Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價報告
Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價報告
摘要：
北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，環(huán)境科學(xué)系，北京 100871
本研究通過監(jiān)測北京市公共交通工具微環(huán)境內(nèi)一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物的濃度，進而對各交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量進行了綜合評價。研究顯示，在北京市公共交通系統(tǒng)中，空氣質(zhì)量的排序為，城鐵的車內(nèi)空氣質(zhì)量*好，其次為地鐵，出租車，而公共汽車的車內(nèi)空氣質(zhì)量*差。總體來說，交通工具內(nèi)顆粒物及二氧化碳的污染較為嚴重，濃度相對較高。一氧化碳在道路交通系統(tǒng)中污染較嚴重。
關(guān)鍵詞：交通工具 微環(huán)境 空氣質(zhì)量評價
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們會不可避免地使用到各種各樣的交通工具并且在交通工具中渡過相當(dāng)長的時間。研究顯示，普通人群在交通工具微環(huán)境中的時間占**總時間的7.5%（ISIAQ, 2005）。而對于在交通工具微環(huán)境中工作的人群（司機、售票員）來說，在交通工具微環(huán)境中渡過的時間會達到**時間的30%以上（Jo and Yu, 2001）。由于交通工具內(nèi)的環(huán)境相對封閉，且一直處于流動源污染帶上，因此交通工具微環(huán)境內(nèi)污染物質(zhì)的濃度常常高于室外大氣及建筑室內(nèi)濃度（Fernandez et al., 1995a,b）。在這一環(huán)境的暴露具有時間長，濃度高，涉及人群廣的特點。交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量對多數(shù)人群的健康具有重要的影響。因此，交通工具微環(huán)境內(nèi)空氣質(zhì)量逐漸受到了公眾的重視，國外研究人員從上個世紀(jì)七十年代末期開始進行此方向的研究，并得到了一些有益的結(jié)論，但是在我國這方面的研究基本呈現(xiàn)真空狀態(tài)，相關(guān)研究亟需開展。
近年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市化進程加劇，城市人口不斷增加，城市面積不斷擴大，乘坐交通工具已成為人們的一種主要出行方式。以北京為例，城市面積1.68萬平方公里，人口已達1500萬，因此各種交通工具成為人們穿梭在偌大的都市中*主要的代步工具。與發(fā)達國家人們出行通常依靠私家車的情況不同，在我國公共交通工具仍是人們出行**的交通工具。據(jù)調(diào)查，六成以上北京市民出行依靠公共交通工具，公共交通系統(tǒng)在北京市城市交通系統(tǒng)中占主體地位（康悅, 2002）。在2005年，北京市公共交通系統(tǒng)（城鐵、地鐵、出租車及公共汽車）年運送乘客數(shù)接近60億人次（北京統(tǒng)計局, 2006）。而近年來北京的交通擁堵狀況加劇，車輛行駛速度緩慢，人們置身于茫茫車流之中的時間比以往更長（康悅, 2002）。因此交通工具微環(huán)境的空氣質(zhì)量狀況直接關(guān)系著人們的健康**問題。本研究的研究目的是對北京市各公共交通工具的空氣質(zhì)量進行綜合評價。
在2004年7月至2006年8月選取北京市城鐵、地鐵、出租車、公共汽車中具有代表性的車輛進行了一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物車內(nèi)濃度監(jiān)測，具體的研究設(shè)計、研究方法詳見文獻（李湉湉，2007）。實驗所用儀器設(shè)備如表1所示。
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交通工具微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價采用姚志麒（1993）提出的*高值與平均值兼顧的空氣質(zhì)量指數(shù)法對交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量進行評價。此方法在室內(nèi)及交通工具微環(huán)境空氣質(zhì)量評價中已有**應(yīng)用的先例（白郁華等, 1998；沈晉明等, 1995; Li et al., 2007）。
該方法首先將各污染物的平均濃度（Ci）除以該污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)（Si），得到質(zhì)量分指數(shù)Ii，選出其中*大值（Imax），再求出i個污染物質(zhì)量分指數(shù)的平均值（Iav），兩者的幾何均數(shù)即為空氣質(zhì)量指數(shù)（I）。其數(shù)學(xué)表達式如式1示：
Si：第i種污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)值；
I的數(shù)值越大，反映綜合污染越嚴重，通過引入室內(nèi)空氣污染質(zhì)量等級（沈晉明, 1997）判斷標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示，對交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量進行判斷，本研究所監(jiān)測污染物的國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值如表4所示（室內(nèi)空氣質(zhì)量聯(lián)合起草小組, 2002）。該評價方法中，分指數(shù)定義為污染物濃度Ci與標(biāo)準(zhǔn)值Si之比，Si的倒數(shù)可看作其權(quán)重系數(shù)，形象地表示了某個污染物濃度與其標(biāo)準(zhǔn)值間的距離。該指數(shù)有如下特點：
（1）形式簡單，計算方便，適應(yīng)污染物個數(shù)的增減，適用于綜合評價幾種污染物共同作用下的空氣質(zhì)量。
（2）兼顧了各參數(shù)中*大值與平均值的影響。由于人的感覺與污染物濃度大小不成線性比例，當(dāng)某一污染物污染嚴重時，可能會造成比較大的危害，引入Imax項就是為了體現(xiàn)污染*嚴重的因子對整個空氣質(zhì)量的影響。
表2 室內(nèi)空氣質(zhì)量等級判斷標(biāo)準(zhǔn)
各交通工具微環(huán)境內(nèi)的污染物樣本量、濃度算術(shù)均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差如表3所示。
表3交通工具微環(huán)境內(nèi)污染物濃度
由于目前我國未出臺交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故本研究將測得的交通工具微環(huán)境內(nèi)污染物濃度數(shù)值與我國室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18883-2002）（室內(nèi)空氣質(zhì)量聯(lián)合起草小組, 2002）相比較，如表4所示。從超標(biāo)情況來看，在各種交通工具中，公交汽車的污染*嚴重，除了苯不超標(biāo)外，其它污染物質(zhì)不同程度的超出標(biāo)準(zhǔn)值，其中PM10超標(biāo)*為嚴重，超標(biāo)率達到了84%。而城鐵的車內(nèi)空氣質(zhì)量*好，僅有二氧化碳超出標(biāo)準(zhǔn)值。對于不同的污染物質(zhì)來說，所有交通工具微環(huán)境內(nèi)的二氧化碳均呈現(xiàn)不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象，以出租車內(nèi)二氧化碳的超標(biāo)率為*，達到了92%。一氧化碳在道路交通系統(tǒng)公共汽車及出租車中出現(xiàn)了超標(biāo)現(xiàn)象，且出租車的超標(biāo)率要高于公共汽車。除城鐵外，其它交通工具內(nèi)的顆粒物污染均呈現(xiàn)超標(biāo)狀況，其中地鐵的PM10污染較為嚴重，超標(biāo)率為91%。而苯系物在各交通工具內(nèi)的濃度均較低，僅在公共汽車內(nèi)出現(xiàn)了甲苯及二甲苯的超標(biāo)現(xiàn)象，且超標(biāo)率很低，僅為3%。
表4 交通工具微環(huán)境內(nèi)污染物質(zhì)超標(biāo)情況
a來自于室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18883-2002）（室內(nèi)空氣質(zhì)量聯(lián)合起草小組, 2002）
在本研究測定的通風(fēng)方式下，各交通工具微環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量綜合評價結(jié)果如表5所示。城鐵車廂內(nèi)空氣質(zhì)量*好，為II級未污染的級別，二氧化碳是首要的污染物，這主要是乘客數(shù)量較多造成的，目前車內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)基本可以保證車內(nèi)較清潔的空氣質(zhì)量，在原有基礎(chǔ)上改善車廂內(nèi)通風(fēng)換氣系統(tǒng)，將有助于車內(nèi)空氣質(zhì)量的進一步提高。在軌道交通系統(tǒng)中，地鐵的污染要比城鐵嚴重，屬于輕度污染，其中PM10的污染*為嚴重，由于地鐵車廂內(nèi)并無PM10來源，所以地鐵地下運行環(huán)境空氣質(zhì)量的改善，將促進地鐵車廂內(nèi)空氣質(zhì)量的提高。而非空調(diào)公共汽車在開窗情況下的車內(nèi)空氣質(zhì)量*差，為V級重度污染的級別，PM10為首要污染物，污染指數(shù)達到了9.70，與其它道路交通系統(tǒng)交通工具相比可發(fā)現(xiàn)，車輛在開窗的情況下會使得車內(nèi)空氣質(zhì)量下降，且其首要污染物均為顆粒物。而關(guān)窗情況下，車內(nèi)空氣質(zhì)量相對較好，這是因為在關(guān)窗的情況下，各種車輛均不同程度的阻止了車外顆粒物進入車內(nèi)。空調(diào)車由于空調(diào)系統(tǒng)的運行，會過濾掉車內(nèi)的大顆粒物，所以其車內(nèi)的大顆粒物濃度會顯著下降，車內(nèi)空氣質(zhì)量較好，同時首要污染物發(fā)生變化，在空調(diào)公共汽車中為一氧化碳，而出租車的首要污染物為二氧化碳。
表5 交通工具微環(huán)境內(nèi)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)
在各種交通工具內(nèi)，二氧化碳濃度超標(biāo)率（與國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較）均達30%以上，其中，二氧化碳在出租車內(nèi)的污染*為嚴重，平均值達2005ppm。除城鐵外，地鐵、出租車、公共汽車內(nèi)的顆粒物濃度超標(biāo)率均達30%以上，特別是公共汽車內(nèi)的顆粒物污染非常嚴重，PM10平均值達758μg?m-3。在道路交通系統(tǒng)公共汽車及出租車中，一氧化碳濃度較高存在著一定的污染情況，超標(biāo)率達到10%以上，出租車內(nèi)的一氧化碳污染較為嚴重，平均值達8.5ppm。
在北京市公共交通系統(tǒng)中，空氣質(zhì)量的排序為：城鐵的車內(nèi)空氣質(zhì)量*好，其次為地鐵，出租車，而公共汽車的車內(nèi)空氣質(zhì)量*差。總的來說，軌道交通系統(tǒng)的車內(nèi)空氣質(zhì)量要好于道路交通系統(tǒng)。通風(fēng)方式及空氣交換率大小在不同程度上決定著車內(nèi)空氣質(zhì)量及車內(nèi)的首要污染物。在關(guān)窗及空氣交換率較小的情況下，車內(nèi)的空氣質(zhì)量較好且首要污染物多為具有車內(nèi)明顯來源的污染物如一氧化碳、二氧化碳等。在開窗及空氣交換率較大的情況下，車內(nèi)的空氣質(zhì)量較差且首要污染物為顆粒物。
[1] 白郁華, 陳旦華, 1998. 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量調(diào)查——北京大學(xué)園區(qū)室內(nèi)空氣污染綜合評價. 北京: 原子能出版社.
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