污染。

在地鐵車站內，光觸媒空氣凈化機可以安裝在組合式空調機組過濾段或送風段上。

4、負離子技術的采用

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離子，因為負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)，空氣中存在的負離子數(shù)目相當大，有人測定過，按每立方厘米空氣中所含負離子的個數(shù)計算，在農(nóng)村有1000個左右，海濱有4000個，噴泉、瀑布附近則可達5000以上。由于這些地方空氣中負離子的含量較高，所以使人感到精力充沛。可是在一些人口稠密的大城市，由于空氣污染比較嚴重，負離子濃度就比較低也有環(huán)境部門進行過檢測，在城市中，每立方厘米含有的負離子在室外也有幾百個，室內就更少了，不超過1000個!特別是在電視機和計算機旁邊幾乎沒有什么負離子，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，為了改善站內的衛(wèi)生條件，可以采用人工方法在室內發(fā)放負離子。國內已生產(chǎn)有以高壓電暈放電為原理的負離子發(fā)生器。

結語

評價地鐵車站的室內空氣品質的指標有許多，有溫度、濕度、CO2、甲醛等，本文主要是從微生物學和健康角度出發(fā)，指出地鐵車站內破壞空氣品質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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