某高校建筑室内环境颗粒物分布实测研究

摘要：文章运用现场实测的方法，研究了高校建筑室内颗粒物污染情况，目的是了解大人员密度建筑中可吸入颗粒物的污染状况，寻找解决途径。结果表明：学校室内PM10污染较为严重；可吸入颗粒物中，小颗粒物所占比重偏大，其中小于3μm的颗粒物，占到可吸入颗粒物质量的50%左右，几乎占到了计数浓度的100%；从场合上分，食堂颗粒物浓度最高，污染最严重；从时间段分，中（下）午时段污染较为严重。

关键词：浓度；PM10；可吸入颗粒物；室内环境；空气质量

1 引言

非工业建筑的室内空气质量已变成一个广泛关注的问题【1，2】，室内环境健康受如下因素影响，化学物质、生物颗粒以及人体工程学因素【3】。越来越多的办公室工作人员开始抱怨室内空气质量低下带来的工作效率低下【4】，据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。据美国劳伦斯・伯克利实验室的研究结果证明，室内环境污染每年给美国造成直接和间接的经济损失约3000亿美元。以哮喘为例，大约有1500万美国人遭受哮喘病的折磨，其中500万为儿童，哮喘已成为美国学校师生误工缺课的主要原因。因此，WHO（世界卫生组织）公布的《2002年世界卫生报告》中明确将室内空气污染列为人类健康的十大威胁之一。

研究表明，空气污染是直接影响到人体健康的重要因素，空气中的粒子成分是主要的致病因子，决定是否有害以及致何种疾病【5】，室内外悬浮粒子的浓度处于同一数量级上，而室内可吸入粉尘的浓度还远远高于室外的浓度【6】。

为此，本文将通过现场实测，分析西安某高校教室、宿舍和食堂三个场合的室内PM10情况，对其的颗粒物污染情况进行评价。

2 测试方法

测试地点为某高校的食堂、宿舍、教室，其中食堂测试时间为早上700～800、中午1130～1230、晚上1730～1830三个就餐较为集中的时间段，教室上课时测试时段为上午800～900、下午1400～1500、晚上1900～2000，宿舍测试时段为上午900～1000、中午1300～1400、晚上1900～2300，每次测试时间间隔为5分钟，每个场合根据建筑特点布置3个测点，最后对各个时段不同测点的数据取平均值，测试内容包括粉尘的粒径分布以及粉尘的浓度。

实验中采用美国TSI Aero Trak 9310型激光粒子计数器对上述环境中不同粒径的颗粒数进行了测试，该激光粒子计数器设置了6个粒子通道，分别为0.3μm、0.5μm、1.0μm、3.0μm、5.0μm、10μm六档。室内PM10浓度采用采用国产的智能化多功能袖珍式LD-3C微电脑激光粉尘仪，该粉尘仪检测灵敏度为1CPM=0.01mg/m3；测量范围为0.01～100mg/m3。

3测试结果与讨论

3.1测试结果

表1分别显示了三地点不同时段的PM10质量浓度，从中可以看出三个场合下，在测试时间段内PM10浓度几乎都超过了国家标准规定的0.15mg/m3，尤其食堂午饭时间的平均浓度达到了国家标准规定的2.8倍，早饭时间也达到了2.3倍；室内空气质量较好的是宿舍，教室次之，食堂最差；由于人员活动原因，各场合室内空气质量较好的时间段不完全相同。食堂全天都最高，下午时段教室和宿舍的浓度接近，上午和中午时段教室高于宿舍。三个时段相比，食堂和教室中午时段质量浓度最高；宿舍早上时段最高，下午最低；对于食堂下午和上午浓度接近，对于教室中午最高，上午高于下午阶段。

表1各地点PM10浓度

图1-图3显示了三地点粒径计数累计频率，从图中可以看出三个场合所有测试时间段中粒径小于3μm的颗粒几乎占了计数频率的100%，其中粒径小于1μm的颗粒占计数频率的90%左右，粒径小于0.5μm的颗粒占计数频率的40%左右。

图3宿舍计数累计频率图4教室质量累计百分比

图4-图6显示了三地点不同粒径颗粒物的质量累计百分比，从图中可以看出，教室中小于3μm的颗粒约占颗粒总质量的25%-55%之间，小于5μm的颗粒约占颗粒总质量的40%-65%之间；食堂中小于3μm的颗粒约占颗粒总质量的40%-60%之间，小于5μm的颗粒约占颗粒总质量的55%-65%之间；宿舍中小于3μm的颗粒约占颗粒总质量的45%-65%之间，小于5μm的颗粒约占颗粒总质量的55%-85%之间；三地点中小于1μm的颗粒约占颗粒总质量的10%。可见，上述三个室内环境中，小于5μm的颗粒均占颗粒总质量的一半以上。

图5食堂质量累计百分比图6宿舍质量累计百分比

3.2分析与讨论

研究表明，室内颗粒物污染中，小颗粒物对人体危害性较大，其中,可吸入颗粒物中的细颗粒物PM2.5因其粒径较小和比表面积较大,更容易富集有毒物质,对人体健康的危害远比粗颗粒物大[7]。而上述测试中，小于3μm的颗粒物，占到可吸入颗粒物质量的50%左右，几乎占到了计数浓度的100%，可见其对室内环境健康将造成很大危害，必需将以控制。

4结论

从以上分析可得如下结论：

①学校室内PM10污染较为严重；

②可吸入颗粒物中，小颗粒物所占比重偏大，其中小于3μm的颗粒物，占到可吸入颗粒物质量的50%左右，几乎占到了计数浓度的100%；

③从场合上分，食堂颗粒物浓度最高，污染最严重；

④从时间段分，中（下）午时段污染较为严重。

由于所测试建筑采用自然通风系统，建议在人员密度较大的学校建筑中，增加机械通风系统，通过通风稀释等手段降低室内颗粒物污染。

参考文献

【1】NRC. 1981. Indoor pollutants. National Research Council, National Academy Press, Washington, D.C.

【2】Spengler, J., C. Hallowell, D. Moschandreas, and O. Fanger. 1982. Environment international. Indoor air pollution. Pergamon Press, Oxford, U.K.

【3】2009 ASHRAE Handbook.

【4】 Burge, S., A. Hedge, S. Wilson, J.H. Bass, and A. Robertson. 1987. Sick building syndrome: A study of 4373 office workers. Annals of Occupational Hygiene 31:493-504.

【5】车凤翔.中国城市气溶胶危害评价.中国粉体技术[J].1999.5(3):4~9.

【6】2005 ASHRAE Handbook-Standard 62.1.

【7】孟昭阳,张怀德,蒋晓明,等.太原地区冬春季PM2.5污染特征及影响因素[J].中国科学院研究生院学报,2007,24(5):648-65

简介：

姚晓晗 性别： 女 出生日期： 1981年05月23日 学历： 硕士职称： 助理工程师

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