Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價(jià)報告
Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價(jià)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(guò)監測北京市公共交通工具微環(huán)境內一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物的濃度，進(jìn)而對各交通工具微環(huán)境內的空氣質(zhì)量進(jìn)行了綜合評價(jià)。研究顯示，在北京市公共交通系統中，空氣質(zhì)量的排序為，城鐵的車(chē)內空氣質(zhì)量*好，其次為地鐵，出租車(chē)，而公共汽車(chē)的車(chē)內空氣質(zhì)量*差?？傮w來(lái)說(shuō)，交通工具內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(jià)
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(huì )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(guò)相當長(cháng)的時(shí)間。研究顯示，普通人群在交通工具微環(huán)境中的時(shí)間占**總時(shí)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(lái)說(shuō)，在交通工具微環(huán)境中渡過(guò)的時(shí)間會(huì )達到**時(shí)間的30%以上（Jo and Yu, 2001）。由于交通工具內的環(huán)境相對封閉，且一直處于流動(dòng)源污染帶上，因此交通工具微環(huán)境內污染物質(zhì)的濃度常常高于室外大氣及建筑室內濃度（Fernandez et al., 1995a,b）。在這一環(huán)境的暴露具有時(shí)間長(cháng)，濃度高，涉及人群廣的特點(diǎn)。交通工具微環(huán)境內的空氣質(zhì)量對多數人群的健康具有重要的影響。因此，交通工具微環(huán)境內空氣質(zhì)量逐漸受到了公眾的重視，國外研究人員從上個(gè)世紀七十年代末期開(kāi)始進(jìn)行此方向的研究，并得到了一些有益的結論，但是在我國這方面的研究基本呈現真空狀態(tài)，相關(guān)研究亟需開(kāi)展。
近年來(lái)，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市化進(jìn)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(wàn)平方公里，人口已達1500萬(wàn)，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(chē)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。據調查，六成以上北京市民出行依靠公共交通工具，公共交通系統在北京市城市交通系統中占主體地位（康悅, 2002）。在2005年，北京市公共交通系統（城鐵、地鐵、出租車(chē)及公共汽車(chē)）年運送乘客數接近60億人次（北京統計局, 2006）。而近年來(lái)北京的交通擁堵?tīng)顩r加劇，車(chē)輛行駛速度緩慢，人們置身于茫茫車(chē)流之中的時(shí)間比以往更長(cháng)（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(zhù)人們的健康**問(wèn)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(jìn)行綜合評價(jià)。
在2004年7月至2006年8月選取北京市城鐵、地鐵、出租車(chē)、公共汽車(chē)中具有代表性的車(chē)輛進(jìn)行了一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物車(chē)內濃度監測，具體的研究設計、研究方法詳見(jiàn)文獻（李湉湉，2007）。實(shí)驗所用儀器設備如表1所示。
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交通工具微環(huán)境空氣質(zhì)量綜合評價(jià)采用姚志麒（1993）提出的*高值與平均值兼顧的空氣質(zhì)量指數法對交通工具微環(huán)境內的空氣質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。此方法在室內及交通工具微環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)中已有**應用的先例（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(jià)標準（Si），得到質(zhì)量分指數Ii，選出其中*大值（Imax），再求出i個(gè)污染物質(zhì)量分指數的平均值（Iav），兩者的幾何均數即為空氣質(zhì)量指數（I）。其數學(xué)表達式如式1示：
I的數值越大，反映綜合污染越嚴重，通過(guò)引入室內空氣污染質(zhì)量等級（沈晉明, 1997）判斷標準，如表2所示，對交通工具微環(huán)境內的空氣質(zhì)量進(jìn)行判斷，本研究所監測污染物的國家室內空氣質(zhì)量標準數值如表4所示（室內空氣質(zhì)量聯(lián)合起草小組, 2002）。該評價(jià)方法中，分指數定義為污染物濃度Ci與標準值Si之比，Si的倒數可看作其權重系數，形象地表示了某個(gè)污染物濃度與其標準值間的距離。該指數有如下特點(diǎn)：
（1）形式簡(jiǎn)單，計算方便，適應污染物個(gè)數的增減，適用于綜合評價(jià)幾種污染物共同作用下的空氣質(zhì)量。
（2）兼顧了各參數中*大值與平均值的影響。由于人的感覺(jué)與污染物濃度大小不成線(xiàn)性比例，當某一污染物污染嚴重時(shí)，可能會(huì )造成比較大的危害，引入Imax項就是為了體現污染*嚴重的因子對整個(gè)空氣質(zhì)量的影響。
各交通工具微環(huán)境內的污染物樣本量、濃度算術(shù)均值、標準偏差如表3所示。
由于目前我國未出臺交通工具微環(huán)境內的空氣質(zhì)量標準，故本研究將測得的交通工具微環(huán)境內污染物濃度數值與我國室內空氣質(zhì)量標準（GB/T 18883-2002）（室內空氣質(zhì)量聯(lián)合起草小組, 2002）相比較，如表4所示。從超標情況來(lái)看，在各種交通工具中，公交汽車(chē)的污染*嚴重，除了苯不超標外，其它污染物質(zhì)不同程度的超出標準值，其中PM10超標*為嚴重，超標率達到了84%。而城鐵的車(chē)內空氣質(zhì)量*好，僅有二氧化碳超出標準值。對于不同的污染物質(zhì)來(lái)說(shuō)，所有交通工具微環(huán)境內的二氧化碳均呈現不同程度的超標現象，以出租車(chē)內二氧化碳的超標率為*，達到了92%。一氧化碳在道路交通系統公共汽車(chē)及出租車(chē)中出現了超標現象，且出租車(chē)的超標率要高于公共汽車(chē)。除城鐵外，其它交通工具內的顆粒物污染均呈現超標狀況，其中地鐵的PM10污染較為嚴重，超標率為91%。而苯系物在各交通工具內的濃度均較低，僅在公共汽車(chē)內出現了甲苯及二甲苯的超標現象，且超標率很低，僅為3%。
表4 交通工具微環(huán)境內污染物質(zhì)超標情況
a來(lái)自于室內空氣質(zhì)量標準（GB/T 18883-2002）（室內空氣質(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)境內的空氣質(zhì)量綜合評價(jià)結果如表5所示。城鐵車(chē)廂內空氣質(zhì)量*好，為II級未污染的級別，二氧化碳是首要的污染物，這主要是乘客數量較多造成的，目前車(chē)內的通風(fēng)系統基本可以保證車(chē)內較清潔的空氣質(zhì)量，在原有基礎上改善車(chē)廂內通風(fēng)換氣系統，將有助于車(chē)內空氣質(zhì)量的進(jìn)一步提高。在軌道交通系統中，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(chē)廂內并無(wú)PM10來(lái)源，所以地鐵地下運行環(huán)境空氣質(zhì)量的改善，將促進(jìn)地鐵車(chē)廂內空氣質(zhì)量的提高。而非空調公共汽車(chē)在開(kāi)窗情況下的車(chē)內空氣質(zhì)量*差，為V級重度污染的級別，PM10為首要污染物，污染指數達到了9.70，與其它道路交通系統交通工具相比可發(fā)現，車(chē)輛在開(kāi)窗的情況下會(huì )使得車(chē)內空氣質(zhì)量下降，且其首要污染物均為顆粒物。而關(guān)窗情況下，車(chē)內空氣質(zhì)量相對較好，這是因為在關(guān)窗的情況下，各種車(chē)輛均不同程度的阻止了車(chē)外顆粒物進(jìn)入車(chē)內?？照{車(chē)由于空調系統的運行，會(huì )過(guò)濾掉車(chē)內的大顆粒物，所以其車(chē)內的大顆粒物濃度會(huì )顯著(zhù)下降，車(chē)內空氣質(zhì)量較好，同時(shí)首要污染物發(fā)生變化，在空調公共汽車(chē)中為一氧化碳，而出租車(chē)的首要污染物為二氧化碳。
表5 交通工具微環(huán)境內空氣質(zhì)量綜合指數
在各種交通工具內，二氧化碳濃度超標率（與國家室內空氣質(zhì)量標準比較）均達30%以上，其中，二氧化碳在出租車(chē)內的污染*為嚴重，平均值達2005ppm。除城鐵外，地鐵、出租車(chē)、公共汽車(chē)內的顆粒物濃度超標率均達30%以上，特別是公共汽車(chē)內的顆粒物污染非常嚴重，PM10平均值達758μg?m-3。在道路交通系統公共汽車(chē)及出租車(chē)中，一氧化碳濃度較高存在著(zhù)一定的污染情況，超標率達到10%以上，出租車(chē)內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中，空氣質(zhì)量的排序為：城鐵的車(chē)內空氣質(zhì)量*好，其次為地鐵，出租車(chē)，而公共汽車(chē)的車(chē)內空氣質(zhì)量*差?？偟膩?lái)說(shuō)，軌道交通系統的車(chē)內空氣質(zhì)量要好于道路交通系統。通風(fēng)方式及空氣交換率大小在不同程度上決定著(zhù)車(chē)內空氣質(zhì)量及車(chē)內的首要污染物。在關(guān)窗及空氣交換率較小的情況下，車(chē)內的空氣質(zhì)量較好且首要污染物多為具有車(chē)內明顯來(lái)源的污染物如一氧化碳、二氧化碳等。在開(kāi)窗及空氣交換率較大的情況下，車(chē)內的空氣質(zhì)量較差且首要污染物為顆粒物。
[1] 白郁華, 陳旦華, 1998. 室內環(huán)境質(zhì)量調查——北京大學(xué)園區室內空氣污染綜合評價(jià). 北京: 原子能出版社.
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