南京地鐵站臺空氣質(zhì)量調(diào)查與分析*

陳艷秋李驪琛周斌

南京地鐵站臺空氣質(zhì)量調(diào)查與分析*

陳艷秋1李驪琛1周斌2

（1.杭州市建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，310022，杭州；2.南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，210009，南京//第一作者，助理工程師）

地鐵車站客流量大，車站的空氣品質(zhì)直接影響乘客和車務(wù)人員的身體健康。對南京地鐵1號線某車站站臺的空氣溫度、相對濕度和CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了檢測，并以調(diào)查問卷的形式得到主觀調(diào)查結(jié)果。檢測及調(diào)查結(jié)果顯示，該地鐵站臺內(nèi)空氣品質(zhì)良好。采用回歸分析的方法進(jìn)行因素分析，得出CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對主觀調(diào)查結(jié)果的影響最大，其次是空氣溫度。

地鐵站臺；空氣質(zhì)量檢測；回歸分析

First-author′s addressHangzhou Construction Quality Testing Centre Co.，Ltd.，310022，Hangzhou，China

地鐵大多處于地下空間內(nèi)。地下車站相對封閉，各種污染物易于堆積而造成地鐵站內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，對人體健康造成一定的影響，這使得人們對地鐵站臺及乘車環(huán)境的空氣質(zhì)量逐漸重視起來。

1991年，文獻(xiàn)［1］首次對地鐵車站內(nèi)的苯、二甲苯等物質(zhì)進(jìn)行測量，并與公共汽車等交通工具對比，發(fā)現(xiàn)地鐵內(nèi)的空氣品質(zhì)沒有原先想象的好。此后，地鐵內(nèi)空氣品質(zhì)逐漸受到人們的重視。如2007年現(xiàn)場測量被列為世界遺產(chǎn)目錄的布達(dá)佩斯地鐵1號線，發(fā)現(xiàn)地鐵內(nèi)的Fe、Mn、Ni、Cu和Cr濃度是地面的5～10倍。2008年，文獻(xiàn)［2］對韓國首爾某地鐵內(nèi)的PM 10、PM 2.5、CO和CO2進(jìn)行檢測和分析，發(fā)現(xiàn)PM 10和PM 2.5較高是因為地鐵系統(tǒng)內(nèi)沒有機械通風(fēng)以供應(yīng)新風(fēng)。2013年，文獻(xiàn)［3］通過對希臘某地鐵內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)的監(jiān)測分析證明了模糊邏輯評估系統(tǒng)的適用性和有效性。近年來，我國對地鐵內(nèi)的污染物測量和分析越來越多，主要集中在上海、北京、廣州和天津等地。2007年，文獻(xiàn)［4］因廣州某地鐵站多名車務(wù)人員患咽喉炎及鼻炎，對該地鐵站進(jìn)行了衛(wèi)生監(jiān)測和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地鐵站內(nèi)晚上空氣污染嚴(yán)重主要由室外的化學(xué)性污染所致。2007年，文獻(xiàn)［5］分析了影響地鐵車站空氣品質(zhì)的主要因素并提出了一些相關(guān)改善措施，歸納了地鐵車站空氣品質(zhì)的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)。2011年，文獻(xiàn)［6］對上海軌道交通1號線空氣質(zhì)量做了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)高峰和低峰時段的空氣質(zhì)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義，站廳與站臺、站臺與車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且站臺比站廳和車廂的空氣質(zhì)量好。2013年，文獻(xiàn)［7］對重慶某地鐵站的空氣質(zhì)量進(jìn)行了冬季與夏季的檢測和調(diào)查分析。目前，我國對地鐵內(nèi)空氣品質(zhì)的檢測、實驗、模擬和評價方法的研究越來越多，但評價和監(jiān)測的力度還比較弱，尚未形成專門針對地鐵車站的檢測技術(shù)和評價標(biāo)準(zhǔn)。

本文以南京地鐵1號線某車站為例，進(jìn)行空氣質(zhì)量調(diào)查分析。該車站地下一層為站廳層，設(shè)有3個出入口；地下二層為站臺層，總長188m，寬14m，面積約2 632m2，為島式站臺；車站總面積為10 691m2。

1 影響因素分析

影響地鐵車站內(nèi)空氣質(zhì)量的因素包括溫度、濕度、風(fēng)速、照度和噪聲等物理性參數(shù)，CO、CO2、SO2、氮氫化合物、甲醛、苯、氨、可吸入顆粒、揮發(fā)性有機物等化學(xué)污染物，以及細(xì)菌等可致病的微生物。而車站的結(jié)構(gòu)形式和建筑材料、客流量、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)方式及效果、車站周圍的環(huán)境等也會影響地鐵站的空氣品質(zhì)。溫度、相對濕度和CO2可作為室內(nèi)生物散發(fā)物的污染程度的評價指標(biāo)，也可作為反映室內(nèi)通風(fēng)情況的評價指標(biāo)，故本文主要對溫度、相對濕度和CO2進(jìn)行檢測分析。

2 檢測內(nèi)容與方法

對熱環(huán)境主要測試空氣溫度與濕度兩個參數(shù)，空氣質(zhì)量主要測試CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)。測試儀器采用TSI 7545室內(nèi)空氣品質(zhì)儀，各項參數(shù)可通過儀器直接測試讀取。根據(jù)《公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢測方法》，室內(nèi)面積大于60m2，設(shè)5個測點（二對角線上梅花設(shè)點），結(jié)合地鐵站臺的情況，測點離列車軌道向中間靠近2m處。在檢測的相同時間段，以調(diào)查問卷的形式得到主觀調(diào)查結(jié)果。

［8］中的主觀調(diào)查方法，結(jié)合地鐵站臺特殊場合的特點，將人體感受通過強弱程度轉(zhuǎn)化為數(shù)值（主要包括空氣流通、氣味和自身感覺等幾個方面），設(shè)計了地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量主觀調(diào)查表（見表1）。在測試參數(shù)的同時，進(jìn)行主觀調(diào)查表填寫。每測點同時由2位來往乘客填寫主觀調(diào)查表，結(jié)果分析時，同一時間同一測點的主觀調(diào)查值采用算數(shù)平均值。

表1 地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量主觀調(diào)查表

3 檢測結(jié)果分析

3.1測試參數(shù)分析

測量時間為9：00—16：00，選取6個時間點，在每個時間點上對5個測點進(jìn)行測量，各時間點中間間隔30m in到1 h，共累計30個測試點。檢測結(jié)果如圖1所示。

圖1 測點狀態(tài)變化圖

由圖1可知，現(xiàn)場溫度實測值最低為25.3℃，最高為27.0℃，幅度變化較小，說明車站內(nèi)溫度控制在正常范圍之內(nèi)，避免了溫度過高或過低給人帶來的不舒適感。站臺上的空氣相對濕度在63.6%～75.6%內(nèi)波動，上午的相對濕度相對下午要略高一點，這可能與室外氣溫有關(guān)。站內(nèi)任何時間點和測點位置上CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于0.09%，且CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，序號1～5 CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)值高的原因可能是由于該時間點處于上班高峰期，人流量比較大，中午以后人流量相對較少，所以CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較小，且大多處于0.07%以下。正常情況下，室內(nèi)CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，一般不超過0.07%，在這個范圍里，人體感覺良好；在0.07%到0.10%范圍內(nèi)，個別敏感者可能會有不舒適感；在0.10%到0.15%范圍內(nèi)，不舒適感明顯。GB/T 18883—2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，夏季空調(diào)溫度標(biāo)準(zhǔn)值為22～28℃，相對濕度標(biāo)準(zhǔn)值為40%～80%，CO2的日均標(biāo)準(zhǔn)限值為0.10%，且GB 9672—1996《公共交通等候室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，候車室夏季空調(diào)溫度為24～28℃，CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.15%。由此可見，該地鐵站臺的空氣溫度、相對濕度和CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)既符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，也滿足乘客的舒適性要求。

地鐵內(nèi)空氣質(zhì)量主觀調(diào)查表的分值可分為13至65，分值越低，人體對空氣質(zhì)量的感受越好，反之越差。該站的主觀調(diào)查結(jié)果如表2所示。由表2可知，該地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量主觀調(diào)查表分值最低為15，最高為24，說明乘客對該地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量感受是較好的。

對，你說得對，我應(yīng)該采取一些其他的辦法。扔石子兒，或者把手高高地舉起來晃動，這些辦法都行。這樣才有可能引起他們的注意。

表2 某地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量主觀調(diào)查結(jié)果

3.2回歸分析

設(shè)溫度為x1，相對濕度為x2，CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x3，主觀調(diào)查結(jié)果為y，采用回歸分析的方法求出變量之間的關(guān)系，并對回歸方程的可信程度進(jìn)行檢驗；進(jìn)行因素分析，找出三個因素中影響主觀調(diào)查結(jié)果的主要因素。

設(shè)欲求的回歸方程形式為：

式中：

μ0——主觀調(diào)查結(jié)果的平均值；

b1，b2，b3——回歸方程的回歸系數(shù)；

x1，x2，x3——分別為溫度、相對濕度、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測試值；

xˉ1，xˉ2，xˉ3——分別為溫度、相對濕度、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測試平均值。

對回歸方程進(jìn)行方差分析，檢驗其可信度。總的離差平方和S=153.241 67，自由度vs=30-1= 29；回歸平方和U=42.209 87，自由度vU=3；殘余平方和Q=111.031 80，自由度vQ=26；由于F= 3.29＞F0.05（3，26）=2.98且F=3.29＜F0.01（3，26）= 4.64，因此回歸方程在α=0.05水平上顯著。殘余標(biāo)準(zhǔn)差σ=2.066 5，則2σ=4.133 0，用該回歸方程進(jìn)行預(yù)報，95%的誤差不會超過4.133 0。

利用偏回歸平方和Pi對影響主觀調(diào)查結(jié)果的主要因素進(jìn)行分析。其表達(dá)式為：

式中：

cii——逆矩陣L-1中對角線上的元素；

bi——回歸方程的回歸系數(shù)。

凡是偏回歸平方和大的變量一定是對y有重要影響的因素，影響的程度可用殘余平方和Q對其進(jìn)行F檢驗。即要計算統(tǒng)計量

式中：

N——樣本個數(shù)，N=30；

M——自由度，M=3。

當(dāng)Fi≥Fα（1，N-M-1）時，則認(rèn)為變量xi對y的影響在α水平上顯著。偏回歸平方和小的變量不一定不顯著，但偏回歸平方和最小的那個變量必是所有變量中對y作用最小的一個。經(jīng)計算得P1= 10.762 5，P2=1.367 9，P3=14.031 2，F(xiàn)1=2.52，F(xiàn)2= 0.32，F(xiàn)3=3.29。查F分布表，得F0.1（1，26）=2.91，F(xiàn)0.05（1，26）=4.22。因F3＞F0.1（1，26），F(xiàn)1＜F0.1（1，26），F(xiàn)2＜F0.1（1，26），故P3在α=0.1水平上顯著，P1和P2不顯著，但P2值最小，因此在三個因素中，相對濕度對主觀調(diào)查結(jié)果的影響最小，而CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對于溫濕度對主觀調(diào)查結(jié)果的影響要大。

4 結(jié)語

（1）站臺內(nèi)空氣溫度、相對濕度及CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在一天中變化幅度較小，且均滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。人員主觀調(diào)查結(jié)果反映地鐵站臺內(nèi)空氣舒適性良好，與客觀參數(shù)檢測結(jié)果相一致。由回歸分析可知，所求的回歸方程在α=0.05水平上顯著；通過主要因素分析，該地鐵站臺內(nèi)空氣中的CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)對主觀調(diào)查結(jié)果的影響較溫濕度要大。

（2）將主觀調(diào)查結(jié)果與客觀檢測結(jié)果相結(jié)合的綜合回歸分析法，有利于考察變量間的關(guān)系，得出變量的顯著程度，從而剔除一些影響較小的因素。實際工程中，當(dāng)影響因素較多時，采用該方法可減少對一些影響較小的因素的測量，節(jié)省時間，提高經(jīng)濟性。

（3）本文中，客觀參數(shù)測量與主觀調(diào)查存在一定的時間差，從主觀調(diào)查的結(jié)果上看，影響不大，但測量時還是應(yīng)盡量減少時間上的誤差。

（4）本文只測量了該地鐵站臺內(nèi)的空氣溫度、相對濕度、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)三個參數(shù)，與主觀調(diào)查結(jié)果進(jìn)行回歸分析。影響地鐵站臺內(nèi)空氣品質(zhì)的因素眾多，在今后的研究中可增加參數(shù)測量，分析哪些因素對主觀調(diào)查結(jié)果具有顯著性，以及顯著程度的大小。

（5）進(jìn)一步研究不同地鐵站臺的回歸分析結(jié)果是否相同，若相同，是否能開發(fā)出一種直接測量地鐵站臺內(nèi)空氣品質(zhì)的綜合參數(shù)測量儀器；或?qū)⑦@種方法擴展運用到其他對空氣品質(zhì)有要求的場所。

參考文獻(xiàn)

［1］CHAN C C，OZKAYNAK H，SPENGLER J D，et al.Driver exposure to volatile organic compounds，carbon monoxide，ozone and nitrogen dioxide under different driving conditions [J].Environmental science&technology，1991，25（5）：964-972.

［2］PARK D U，HA K C.Characteristics of PM 10，PM 2.5，CO2and CO monitored in interiors and platforms of subway train in Seoul，Korea[J].Environ Int，2008，34（5）：629-634.

［3］ASSIMAKOPOULOS M N，DOUNIS A，SPANOU A，et al. Indoor air quality in a metropolitan area metro using fuzzy logic assessment system[J].Science of the total environment， 2013，449：461-469.

［4］郭重山,楊軼戩,鐘嶷,等.地鐵站車務(wù)人員上呼吸系統(tǒng)疾病的環(huán)境因素調(diào)查［J］.環(huán)境與健康雜志，2007，24（1）：37-39.

［5］趙時旻，蔡昊，楊建國.地鐵車站空氣品質(zhì)的評價與探討［J］.城市軌道交通研究，2007（11）：13-15.

［6］季麗英.上海地鐵1號線空氣質(zhì)量調(diào)查分析［J］.廣州化工，2011，39（11）：112-113.

［7］先田田，常樂，羅天.重慶市地鐵站空氣質(zhì)量調(diào)查［J］.能源與節(jié)能，2013（4）：75-76.

［8］沈晉明，毛繼傳，蔡煒.上海辦公大樓室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀評價［J］.通風(fēng)除塵，1996（2）：8-13.

Investigation and Analysis of the Air Quality at Nanjing Subway Station

CHEN Yanqiu，LILichen，ZHOU Bin

Subway station is a public place w ith large passenger flow，the air quality w ill directly affect the health of passengers and station staffs.The air temperature，relative hum idity and carbon dioxide are detected ata station of Nanjing subway Line 1，and a subjective evolution result is obtained by questionnaire.It shows that the air quality at the subway station is good.Then through regression analysismethod，it is observed that carbon dioxide is the biggest influencing factor on the subjective investigation，followed by the air temperature.

subway station；air quality monitoring；regression analysis

R122.3：U231.4

10.16037/j.1007-869x.2017.07.006

2015-12-04）

*國家自然科學(xué)基金項目（51508267）；江蘇省自然科學(xué)基金項目（BK20130946）