北京某小學(xué)教室PM10濃度變化特征

張蕊 甄國新 劉曉濤 朱春曉 石瓊 聶立剛 王瑞霞

有研究表明教室內(nèi)空氣污染會對人群健康產(chǎn)生多種不利影響[1],小學(xué)生處于生長發(fā)育的關(guān)鍵期,是對空氣污染相對敏感的人群之一,小學(xué)生有70%～80%的上學(xué)時間是在教室內(nèi)度過的,而在普通教室的時間又占其中的70%～80%[2]。2017-2018學(xué)年,對北京市某小學(xué)教室內(nèi)PM10濃度監(jiān)測,分析數(shù)據(jù)變化特征,為提升小學(xué)教室內(nèi)的空氣質(zhì)量提供衛(wèi)生學(xué)依據(jù),結(jié)果如下。

1 對象與方法

1.1 樣本來源 在北京市某小學(xué)設(shè)1個監(jiān)測點(diǎn),教室位于教學(xué)樓一層陽面,距離公路約200 m,監(jiān)測設(shè)備位于教室后部,距離地面1.0 m。教室容積為262.0 m3,室外通風(fēng)窗面積12 m2,樓道通風(fēng)窗面積1.2 m2,門面積3.8 m2。學(xué)生42人。

1.2 方法和儀器 采用在線監(jiān)測,每三個月對設(shè)備進(jìn)行一次全面維護(hù),關(guān)閉儀器后送至廠家進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)。為檢驗儀器的準(zhǔn)確性,選擇隔壁教室和室外監(jiān)測點(diǎn)作為平行和空白對照。儀器生產(chǎn)廠家為北京市聯(lián)合深藍(lán)國際貿(mào)易有限公司,型號為LD-5C,光散射法檢測PM10濃度。

1.3 數(shù)據(jù)整理方法 1 h讀數(shù)12次,計算平均值;日均值僅計算教學(xué)期的平均值。教學(xué)期定義為：每日8 ∶00-12 ∶00、13 ∶00-17 ∶00。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 利用Excel 2010建立數(shù)據(jù)庫,SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。采用非參數(shù)檢驗和Pearsonχ2檢驗分別對不同天氣、不同季節(jié)教室內(nèi)的PM10濃度進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)總體情況 2017年9月-2018年6月,教學(xué)期共統(tǒng)計1 127 h,樣本率為92%。教學(xué)期PM10濃度小時均值的變化范圍是 0.018～0.520 mg/m3。

2.2 不同污染等級天氣條件下教室內(nèi)PM10濃度日均值比較 將所有監(jiān)測數(shù)據(jù),按照污染天氣與非污染天氣分成兩組。污染天氣116 d,教室內(nèi)PM10濃度日均值的中位數(shù)為0.110 mg/m3;非污染天氣120 d,教室內(nèi)PM10濃度日均值的中位數(shù)為0.042 mg/m3。對兩組的PM10濃度進(jìn)行Mann-Whitney檢驗,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05),認(rèn)為污染天氣教室內(nèi)PM10濃度較高。采用多個獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(Kruskal-Walis H(K))對不同日期教室內(nèi)PM10濃度日均值進(jìn)行比較,P＜0.05,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。認(rèn)為監(jiān)測當(dāng)日空氣質(zhì)量級別越高,教室內(nèi)PM10的濃度越高(表1)。

表1 不同空氣質(zhì)量級別教室內(nèi)PM10濃度日均值比較

2.3 教學(xué)期不同季節(jié)教室內(nèi)PM10濃度情況 對上學(xué)日教學(xué)期不同季節(jié)教室內(nèi)PM10濃度的合格與不合格情況進(jìn)行Pearsonχ2檢驗,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05,表 2)。

表2 教學(xué)期不同季節(jié)教室內(nèi)PM10濃度時間合格率

2.4 日間教室內(nèi)PM10濃度受季節(jié)和教學(xué)活動的綜合影響 學(xué)生在教室上課時間70%是在非采暖期。分別對采暖期和非采暖期教學(xué)活動對教室內(nèi)PM10濃度日均值的影響進(jìn)行Mann-Whitney檢驗,教學(xué)活動對PM10濃度的影響無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05);但在重污染天氣教學(xué)活動導(dǎo)致教室內(nèi)PM10濃度升高明顯。采暖期65 d,教室內(nèi)PM10濃度日均值的中位數(shù)為0.048 mg/m3;非采暖期156 d,教室內(nèi)PM10濃度日均值的中位數(shù)為0.057 mg/m3。對兩組的PM10濃度日均值進(jìn)行Mann-Whitney檢驗,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05),認(rèn)為非采暖期教室內(nèi)PM10污染更嚴(yán)重。

3 討論

3.1 調(diào)查發(fā)現(xiàn),教室內(nèi)空氣質(zhì)量受室外空氣質(zhì)量影響很大,與蔡明昱等[3]研究結(jié)果相同。季節(jié)對教學(xué)期教室內(nèi)PM10濃度影響不明顯,而同類的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)冬季和采暖期污染較嚴(yán)重[4,5]。可能由于監(jiān)測期間北京地區(qū)冬季實(shí)施停工令和煤改電措施有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),大型活動期間的控制措施使空氣中的PM10濃度明顯降低[6]。可見政府的政策性措施對提升教室內(nèi)空氣質(zhì)量有很大幫助。

3.2 重污染天氣學(xué)生基本上所有時間在教室內(nèi)停留,可能是造成室內(nèi)PM10濃度升高的原因,重污染天氣應(yīng)加強(qiáng)教室除塵,建議開啟空氣凈化設(shè)備。

3.3 大氣中的PM10在午后會出現(xiàn)降低趨勢。建議在上學(xué)日,室外空氣質(zhì)量良好的情況下,應(yīng)加強(qiáng)教室通風(fēng)換氣,以使教室內(nèi)PM10濃度隨室外顆粒物濃度的降低而降低。

3.4 非采暖期教室內(nèi)PM10濃度較高,并且學(xué)生大部分的上課時間是在非采暖期。應(yīng)重視非采暖期教室內(nèi)空氣質(zhì)量的控制。近年來,有學(xué)者提出使用室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)來改善空氣質(zhì)量,可以有效降低教室內(nèi)PM10濃度[7],但應(yīng)當(dāng)注意新風(fēng)系統(tǒng)使用不當(dāng)反而會對室內(nèi)空氣造成污染。