特定區(qū)域內(nèi)運動人數(shù)對PM2.5數(shù)值的影響

劉音吟 邢麗妹 許淑萍

（華北電力大學 北京 102206）

引言

當前，隨著PM2.5相關(guān)知識的普及以及環(huán)保意識的增強，人們對PM2.5污染和危害有了一定了解，也更加重視PM2.5的污染與治理。通過查閱相關(guān)資料，了解到致使室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的直接原因之一為：物體的運動帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，造成PM2.5的污染。同時發(fā)現(xiàn)，目前對PM2.5的研究多集中在室外，對室內(nèi)PM2.5的研究較少。

隨著人民生活水平不斷提高，人們室內(nèi)健身的需求不斷增加，室內(nèi)體育館的人流量也隨之增加。為保證人們擁有綠色健康的室內(nèi)運動環(huán)境，對衛(wèi)生清潔狀況良好的室內(nèi)空間內(nèi)運動人數(shù)變化對PM2.5數(shù)值的影響進行研究，收集數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律，有計劃地調(diào)控室內(nèi)人數(shù)，從而更有效地將室內(nèi)PM2.5的數(shù)值控制在標準范圍內(nèi)，在實現(xiàn)場地利用最大化的同時，滿足人們在室內(nèi)健康運動的需求。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

2019年9月至2020年1月本文對某大學活動中心進行室內(nèi)PM2.5數(shù)值采集，通過現(xiàn)場考察，選定13個固定地點進行定點測量，具體位置如圖1所示。①號位相當于“室外”PM2.5大氣環(huán)境；②號位為人員進出區(qū)；③號位為人員開會區(qū)；④號位周圍有跑步機，但在實驗期間未被使用；⑤、⑥號位為臺球區(qū)；⑩號位周圍有更衣室，人員流動較大。除⑩號位，⑦—[13]號位為乒乓球臺區(qū)，即人員打球區(qū)。

圖1 測試點分布圖

使用便攜式手持PM2.5檢測儀進行數(shù)據(jù)收集。為提高所收集數(shù)據(jù)的準確性，在測量時，每一個測量位置會停留一分鐘，并選取在此一分鐘內(nèi)相對穩(wěn)定的數(shù)值作為當天該號位的PM2.5數(shù)據(jù)。考慮到除打球人員外，其他人員的活動也會影響PM2.5數(shù)值的大小，所以將打球人數(shù)和總?cè)藬?shù)納入統(tǒng)計范圍。

實驗日期為2019年12月11日至2020年1月2日,遇雨雪天氣暫停。實驗期間，共收集到19組可用數(shù)據(jù)。

1.2、研究方法

本文以文獻資料法研究為主，結(jié)合實踐調(diào)查法、控制變量法、方差分析法、綜合分析法 （依據(jù)各種理論和原理對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理）等對研究結(jié)果進行分析。研究特定區(qū)域內(nèi)活動人數(shù)與運動帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中數(shù)值變化，從而對室內(nèi)運動環(huán)境PM2.5數(shù)值變化進行研究。

2、結(jié)果與討論

2.1、運動人數(shù)和總?cè)藬?shù)對室內(nèi)PM2.5的影響

由于室外PM2.5數(shù)值與室內(nèi)PM2.5數(shù)值的關(guān)系復(fù)雜，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)目前沒有可用公式能對二者進行直接換算。因此，將①號位數(shù)值看作相對于室內(nèi)而言的“室外”環(huán)境PM2.5數(shù)值。

采用控制變量法，探究在①號位數(shù)值一致時，在所收集數(shù)據(jù)中選取符合要求的數(shù)據(jù)組進行比較。其中，采用全場均值（②號位—號位的平均值）來表示室內(nèi)PM2.5的穩(wěn)定值，共有五組符合條件的數(shù)據(jù)。

圖2 ①號位PM2.5數(shù)值均為9μg/m3時各項數(shù)據(jù)對比

圖3 ①號位PM2.5數(shù)值均為19μg/m3時各項數(shù)據(jù)對比

再對①號位數(shù)值相近的數(shù)據(jù)組進行比較，如圖4、5所示。

圖4 ①號位數(shù)值相差1μg/m3時各項數(shù)據(jù)對比

圖5 ①號位數(shù)值相差3μg/m3時各項數(shù)據(jù)對比

圖4得出的結(jié)果與之前一致，圖5雖顯示出在總?cè)藬?shù)一致的情況下，運動人數(shù)與全場均值有相關(guān)性，但不能排除①號位數(shù)值對全場均值的影響。所以到目前為止，未找到有力的數(shù)據(jù)證明我們之前的猜想：室內(nèi)PM2.5數(shù)值與打球人數(shù)呈正相關(guān)。

2.2、室外PM2.5對PM2.5的影響

再次對以上四圖進行分析，發(fā)現(xiàn)全場均值與①號位數(shù)值的變化相似，主要體現(xiàn)在變化幅度和折線走向兩方面。①號位的數(shù)值的變化幅度越小，全場均值的變化幅度也越小（如圖2-5）。當①號位數(shù)值下降時，全場均值也有所下降（如圖5）。

此時猜想，全場均值的變化與①號位數(shù)值變化有關(guān)，而①號位數(shù)值主要受室外PM2.5數(shù)值的影響。如圖6所示（其中報導數(shù)值是指當天官方網(wǎng)站上發(fā)布的北京市昌平區(qū)PM2.5數(shù)值，即室外PM2.5數(shù)值）。

圖6 室外與室內(nèi)PM2.5濃度變化折線圖

通過圖6，發(fā)現(xiàn)全場均值與室外PM2.5數(shù)值有明顯的正相關(guān)性。

對實驗的整體流程進行復(fù)盤，發(fā)現(xiàn)未考慮到活動中心中，室內(nèi)空調(diào)對室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響。由于室內(nèi)空調(diào)具有新風功能，意味著室外空氣可通過粗線條的過濾進入室內(nèi)，進而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值（資料顯示，通常情況下，室外PM2.5數(shù)值要高于室內(nèi)數(shù)值）。由于室內(nèi)集中空調(diào)安裝較早，空調(diào)不具有過濾PM2.5的功能，從而使室外空氣進入室內(nèi)，影響室內(nèi)PM2.5的數(shù)值。

2.3、運動人數(shù)和總?cè)藬?shù)對室內(nèi)局部PM2.5的影響

資料顯示，室內(nèi)PM2.5的形成主要包括直接以固態(tài)形式排出的一次粒子和由多相（氣—粒）化學反應(yīng)而形成的二次粒子。其主要來源一般包括：室外污染源、室內(nèi)污染源以及室內(nèi)活動引起的粒子再懸浮。室內(nèi)活動、打掃衛(wèi)生等造成的二次揚塵等也是室內(nèi)PM2.5的來源。

通過對同一天內(nèi)不同號位的數(shù)值進行比較，有了新的發(fā)現(xiàn)。如圖7所示。

圖7 同一天內(nèi)不同號位PM2.5數(shù)值變化

為便于觀察，制作了圖8。

圖8 同一天內(nèi)②- 號位PM2.5數(shù)值變化

如圖7-8所示，在同一日中，由于不同號位的人數(shù)不同，其PM2.5的數(shù)值也存在明顯差異，從而說明人數(shù)會影響室內(nèi)PM2.5的數(shù)值，但其影響沒有室外PM2.5數(shù)值對室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響大。（這里的人數(shù)指總?cè)藬?shù)，因為人類是絕對運動、相對靜止的，所以人類大大小小的活動對室內(nèi)PM2.5的數(shù)值會產(chǎn)生影響，只是相較于室外PM2.5數(shù)值的影響而言，其影響較小）。

3、結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)生清潔狀況良好的室內(nèi)環(huán)境，人們的運動活動會帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，從而使室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高，但其影響沒有室外PM2.5濃度對室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響大，說明運動人數(shù)不是室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的主要原因。主要原因是受空調(diào)（不具有PM2.5過濾功能）新風功能致使室外空氣流入室內(nèi)，進而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值。

4、建議

4.1、對室內(nèi)運動場所

由于運動不是室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的主要原因，主要原因是集中空調(diào)（不具有PM2.5過濾功能）新風功能致使室外空氣流入室內(nèi)，進而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值。資料顯示，室外PM2.5數(shù)值要高于室內(nèi)數(shù)值，所以大多數(shù)時候，室外PM2.5是室內(nèi)的PM2.5數(shù)值升高的主要原因。因此建議在室內(nèi)安裝相關(guān)空氣凈化設(shè)備，如，空氣凈化器、具有過濾PM2.5功能的集中空調(diào)等，進而保持室內(nèi)良好的空氣環(huán)境。對于未安裝空氣凈化器等的室內(nèi)環(huán)境，也可以通過打開門窗通風的方法對室內(nèi)PM2.5含量進行調(diào)節(jié)。但此法要在室內(nèi)PM2.5的數(shù)值高于室外PM2.5數(shù)值時使用，否則會適得其反。室外PM2.5數(shù)值，可以參考當?shù)丨h(huán)保部門或其他與監(jiān)測天氣狀況相關(guān)的手機軟件、網(wǎng)站等發(fā)布的數(shù)據(jù)。

4.2、對運動者

2020年年初，新型冠狀肺炎疫情爆發(fā)，且日趨嚴重。新冠病毒和PM2.5均可以氣溶膠的方式傳播，并對人的健康產(chǎn)生危害。疫情期間，同時存在于環(huán)境中的新冠病毒和PM2.5細顆粒物質(zhì)是否存在一些關(guān)聯(lián)和相互影響，最近的一些研究解釋了一些現(xiàn)象，呼吸危險指數(shù)的增加與COVID-19死亡率增加，這也意味著PM2.5的濃度可能與新冠肺炎死亡率成正相關(guān)。PM2.5對人體健康危害大，需要引起每個人的重視，更加關(guān)注自己和他人的健康。