武漢公交車空氣品質(zhì)與舒適性的實(shí)測(cè)分析

胡克容　劉豪杰　陳龍

摘 要：武漢作為發(fā)展中的大城市，人口眾多，城市公交車是人們出行的主要交通工具，但是由于路況、公交車空氣品質(zhì)差等問(wèn)題使人們?cè)诔俗卉嚂r(shí)產(chǎn)生暈動(dòng)癥，造成嘔吐、暈厥等，影響人們的精神和身體狀況。本試驗(yàn)選取武漢某路段，通過(guò)儀器測(cè)量和問(wèn)卷調(diào)查的方式，對(duì)公交車內(nèi)實(shí)際空氣品質(zhì)進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查人們?cè)诖谁h(huán)境下的感受。測(cè)試分析表明公交車內(nèi)外溫差異常、CO2濃度過(guò)高、車內(nèi)空氣潔凈度低等問(wèn)題是造成乘客不適的主要影響因素。從空氣品質(zhì)角度，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)車內(nèi)空氣的流通、減少車內(nèi)外溫差和去除異味提高空氣潔凈度。

關(guān)鍵詞：公交車 空氣品質(zhì) 溫差 空氣流通

1 研究背景及意義

現(xiàn)如今，我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城市交通體系也趨于完善。隨處可見(jiàn)的公交車給人們的出行帶來(lái)了便利，但是公交車內(nèi)低劣的空氣質(zhì)量讓人頭疼不已。公交車內(nèi)空氣質(zhì)量差會(huì)影響人的精神從而帶來(lái)一系列不好的連鎖影響，例如降低乘車人當(dāng)天后續(xù)的工作效率等。車內(nèi)空氣污染也對(duì)人體造成了最直接的傷害，這種污染被世界衛(wèi)生組織認(rèn)定為是與高血壓、心臟病等人類健康十大威脅之一[1]。在2012年上海會(huì)召開(kāi)時(shí)，楊浦區(qū)政協(xié)委員、上海市室內(nèi)環(huán)境凈化行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)王芳女士提出在公交車這種封閉空間內(nèi)，車內(nèi)空氣質(zhì)量差、污染物多、而人本身也是污染源，很容易交叉感染，造成疾病傳播。針對(duì)以上現(xiàn)象，2012年國(guó)家環(huán)保部與質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布了國(guó)內(nèi)首部車內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，并承諾會(huì)盡快將該指南轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)[2]。由此可見(jiàn)，無(wú)論是從個(gè)人感受還是醫(yī)學(xué)研究，甚至于國(guó)家的基本法制，公交車內(nèi)的空氣品質(zhì)應(yīng)該被重視起來(lái)。

2 公交車內(nèi)空氣品質(zhì)影響因素

“上海市公交車輛空氣衛(wèi)生現(xiàn)況及其影響因素分析”中從季節(jié)和氣象條件作為出發(fā)點(diǎn)分析其對(duì)公交車內(nèi)空氣品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)CO、CO2濃度為冬季高于夏季、晴天高于雨天。車內(nèi)真菌總數(shù)冬季高于夏季，細(xì)菌總數(shù)，晴天、陰天高于雨天。

有研究表明，我國(guó)目前車內(nèi)空氣污染與室內(nèi)空氣污染的差異較大，應(yīng)區(qū)別對(duì)待根據(jù)汽車污染的特點(diǎn)，采用適合車內(nèi)的新風(fēng)量并提出了適用于汽車的新風(fēng)風(fēng)量。且車內(nèi)微生物污染較嚴(yán)重，無(wú)論是起始站還是高峰期，中午時(shí)段車廂中央比入口處和出口處菌落高，出口處比入口處高，人員的活動(dòng)及空氣不流通均為室內(nèi)微生物污染的重要影響因素。

武漢市大部分公交車車內(nèi)人員多，人均所占的空間小，車廂內(nèi)部封閉，空氣流通不暢，人均所需新風(fēng)量不足，且車輛在行駛過(guò)程中，車輛尾氣及車外渾濁氣體竄入、車內(nèi)座椅及飾品揮發(fā)有害物質(zhì)、車內(nèi)人員呼吸、分泌汗液等代謝產(chǎn)物以及車內(nèi)人員攜帶的物品和車內(nèi)垃圾的氣味等，這些因素造成車內(nèi)空氣品質(zhì)差。車內(nèi)新風(fēng)量不足、空氣品質(zhì)差，導(dǎo)致乘客產(chǎn)生胸悶、頭暈、惡心等不適癥狀，甚至成為細(xì)菌病毒的最佳傳染場(chǎng)所，造成疾病的傳染。因此為了提出具體的改善方案，需要對(duì)車內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，分析造成空氣品質(zhì)差的原因，針對(duì)這些原因進(jìn)行提出解決方案，改善車內(nèi)空氣品質(zhì)。

3 測(cè)試路線的選取及測(cè)試方案

3.1 測(cè)試路線的選取

選取白沙洲大道作為公交車空氣質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，白沙洲大道作為連接黃家湖大學(xué)城及農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)等各類交易地點(diǎn)與武漢市中心的直接通道，人流量大，且來(lái)往的人群分布在不同年齡段及不同職業(yè)，結(jié)果更全面具體。

3.2 測(cè)試方案

3.2.1 測(cè)試儀器

通過(guò)儀器測(cè)試和問(wèn)卷調(diào)查兩種方式收集數(shù)據(jù)。采用儀器（表1）對(duì)車內(nèi)的空氣狀況進(jìn)行定量測(cè)量，可得具體數(shù)據(jù)。同時(shí)模仿人體熱舒適熱感覺(jué)投票設(shè)計(jì)問(wèn)卷，對(duì)車上乘客進(jìn)行詢問(wèn)，了解乘客乘車的真實(shí)感受。將乘車人填寫(xiě)問(wèn)卷所展現(xiàn)的主觀感受與實(shí)驗(yàn)儀器所測(cè)試的客觀數(shù)據(jù)結(jié)合分析。

3.2.2 測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)量

依據(jù)公交車結(jié)構(gòu)，本實(shí)驗(yàn)組在車內(nèi)選取五個(gè)點(diǎn)，即車前部（站坐），車中部（站坐），車后部，分別布置2、2、1個(gè)測(cè)點(diǎn)，車外取一個(gè)測(cè)點(diǎn)（圖1）。依據(jù)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)量各個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度、CO2濃度、PM2.5濃度。

4 測(cè)試結(jié)果分析

課題組于2022年3月19日對(duì)未開(kāi)空調(diào)的34路普通單層公交進(jìn)行跟蹤測(cè)試，此車線路為麗水南路東瀾岸友誼大道沙湖，當(dāng)日天晴，室外溫度為6～15℃。測(cè)試全程中公交車未開(kāi)空調(diào)，車窗緊閉，排風(fēng)扇未打開(kāi)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行測(cè)量，測(cè)試工況包括車輛正常行駛，道路擁堵，紅燈及站點(diǎn)?？?。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢ū?）：

經(jīng)表２可知，風(fēng)速在0.06-0.17m/s之間波動(dòng)，車內(nèi)相對(duì)濕度較穩(wěn)定，車內(nèi)溫度均高于車外溫度，車內(nèi)外溫差呈山峰狀，車內(nèi)人數(shù)先增加后減少。依據(jù)以上數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)組查取相關(guān)規(guī)范。

目前，空調(diào)車車廂內(nèi)空氣環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)尚未建立起統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只有建設(shè)部2001年頒布的《城市公交空調(diào)客車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，通常也借用《公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB-9673-1996）和《客車空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)》（TB1951-1987）的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]。表3列出了車內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的參數(shù)及其規(guī)定值。

將實(shí)測(cè)結(jié)果與以上規(guī)范相比較，車內(nèi)風(fēng)速較穩(wěn)定，符合《公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》；車內(nèi)相對(duì)濕度、車外相對(duì)濕度均可達(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；但車內(nèi)外溫差較大，當(dāng)在上下班高峰期時(shí)，由于人數(shù)的大幅度增加，車內(nèi)外溫差隨之增大，明顯高于規(guī)范值。通過(guò)對(duì)比其它數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)車內(nèi)溫度與二氧化碳濃度的變化趨勢(shì)具有同步性（圖2），當(dāng)車內(nèi)人口較多時(shí)，二氧化碳的濃度隨之增高，加之車內(nèi)通風(fēng)效果不佳，促使車內(nèi)溫度升高。

影響人體熱舒適的因素很多，比較重要的影響因素主要有6個(gè)：即空氣溫度、空氣相對(duì)濕度、平均輻射溫度、空氣風(fēng)速、人體的新陳代謝和服裝熱阻。服裝在人體熱平衡過(guò)程中所起的作用包括保溫和阻礙濕擴(kuò)散[4]。服裝的存在影響了皮膚表面的蒸發(fā)。本實(shí)驗(yàn)組在測(cè)試時(shí)正值冬春過(guò)渡季節(jié)，處在室外環(huán)境時(shí)人體著裝較厚，此時(shí)人體服裝熱阻大致為1.5-2.0col。然而，當(dāng)其進(jìn)入車內(nèi)時(shí)，車內(nèi)外溫差較大，但人體著裝未變，其服裝熱阻基本不變，但會(huì)影響人體散熱，出于人體對(duì)溫度的感知，以及車輛顛簸的作用下，加重人體不適，造成暈動(dòng)癥的產(chǎn)生，極大的降低了乘客乘車舒適度，嚴(yán)重時(shí)可影響其正常生活。

測(cè)量數(shù)據(jù)中，車內(nèi)空氣潔凈度波動(dòng)情況異常，以所測(cè)的PM2.5濃度為例（圖3），初始時(shí)為60-90ug/m3，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，此時(shí)空氣質(zhì)量等級(jí)為優(yōu)。隨后驟升，峰值達(dá)到了248ug/m3，此時(shí)空氣質(zhì)量等級(jí)為重度污染。接著又下降，在120-140ug/m3之間波動(dòng)，等級(jí)為輕度污染。然后驟升，峰值達(dá)240ug/m3后開(kāi)始遞減，最后在80ug/m3左右穩(wěn)定。結(jié)合當(dāng)日車外環(huán)境，其起點(diǎn)站位于武漢三環(huán)郊區(qū)，周圍樹(shù)木多，且有湖泊，空氣質(zhì)量良好。隨后經(jīng)過(guò)白沙洲大道，部分路段正在施工，灰塵揚(yáng)土較多，影響車內(nèi)空氣潔凈度，后進(jìn)入市區(qū)，有所改善，但仍處于輕度污染狀態(tài)。車輛返回時(shí)，路況與之對(duì)稱，即便車窗緊閉，但車外的空氣狀況也會(huì)對(duì)車內(nèi)潔凈度產(chǎn)生影響。

在測(cè)試過(guò)程中，小組成員隨機(jī)選取車內(nèi)乘客進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，部分結(jié)果如下圖（圖4.5.6）所示：

僅有不到20%的乘客表示其處于舒適狀態(tài)，其他乘客表示均有不同程度的身體不適，除此以外，處在車后部的乘客，對(duì)車內(nèi)異味的感知強(qiáng)于車前部乘客，進(jìn)一步詢問(wèn)下得知，車后部主要感知的異味為車尾氣及灰塵，車前部的乘客僅有少部分乘客表示感知汽車尾氣，其他異味來(lái)源為食物，灰塵，人體汗液等。在冷熱感知情況調(diào)查中，極少數(shù)乘客表示較冷，一部分人群表示正常，極大部分表示感知到不同程度的熱，其與車內(nèi)外溫差大，服裝熱阻變化較小，影響人體散熱的結(jié)論相呼應(yīng)。

5 改善公交車空氣品質(zhì)的建議與措施

5.1 增加檢測(cè)和控制裝置并添加語(yǔ)音提醒

車內(nèi)人數(shù)增多，車內(nèi)CO2濃度和空氣溫度增加是無(wú)法避免，此時(shí)需增大通風(fēng)量，使空氣流通起來(lái)并排出車外，既可以減少車內(nèi)CO2濃度，同時(shí)可以減少車內(nèi)外溫差，車上常規(guī)的排風(fēng)扇都是由司機(jī)進(jìn)行控制，司機(jī)常常無(wú)法顧及?？筛淖兣艢馍鹊目刂品绞?，在車內(nèi)安裝CO2濃度或者車內(nèi)外安裝溫度檢測(cè)裝置，并將數(shù)據(jù)投放在LDE滾動(dòng)屏上，當(dāng)CO2濃度過(guò)高或者溫差過(guò)大時(shí)，排風(fēng)扇自動(dòng)打開(kāi)通風(fēng)，同時(shí)可將檢測(cè)的數(shù)據(jù)投放在LDE滾動(dòng)屏上，并間斷進(jìn)行語(yǔ)音，由于個(gè)體對(duì)溫度感知的差異性，此種方式可提醒乘客依據(jù)個(gè)體需求添加衣物。

5.2 安裝活性炭或者負(fù)氧離子發(fā)生器

春秋過(guò)渡季節(jié)及由于空調(diào)車的出現(xiàn)，公交車在行駛過(guò)程中，車窗都是密閉，車內(nèi)產(chǎn)生的異味及顆粒是影響車內(nèi)空氣潔凈度的主要因素，可在車窗間的車身上安裝富氧離子發(fā)生器，其可以將車內(nèi)的灰塵、異味、各種氣體污染物吸附起來(lái)，凈化車內(nèi)空氣，同時(shí)富氧離子對(duì)人體具有保健的作用[5]。也可在車中部座椅處裝活性炭，可吸附車內(nèi)的異味，價(jià)格便宜，易于操作。

5.3 在車頂窗安裝過(guò)濾通風(fēng)裝置

目前就我國(guó)公交車頂窗的使用情況來(lái)看，一般都是用作逃生通道，雖然具有通風(fēng)的作用，但是由于冬夏兩季空調(diào)使用，其多數(shù)情況下都是關(guān)閉的，并沒(méi)有達(dá)到通風(fēng)的效果?？蓪?duì)車頂窗進(jìn)行改造，其開(kāi)關(guān)由車內(nèi)CO2濃度或者溫度檢測(cè)儀來(lái)進(jìn)行控制，當(dāng)其到一定值時(shí)，頂窗自動(dòng)打開(kāi)，使外界空氣從上方涌入車內(nèi)，頂窗入口處加上一層輕薄的過(guò)濾層，可過(guò)濾空氣中的灰塵和異味等，提高輸入車內(nèi)的空氣潔凈度，既不影響原有的逃生功能，又可提高車內(nèi)空氣品質(zhì)[6]。

6 結(jié)論

以空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)以及人體舒適性為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)公交車內(nèi)的空氣品質(zhì)進(jìn)行定量測(cè)量和對(duì)人體舒適性進(jìn)行定性的問(wèn)卷調(diào)查。發(fā)現(xiàn)目前公交車出行中車內(nèi)空氣質(zhì)量較差，大多數(shù)乘客處于不舒適狀態(tài)，車內(nèi)CO2濃度較高，使車內(nèi)外溫差偏大，加上車內(nèi)空氣潔凈度較低（異味來(lái)源廣泛，路況影響車內(nèi)環(huán)境），綜合作用下加強(qiáng)乘客暈動(dòng)癥的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響其工作生活學(xué)習(xí)。針對(duì)以上問(wèn)題，一方面在現(xiàn)有條件下使車輛保持良好的通風(fēng)狀態(tài)，降低CO2濃度以及驅(qū)散車內(nèi)異味；另一方面，出于外部環(huán)境對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量的影響，可加強(qiáng)施工地段灰塵揚(yáng)土的管制以及汽車空調(diào)新風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)的完善。作為建環(huán)專業(yè)來(lái)說(shuō)，本著以營(yíng)造一種舒適健康的人類生活環(huán)境的宗旨，在不斷改善建筑農(nóng)業(yè)工業(yè)等領(lǐng)域環(huán)境狀態(tài)的過(guò)程中，也應(yīng)落實(shí)在例如交通出行等生活微小之處。在科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的今天，建環(huán)專業(yè)應(yīng)努力發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為人們創(chuàng)造更美好的生活。

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