天津市地铁内空气质量的调查分析.doc

- 天津市地铁内空气质量的调查分析 摘要：此次实验对天津市地铁一号线内空气品质，可吸入颗粒物等进行了较全面的测试。分析其产生原因，变化规律，及对乘车人员可能造成的影响。由于目前还没有针对地铁等交通工具指定的空气质量标准，本次试验参照GB/T 18683-2002室内空气质量标准综合评价地铁车站的空气质量，以期为有关部门的相关防治工作提供科学依据。测试首先以问卷调查形式，了解乘客对乘车环境的不同需求筛选最主要影响因素，从而进行针对性测试。主要测试为甲醛含量，一氧化碳、二氧化碳含量，氧气浓度，温湿度，可吸入性颗粒物。其次，通过SPSS统计分析方法对以上数据进行处理分析，研究以上几项测试指标的变化规律及影响因素。关键字：地铁 空气质量 综合评价 统计分析方法1 引言：从70年代开始，室内微小环境的污染状况开始受到人们的关注。通过之前相关调查表明，室内环境的污染会直接刺激室内人员的呼吸道、眼睛、皮肤，伴有头疼、头晕、乏力、睡眠质量下降、皮疹等症状。世界卫生组织综合各国研究报告后，将其称为病态建筑综合症（Sick Building Syndrome），其主要原因是采用的建筑材料含有有害成分，建筑结构封闭、通风不畅导致室内环境污染和空气质量下降造成。影响室内空气质量的因素主要有一氧化碳、二氧化碳浓度，甲醛含量，以及可吸入性颗粒物的浓度。而可吸入性颗粒物，如细菌、真菌、螨虫、病毒等的含量又受室内环境的温度、相对湿度的影响。在判断室内环境质量时，不仅要考虑空气品质对人体无害，且要考虑到人体舒适性的因素。2 实验材料及方法：2.1 资料来源：对天津市地铁一号线刘园站至双林站共21站车厢内进行连续检测，检测内容包括每站车厢内乘客人数，车厢空气温度、相对湿度、一氧化碳和二氧化碳浓度、甲醛浓度、可吸入性颗粒物浓度。2.2 采样点选取位置： 选取车厢中部，避免靠近空调及门窗等与外界空气交换频繁位置。采样点高度在1.21.5m间。2.3 测试方法：2.3.1 温度、相对湿度、一氧化碳和二氧化碳浓度的检测：使用美国TSI 8762型室内空气品质测试仪对以上三项指标进行测试。打开测试仪，待示数稳定后进行读数。温度、相对湿度可直接读取；一氧化碳、二氧化碳体积浓度单位为ppm,按下列公式将其换算成质量浓度：一氧化碳浓度换算公式：mg/m3=ppm/28B；二氧化碳浓度换算公式:mg/m3=ppm/44B式中，B：标准状况下气体摩尔体积。 0(101Kpa)时，B=22.41；25(101Kpa)时，B=24.46。 28：一氧化碳分子量 44：二氧化碳分子量2.3.2 甲醛含量的检测： 采用乙酰丙酮分光光度法。对待测空气采样之后，用吸收液吸收被测空气之后，加热吸收液，使之发生颜色变化，通过使用分光分度剂测试颜色变化程度，从而判定空气中甲醛浓度。2.3.3 可吸入性颗粒物的检测： 使用AA3000可吸入颗粒分析仪对地铁内部空气进行检测。三 结果与讨论：3.1 问卷调查结果3.1.1 图一、图二分别显示了乘客对地铁内空气温度及相对湿度的满意程度： 图一 图二由图一、图二可见，认为地铁内部温度适中的占94%，其他占6%，认为湿度适中的占82%，18%的感觉干燥。3.1.2 乘客乘车时间的调查结果 图三表示了乘客在地铁内的滞留时间： 图三44%的乘客乘车时间一般为 10到20分钟。乘车时间在10分钟以下，20至30，30分钟以上的分别占 16%，34%，6%。3.1.3 乘客关注地铁最主要影响因素：图四表明乘客对乘坐地铁所关注问题的不同关注程度。 图四由图四可知，空气品质占有20%，噪音为13.3%，温度、相对湿度、光线各占8%。除候车时间外，其余均为环境问题，且空气品质问题受关注程度最高。3.2 测量数据的调查结果与分析：3.2.1 车厢内人数的调查结果： 图五 图五为乘客人数在地铁一号线21站的变化曲线。其中人数高峰点（11-15站）是对地铁内环境调查研究的重点。3.2.2 温度、相对湿度、一氧化碳及二氧化碳浓度测量结果：表一显示了温度、相对湿度、一氧化碳及二氧化碳浓度随站台及车厢内人数变化而变化的测量值。（注：表一至表三见附图）使用SPSS统计软件分析表一上述数据，由于相对湿度及二氧化碳含量值变化显著，统计分析结果见表四、表五：计算公式： （1）式中，为总体均值，为总体方差，n为样本数。总体分布近似服从正态分布时，当样本数n较大时，由中心极限定理得知样本均值也近似服从公式（1）的正态分布。于是可构造Z检验统计量，Z统计量定义为： （2）由（2）可知，Z统计量服从标准正态分布。通常总体方差是未知的，此时可以用样本方差替代，得到的检验统计量t统计量，定义为： （3）其中，用特定值代入，t统计量服从n-1个自由度的t分布。单样本t检验的检验统计量即为t统计量1. 相对湿度 表四表四中，t表示对样本统计量的观测值，为-29.555；df为自由度为n-1=21-1=20；sig.是t统计量观测值的双尾概率p值；Mean Difference是样本均值与检验值的差，为-33.781；后尾两列为总体均值与原假设值差的95%的置信区间，为（-36.165，-31.397）。结论：结论：95%置信度下，28个站的平均湿度与GB（冬季）比较存在显著差异，其测试值相对较低。可见，地铁内空气的相对湿度的变化范围随车内人员数量的增多而增长，但仍没有达到国标规定的湿度范围。（2）二氧化碳分析：数据经SPSS处理之后得表三：表五其分析方法与对表五的分析方法相同。结论：95%置信度下，21个站的二氧化碳与GB比较存在显著差异，其中人数相对较多的站点的二氧化碳测试值相对较高，超过国标规定。对上述结果的分析，二氧化碳含量主要来自于地铁内人员的呼吸，且随人数的增加二氧化碳有显著的增加，且人数相对过多的几站空气中二氧化碳浓度明显超过国家室内空气质量标准规定值。因一氧化碳含量远低于国标规定最高限度，符合国标规定，因此不做详细分析。3.2.3 可吸入性颗粒物的测量结果及分析： 表二显示了不同时段，车厢内可吸入性颗粒物的浓度变化。可吸入性颗粒物是指直径10m的悬浮颗粒。主要包含尘埃，纤维，微生物等，易通过呼吸道进入人体，是引起呼吸道疾病的主要原因之一。由于可吸入性颗粒物，空气中二氧化碳含量，细菌含量三者关系紧密，所以是衡量室内空气品质的主要指标。国家卫生标准规定公共场所可吸入性颗粒物含量不得超过0.25mg/m3，从上述测试结果判断，各站指标均符合国家卫生标准规定。3.2.4 甲醛含量的测试结果及分析：表三显示了不同时段车内甲醛含量的浓度变化。表三中甲醛浓度为一日内三个不同时段（8：00，14：00，20：00）所测各车厢甲醛浓度的平均值。按照GB/T 18683-2002室内空气质量标准之规定，居室内空气中甲醛卫生标准（最高允许浓度）规定为0.12mg/m3。地铁内甲醛来源主要是地铁内部设施在装配过程中，装配材料含有甲醛。材料中的甲醛在地铁运行期间缓慢释放到外界空气中。车内甲醛含量的高低与室内空气和外界空气的交换友直接关系。在8：00-10：00的时间段中，因车内人员流动相对较大，使得车内的空气，与外界环境进行空气交换的频率和能力明显高于与21：00-23：00时间段的空气交换。但车内甲醛含量都保持在国标规定范围内。四 总结：天津地铁一号线在设计时，已充分考虑到了室内空气质量等与车内人员舒适度有关的问题，对环保材料的使用，在很大程度上减少了车内空气中的甲醛含量，且已达到了室内空气质量标准的要求。一氧化碳的含量也在规定范围内。但个别几站的二氧化碳浓度在乘车人数的增多之后，有显著的上升，且小幅超出国家标准规定范围。在地铁一号线之后的运行期间，要加强对站厅以及机车内环境的监理，在设备设施维护、更换时考虑使用环保材料。随着乘车人数的增多，提高站厅、机车内的机械通风能力，尽量增加站内新风量，从而使站台、机车内的空气质量在国标规定范围内，满足人体舒适度要求。五 参考文献：1 季俊杰 刘臣辉 葛丽英，室内空气污染现状及其防治措施. 环境科学与管理 Environmental Science and Management 2001年,第03期:p.22.2李劲松, 室内空气生物污染危害评价和控制的研究. 中华预防医学会环境卫生分会，全国空气污染与健康学术研讨会论文集, 2005: p. 156170.3 戈鹤山 沈少林 谢明, 大型候车室内空气离子与室内空气质量相关性调查. 中国卫生监督杂志 Chinese Journal of Health Inspection 2005年,第03期:p.3.4 王津涛 姜恩海 王晓光 赵欣然 姚磊, SPSS技术在实证研究数据统计分析中的应用. 计算机工程与应用 Computer Engineering and Applications 2006年,第36期:p.615 Thomas Alsmo and Sture Holmberg, Sick Buildings or Not: Indoor Air Quality and Health Problems in Schools. Fluid and Climate Technology, Royal Institute of Technology, KTH Technology and Health. Indoor Built Environ 2007;16;6:p.548555.附：表一、表二、表三：温度、相对湿度、一氧化碳、二氧化碳测量值站名温度T（）湿度RH （%）一氧化碳浓度（mg/m3）二氧化碳浓度（mg/m3）单节车厢人数编号双林站14.120.50.2282.960-101财经学院站15.518.50.4296.860-102华山里站17.317.70.5333.5530-403复兴门站17.420.30.8406.9330-404陈唐庄站1821.20.8479.7530-405土城站19.925.41.0655.9750-606南楼站20.626.51.1811.0760-707下瓦房站21.428.11.2903.3570-808小白楼站22.630.11.51067.35110-1159鞍山道站22.630.11.51106.26115-12010海光寺站22.430.41.71156.29110-12011二纬路站22.731.92.01323.06120-13012西南角站22.731.62.11319.17120-13013西北角站22.932.61.91235.23110-12014西站23.133.21.71224.67100-11015洪湖里站23.230.31.5860.5560-7016勤俭道站23.129.31.4748.8140-5017本溪路站23.128.51.3711.0140-5018果酒厂站21.324.60.9558.6930-4019西横堤站2121.80.7497.5420-3020刘园站19.5180.4408.041021 表一 可吸入性颗粒物浓度数据统计站名可吸入性颗粒物浓度范围（mg/m3）均值（mg/m3）人数编号双林站0.100.160.5090-101财经学院站0.080.170.5340-102华山里站0.070.150.60030-403复兴门站0.090.180.73230-404陈唐庄站0.060.150.86330-405土城站0.060.161.18050-606南楼站0.080.161.45960-707下瓦房站0.070.151.62570-808小白楼站0.080.171.920110-1159鞍山道站0.070.171.990115-12010海光寺站0.060.172.080110-12011二纬路站0.090.182.380120-13012西南角站0.080.192.373120-13013西北角站0.070.172.222110-12014西站0.050.162.203100-11015洪湖里站0.050.151.54860-7016勤俭道站0.060.161.34740-5017本溪路站0.040.141.27940-5018果酒厂站0.050.151.00530-4019西横堤站0.070.170.89520-3020刘园站0.060.140.7341021 表二甲醛浓度数据统计站名8：0010：00甲醛浓度21：0023：00甲醛浓度编号双林站0.060.091财经学院