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Dustmate粉尘检测仪入选微环境空气质量综合评价报告

2023年08月02日 10:19:57 来源：申贝科学仪器（苏州）有限公司 >> 进入该公司展台阅读量：24

Dustmate粉尘检测仪入选微环境空气质量综合评价报告
摘要：
白郁华^* 李湉湉刘兆荣李金龙

北京大学环境科学与工程学院，环境科学系，北京 100871

: yhbai@

本研究通过监测北京市公共交通工具微环境内一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、苯系物的浓度，进而对各交通工具微环境内的空气质量进行了综合评价。研究显示，在北京市公共交通系统中，空气质量的排序为，城铁的车内空气质量*好，其次为地铁，出租车，而公共汽车的车内空气质量*差。总体来说，交通工具内颗粒物及二氧化碳的污染较为严重，浓度相对较高。一氧化碳在道路交通系统中污染较严重。

关键词：交通工具微环境空气质量评价

中图分类号：X131.1

Air Quality Assessment in Public Transportation Vehicles inBeijing, China

Yuhua Bai Tiantian Li Zhaorong Liu Jinlong Li

Department of Environmental Sciences, College of Environmental Science and Engineer

PekingUniversity, Beijing 100871, China

Abstract: This study measured the concentrations of carbon monoxide, carbon dioxide, particle matter, benzene in public transportation vehicles inBeijing, China. The air quality assessment was conducted in different public transportation vehicles. The main conclusions are: railway passenger cars have the best air quality, following by subway passenger cars and taxis. Buses have the worst air quality. Particulate matter and carbon dioxide concentrations are high in all public transportation vehicles. Carbon monoxide concentrations are high in taxis and buses.

Key Words: Transportation vehicle, Microenvironment, Air quality assessment

生活在大都市中的人们会不可避免地使用到各种各样的交通工具并且在交通工具中渡过相当长的时间。研究显示，普通人群在交通工具微环境中的时间占**总时间的7.5%（ISIAQ, 2005）。而对于在交通工具微环境中工作的人群（司机、售票员）来说，在交通工具微环境中渡过的时间会达到**时间的30%以上（Jo and Yu, 2001）。由于交通工具内的环境相对封闭，且一直处于流动源污染带上，因此交通工具微环境内污染物质的浓度常常高于室外大气及建筑室内浓度（Fernandez et al., 1995a,b）。在这一环境的暴露具有时间长，浓度高，涉及人群广的特点。交通工具微环境内的空气质量对多数人群的健康具有重要的影响。因此，交通工具微环境内空气质量逐渐受到了公众的重视，国外研究人员从上个世纪七十年代末期开始进行此方向的研究，并得到了一些有益的结论，但是在我国这方面的研究基本呈现真空状态，相关研究亟需开展。

近年来，我国经济高速发展，城市化进程加剧，城市人口不断增加，城市面积不断扩大，乘通工具已成为人们的一种主要出行方式。以北京为例，城市面积1.68万平方公里，人口已达1500万，因此各种交通工具成为人们穿梭在偌大的都市中*主要的代步工具。与发达国家人们出行通常依靠私家车的情况不同，在我国公共交通工具仍是人们出行**的交通工具。据调查，六成以上北京市民出行依靠公共交通工具，公共交通系统在北京市城市交通系统中占主体地位（康悦, 2002）。在2005年，北京市公共交通系统（城铁、地铁、出租车及公共汽车）年运送乘客数接近60亿人次（北京, 2006）。而近年来北京的交通拥堵状况加剧，车辆行驶速度缓慢，人们置身于茫茫车流之中的时间比以往更长（康悦, 2002）。因此交通工具微环境的空气质量状况直接关系着人们的健康安全问题。本研究的研究目的是对北京市各公共交通工具的空气质量进行综合评价。

1. 研究方法

1.1 现场监测

在2004年7月至2006年8月选取北京市城铁、地铁、出租车、公共汽车中具有代表性的车辆进行了一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、苯系物车内浓度监测，具体的研究设计、研究方法详见文献（李湉湉，2007）。实验所用仪器设备如表1所示。

表1 检测项目及所用仪器

检测项目	原理	仪器设备
苯系物	气相色谱法	Varian3400型毛细管柱气相色谱仪
颗粒物	光学色散原理	便携式英国 DustMate 粉尘检测仪(申贝总代理）
一氧化碳	非分散红外原理	便携式GXH-3051一氧化碳分析仪
二氧化碳	非分散红外原理	便携式PCO2/10二氧化碳分析仪

1.2 空气质量评价方法

交通工具微环境空气质量综合评价采用姚志麒（1993）提出的*高值与平均值兼顾的空气质量指数法对交通工具微环境内的空气质量进行评价。此方法在室内及交通工具微环境空气质量评价中已有**应用的先例（白郁华等, 1998；沈晋明等, 1995; Li et al., 2007）。

该方法首先将各污染物的平均浓度（C_{i）除以该污染物的评价标准（S_{i），得到质量分指数I_{i，选出其中*大值（I_{max），再求出i个污染物质量分指数的平均值（I_{av），两者的几何均数即为空气质量指数（I）。其数学表达式如式1示：}}}}}

其中：I：空气质量指数；

I_{max：*大质量分指数；}

I_{av：平均质量分指数；}

C_{i：第i种污染物的浓度；}

S_{i：第i种污染物的评价标准值；}

k：污染物个数

I的数值越大，反映综合污染越严重，通过引入室内空气污染质量等级（沈晋明, 1997）判断标准，如表2所示，对交通工具微环境内的空气质量进行判断，本研究所监测污染物的国家室内空气质量标准数值如表4所示（室内空气质量联合起草小组, 2002）。该评价方法中，分指数定义为污染物浓度C_{i与标准值S_{i之比，S_{i的倒数可看作其权重系数，形象地表示了某个污染物浓度与其标准值间的距离。该指数有如下特点：}}}

（1）形式简单，计算方便，适应污染物个数的增减，适用于综合评价几种污染物共同作用下的空气质量。

（2）兼顾了各参数中*大值与平均值的影响。由于人的感觉与污染物浓度大小不成线性比例，当某一污染物污染严重时，可能会造成比较大的危害，引入I_{max项就是为了体现污染*严重的因子对整个空气质量的影响。}

表2 室内空气质量等级判断标准

空气质量指数I	室内空气质量等级	等级评语
≤0.49	I	清洁
0.50-0.99	II	未污染
1.00-1.49	III	轻污染
1.50-1.99	IV	中污染
≥2.00	V	重污染

2 结果及讨论

2.1 污染物浓度水平

各交通工具微环境内的污染物样本量、浓度算术均值、标准偏差如表3所示。

表3交通工具微环境内污染物浓度

目标污染物		单位	公共汽车			出租车			城铁			地铁
目标污染物		单位	N	Mean	SD	N	Mean	SD	N	Mean	SD	N	Mean	SD
一氧化碳		ppm	642	6.8	18.5	173	8.5	5.6	194	0.8	0.4	156	1.8	0.8
二氧化碳		ppm	660	1253.5	633.0	170	2004.9	937.0	201	1177.4	432.3	156	986.0	279.0
PM10		μg∙m^-3	633	757.9	1116.7	142	131.5	144.8	83	108.4	56.0	156	324.8	125.5
苯		μg∙m^-3	87	17.3	15.9	38	14.5	11.1	18	13.7	5.5	21	7.6	2.1
甲苯		μg∙m^-3	88	44.2	67.0	38	12.7	10.2	18	12.4	4.7	26	9.7	3.5
二甲苯	m/p	μg∙m^-3	87	38.5	45.7	38	10.8	11.2	18	4.1	2.3	20	7.7	2.3
二甲苯	O	μg∙m^-3	85	16.9	25.0	38	5.4	5.6	18	4.1	2.3	20	7.7	2.3

由于目前我国未出台交通工具微环境内的空气质量标准，故本研究将测得的交通工具微环境内污染物浓度数值与我国室内空气质量标准（GB/T 18883-2002）（室内空气质量联合起草小组, 2002）相比较，如表4所示。从超标情况来看，在各种交通工具中，公交汽车的污染*严重，除了苯不超标外，其它污染物质不同程度的超出标准值，其中PM₁₀超标*为严重，超标率达到了84%。而城铁的车内空气质量*好，仅有二氧化碳超出标准值。对于不同的污染物质来说，所有交通工具微环境内的二氧化碳均呈现不同程度的超标现象，以出租车内二氧化碳的超标率为*，达到了92%。一氧化碳在道路交通系统公共汽车及出租车中出现了超标现象，且出租车的超标率要高于公共汽车。除城铁外，其它交通工具内的颗粒物污染均呈现超标状况，其中地铁的PM₁₀污染较为严重，超标率为91%。而苯系物在各交通工具内的浓度均较低，仅在公共汽车内出现了甲苯及二甲苯的超标现象，且超标率很低，仅为3%。

表4 交通工具微环境内污染物质超标情况

监测项目	单位	标准值^a	超标率
监测项目	单位	标准值^a	公交车	出租车	城铁	地铁
CO	ppm	8.0	10%	45%	0%	0%
CO2	%	0.10	50%	92%	60%	37%
PM10	mg/m3	0.15	84%	33%	0%	91%
苯	mg/m3	0.11	0%	0%	0%	0%
甲苯	mg/m3	0.20	3%	0%	0%	0%
二甲苯	mg/m3	0.20	3%	0%	0%	0%

a来自于室内空气质量标准（GB/T 18883-2002）（室内空气质量联合起草小组, 2002）

2.2 空气质量综合评价

在本研究测定的通风方式下，各交通工具微环境内的空气质量综合评价结果如表5所示。城铁车厢内空气质量*好，为II级未污染的级别，二氧化碳是首要的污染物，这主要是乘客数量较多造成的，目前车内的通风系统基本可以保证车内较清洁的空气质量，在原有基础上改善车厢内通风换气系统，将有助于车内空气质量的进一步提高。在轨道交通系统中，地铁的污染要比城铁严重，属于轻度污染，其中PM_{10的污染*为严重，由于地铁车厢内并无PM_{10来源，所以地铁地下运行环境空气质量的改善，将促进地铁车厢内空气质量的提高。而非空调公共汽车在开窗情况下的车内空气质量*差，为V级重度污染的级别，PM_{10为首要污染物，污染指数达到了9.70，与其它道路交通系统交通工具相比可发现，车辆在开窗的情况下会使得车内空气质量下降，且其首要污染物均为颗粒物。而关窗情况下，车内空气质量相对较好，这是因为在关窗的情况下，各种车辆均不同程度的阻止了车外颗粒物进入车内。空调车由于空调系统的运行，会过滤掉车内的大颗粒物，所以其车内的大颗粒物浓度会显著下降，车内空气质量较好，同时首要污染物发生变化，在空调公共汽车中为一氧化碳，而出租车的首要污染物为二氧化碳。}}}

表5 交通工具微环境内空气质量综合指数

	空调公共汽车		非空调公共汽车		出租车	地铁	城铁
通风方式	关窗	开窗	关窗	开窗	关窗	关窗	关窗
I 值	1.34	1.53	2.36	4.23	1.17	1.13	0.66
Imax 值及其	1.82	2.80	4.62	9.70	2.00	2.17	1.17
所属污染物	CO	PM10	PM10	PM10	CO2	PM10	CO2
车内空气质量等级	III	IV	V	V	III	III	I

3 结论

在各种交通工具内，二氧化碳浓度超标率（与国家室内空气质量标准比较）均达30%以上，其中，二氧化碳在出租车内的污染*为严重，平均值达2005ppm。除城铁外，地铁、出租车、公共汽车内的颗粒物浓度超标率均达30%以上，特别是公共汽车内的颗粒物污染非常严重，PM_{10平均值达758μg∙m^{-3。在道路交通系统公共汽车及出租车中，一氧化碳浓度较高存在着一定的污染情况，超标率达到10%以上，出租车内的一氧化碳污染较为严重，平均值达8.5ppm。}}

在北京市公共交通系统中，空气质量的排序为：城铁的车内空气质量*好，其次为地铁，出租车，而公共汽车的车内空气质量*差。总的来说，轨道交通系统的车内空气质量要好于道路交通系统。通风方式及空气交换率大小在不同程度上决定着车内空气质量及车内的首要污染物。在关窗及空气交换率较小的情况下，车内的空气质量较好且首要污染物多为具有车内明显来源的污染物如一氧化碳、二氧化碳等。在开窗及空气交换率较大的情况下，车内的空气质量较差且首要污染物为颗粒物。

参考文献

[1] 白郁华, 陈旦华, 1998. 室内环境质量调查——北京大学园区室内空气污染综合评价. 北京: 原子能出版社.

[2] 北京市, 2006. 北京市统计年鉴2006. 北京:中国统计出版社.

[3] 李湉湉,2007.公共交通工具微环境空气污染物人群暴露研究.北京大学博士研究生毕业论文.

[4] 康悦, 2002. 北京市民公共交通状况满意度调查.

[5] 沈晋明, 毛继传, 孙光前, 1995. 上海办公大楼空气品质客观评价. 建筑热能通风空调. 4:14-17.

[6] 沈晋明, 1997. 室内空气品质的评价. 暖通空调. 4:22-25.

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[8] 姚志麟, 1993. 环境卫生学. 北京: 人民卫生出版社, 第2版.

[9] Fernandez A.A., Ashmore M.R., 1995a. Exposure of commuters to carbon monoxide in Mexico City I. Measurement of in-vehicle concentrations. Atmospheric Environment. 29: 525-539.

[10] Fernandez A.A., Ashmore M.R., 1995b. Exposure of commuters to carbon monoxide in Mexico City II. C omparison of in-vehicle and fixed-site concentrations. Journal of exposure analysis and environmental epidemiology. 5: 497-510.

[11] International Society of Indoor Air Quality and Climate (ISIAQ), 2005. Summary Report of Indoor Air 2005 Forums. The 10th International Conference on Indoor Air Quality and Climate,Beijing, China.

[12] Jo W.K., Yu C.H., 2001. Public bus and taxicab drivers’ exposure to aromatic work-time volatile organic compounds. Environmental Research Section A. 86: 66-72.

[13] Li TT, Bai YH, Liu ZR and Li JL, 2007. In-train Air Quality Assessment of the Railway Transit System inBeijing, China. Transportation Research Part D: Transport and Environment. 12:64-67.

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