熱環境作用下移動公共衛生間室內污染物擴散規律研究

呂國棟 劉高藝 張幸濤 苗科 李瑞鑫

摘 要：城市移動公共衛生間因缺乏完善的給排水系統，室內空氣指數與臭氣指數無法滿足環境質量要求。狹小空間內的氣流組織不暢與熱環境偏移是移動公共衛生間室內空氣污染加劇的重要原因。本文基于實測數據，利用Airpak對移動公共衛生間室內污染物擴散狀態與污染物濃度變化規律進行模擬，將所得數據以回歸分析的方法與熱環境變量進行數據擬合，明確相關因素的關聯屬性，為移動公共衛生間標準化設計提供理論依據。

關鍵詞：移動公共衛生間;熱環境;Airpak;污染物擴散;回歸分析

中圖分類號：TU-024;X51文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）25-0087-03

Abstract： Due to the lack of perfect water supply and drainage system， indoor air index and odor index can not meet the requirements of environmental quality. Poor air distribution and thermal environment migration of the narrow space is the important reason for aggravated indoor air pollution in the mobile toilets. Based on the measured data， this paper used Airpak to simulate the state of indoor pollutant diffusion and the change rule of pollutant concentration in mobile toilets. The obtained data were fitted with thermal environment variables with regression analysis， so as to clarify the correlation attributes of relevant factors and provide theoretical basis for the standardized design of mobile public toilets.

Keywords： mobile public toilets;thermal environment;Airpak;pollutant diffusion;regression analysis

我國當前城市公共衛生間環境質量問題嚴重，內部與周邊空氣受到臭氣污染明顯，多數民眾對于公共衛生間大多“望廁興嘆”。究其原因，主要為硫化氫、甲硫醇、氨氣、吲哚等污染氣體濃度超標[1]。此外，通風質量不佳造成的室內溫濕度異常進一步引發各種病毒、細菌、微生物的快速繁殖和長期留存，這對我國公共衛生安全造成了潛在威脅。何靜芳[2]對廁所消毒清洗進行了細菌學調查得出，每天按照常規沖洗處理，廁所座位、扶手、地面和空氣樣品中44%含細菌數達100個或以上;蔡迪睿[3]等人對武漢病毒研究所一號樓公共衛生間的馬桶墊、洗手盆進行采樣，分析公共衛生間微生物污染情況，研究得出：即便是清潔后的地方，仍然會存在大量的細菌，其中還包含有不少病原菌。除此之外，由于移動公共衛生間沖水方式與通風方式的不同，導致現有的規范[4]無法適用于移動公共衛生間，仍需要不斷完善，探索移動公共衛生間室內污染物擴散規律。

1 研究方法

1.1 實測部分

本研究以河南省鄭州市蓮花街一處移動公共衛生間為研究對象，分別對移動公共衛生間室內溫濕度和排風口風速進行測量。采樣點的測定時間為2018年8月24日09：00—17：00，測試期間，移動公共衛生間處于正常使用狀態。實測結果如圖1至圖2所示。

1.2 模擬部分

依托Airpak對移動公共衛生間內部的污染物濃度變化規律進行模擬，利用實測的熱環境數據，采用控制變量的方式研究溫度、濕度和風速對移動公共衛生間內污染物擴散的影響。

根據實際移動公共衛生間的結構尺寸和通風形式，模擬創建的移動衛生間內部結構如圖5所示。移動公共衛生間內部設定蹲便為污染源，尺寸為420 mm×220 mm，釋放的主要污染物為氨氣NH3和硫化氫H2S，污染源位于移動公共衛生間中間部分，室內人員采用男士站立模型，高度為1.73 m，室內采用機械通風，通風形式為下送上排。

2 結果分析

2.1 室內溫濕度的影響

溫度與模擬所得NH3和H2S濃度的線性回歸擬合曲線如圖6所示。從圖6可知，溫度與NH3濃度存在較強的正相關性，即隨著溫度的升高，NH3的濃度逐漸增大。這說明溫度的升高使NH3分子的運動越來越劇烈，NH3在移動公共衛生間內部的擴散程度變大。與之相對的是，H2S濃度與溫度的相關性不強，隨著溫度的升高，H2S濃度呈現先增后減再增的趨勢。

2.2 排風口風速的影響

研究對象排風口風速與模擬所得NH3和H2S濃度的線性回歸擬合曲線如圖8所示。從圖8可知，排風口風速與污染物NH3和H2S濃度均存在明顯的負相關性。隨著風速的逐漸增大，排風口處的排風量也逐漸增大，進入室內的新風量也不斷增大，進而使室內的污染物NH3和H2S的濃度降低。

3 結論與討論

本研究以鄭州市蓮花街一處移動公共衛生間為例，分析了移動公共衛生間室內溫濕度和排風口風速對移動公共衛生間室內污染物濃度的影響，得出的主要結論為：移動公共衛生間內氨氣NH3濃度與溫度呈正相關，隨著溫度的升高，人體呼吸處NH3濃度增量明顯，這是導致室內臭氣指數較高的主因，而硫化氫H2S與溫度相關性不大;移動公共衛生間內部濕度與污染物濃度基本沒有相關性;移動公共衛生間污染物濃度與排風口風速呈負相關，風速增大，排風口風量增加，污染物濃度降低。

為了改善室內污染物環境，可以通過使用保溫性能更好的墻體材料，減小室內溫度受外界的影響，降低污染物在室內的擴散程度，進而降低人體呼吸處污染物NH3濃度;或者改變室內通風形式，增大排風量，以降低室內污染物濃度。

污染物氨氣NH3與硫化氫H2S與溫度相關性差別較大，考慮可能是由于NH3和H2S分子量不同，因此對兩種污染物的處理方式仍需更深入研究。

參考文獻：

[1]徐明.住宅衛生間通風的改進[J].住宅科技，1994（5）：39.

[2]何靜芳.廁所清洗、消毒效果的細菌學調查[J].消毒與滅菌，1988（1）：58-59.

[3]蔡迪睿，臧旭東.探究公共衛生間微生物污染及其影響[J].中學生物學，2018（4）：35-37.

[4]全國愛國衛生運動委員會.城市公共廁所衛生標準：GB/T 17217—1998[S].北京：中國標準出版社，1998.

[5]劉高藝，趙怡婉，門靜舒，等.基于熱環境測試的移動公共衛生間環境質量試驗研究[J].河南科技，2019（5）：113-115.