集中空调通风系统对公共场所室内PM10浓度的影响分析
翁定孟1, 邹刚1, 都俊祥1, 封一平1, 高菊萍1, 周伟杰2, 张熙2     
1. 无锡市卫生监督所;
2. 无锡市疾病预防控制中心
摘要: 目的 探索集中空调通风系统对公共场所室内PM10浓度的改善效能及其影响因素。方法 2015年选取11家设置和6家未设置集中空调通风系统(对照组)的公共场所经营单位作为监测点,采用问卷调查收集基础资料,每周对其室内外PM10浓度进行监测,通过非参数检验等方法分析集中空调对室内PM10浓度水平的影响。结果 设置集中空调通风系统室内相对室外PM10浓度平均减少值优于对照组(Mann-Whitney U检验,P=0.023);不同距上次清洗时长组间PM10浓度平均减少值差异有统计学意义(Z=13.155,P=0.004);中效新风口滤网对降低室内PM10浓度比初效滤网有更优的效果(Z=-3.346,P=0.001);不同组间新风口滤网清洗频率在降低室内PM10浓度的作用上差异有统计学意义(Z=11.891,P=0.018),每月1次的频率最佳。结论 合理使用集中空调通风系统,定期清洗、使用更高过滤等级的滤网并保持最佳清洗频率能有效降低室内PM10浓度,有助于改善室内空气质量。
关键词: 公共场所     集中空调     PM10     滤网     清洗频率    
The Influence of Centralized Air Ventilation System on PM10 Concentration in Public Places
WENG Dingmeng1, ZOU Gang1, DU Junxiang1, FENG Yiping1, GAO Juping1, ZHOU Weijie2, ZHANG Xi2     
Abstract: Objective To explore the influence of centralized air ventilation system (CAVS) on the concentration of PM10 in the indoor air of public places. Methods The basic data of 11 public places with CAVS selected as monitoring sites and 6 institutions without CAVS selected as control sites were collected by questionnaire during wintertime in 2015. EVM-3 dust detector was used to test the concentration of indoor PM10in 1 minute at all selected sites. A nonparametric test was used to analyze the influence of CAVS on the concentration of indoor air PM10. Results The use of CAVS could help reducing indoor PM10 level (Mann-Whitney U test, P=0.023). The efficiency on indoor air PM10 was decreased with extending the length of cleaning CAVS (Z=13.155, P=0.004). Compared with primary filter, medium efficiency filter could play a better role on reducing indoor PM10 level(Z=-3.346, P=0.001). Increasing the frequency of cleaning fresh air inlet filter could improve the effect of reducing indoor PM10 concentration (Z=11.891, P=0.018); cleaning monthly might be the best choice. Conclusion Reasonable use of CAVS, regular cleaning, applying higher level filter and keeping better cleaning frequency could effectively reduce the indoor PM10 level and improve indoor air quality to safeguard public health.
Key words: public places     centralized air ventilation system     PM10     air filter     frequency of cleaning    

国内部分城市冬季雾霾问题日益凸显,集中空调通风系统能够调节室内微小气候、创造舒适环境,已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。集中空调系统结构复杂,管理和使用不当均会丧失改善室内环境的功能,成为室内颗粒物污染的重要媒介[1-2]。美国环境保护局与丹麦技术大学的调查表明,室内空气污染来自不洁空调通风系统的比例达42%~53%[3]。为全面掌握无锡市集中空调通风系统卫生状况,探索集中空调通风系统对公共场所室内PM10浓度的改善效能及其影响因素,本文选取11家设置集中空调通风系统和6家未设置集中空调通风系统的公共场所经营单位进行深入分析,重点探讨集中空调各因素对改善室内PM10浓度水平的影响,为设计有效的卫生监督对策提供理论依据。

1 对象与方法 1.1 对象

调查无锡市持有《公共场所卫生许可证》并使用集中空调通风系统的大型公共场所经营单位11家,选取6家未设置集中空调通风系统的单位作为对照组。

1.2 方法

1.2.1 现场调查

统一制定调查表,在集中空调通风系统正常运行期间,由经过相关专业知识培训的监督员对集中空调通风系统管理情况进行调查。调查内容包括集中空调系统基本情况、启用时长、空调设施清洗、滤网更换情况、制度和档案管理情况。

1.2.2 采样与监测

使用美国3M粉尘测定仪(EVM-3) 对PM10浓度进行监测,仪器使用前经过严格校准。监测布点参照《公共场所卫生监测技术规范》[4]、公共场所空气中可吸入颗粒物测定方法—光散射法[5],监测时间为2015年11月24日—2016年1月20日。

1.2.3 评价标准

集中空调通风系统卫生管理合格率评价标准遵循《公共场所集中空调通风系统卫生规范》[6]

1.3 统计学方法

采用EpiData 3.1软件对PM10和调查表数据进行录入并建立数据库,采用SPSS 19.0进行统计分析,非正态分布资料用中位数±四分位数间距来表示。计算室内外颗粒物浓度减少量,比较是否设置集中空调系统场所中PM10浓度差值采用Mann-Whitney U秩和检验,其他因素应用Kruskal-Wallis法进行总体比较,采用Nemenyi法进行两两比较,以P<0.05为差异有统计学意义。

1.4 质量控制

所有调查人员均由市级卫生监督机构专业人员组成,并经过统一培训。调查人员根据统一的监测调查实施方案及调查表开展调查,调查过程中征得调查对象同意并配合调查工作,保证问卷完成质量。由专人对监测数据进行复核,按统一规定格式录入软件,数据录入采取双录入,避免数据录入错误。用于现场监测的3M粉尘测定仪经过质检部门严格校准,监测结果能够满足课题需求,具备统计分析意义。

2 结果 2.1 监测点基本情况

在11家公共场所经营单位中,集中空调通风系统新风口滤网清洗频率半年1次以上的占81.81%,通风系统清洗频率均高于每两年1次,8家单位新风口滤网过滤等级为初效,其余3家为中效(表 1)。

表 1 集中空调通风系统清洗频率分布状况
新风口滤网 户数 通风系统 户数
每月1次 4 半年一次 1
两月1次 2
三月1次 1 每年一次 5
半年1次 2
每年1次 2 两年一次 5

2.2 集中空调对降低室内PM10浓度的影响

结合未设置集中空调的对照组监测数据进行分析,Mann-Whitney U检验比较同时期室内外PM10平均减少值(U=-2.260,P=0.023) 差异有统计学意义。其中,设置集中空调单位室内相对室外PM10浓度平均减少值(73.624 μg/m3±42.332 μg/m3)优于无集中空调组(23.412 μg/m3±17.000 μg/m3)。

2.3 启用时长对集中空调降低室内PM10浓度的影响

按照启用时长进行分组(小于5年、5年~10年、10年以上),比较不同启用时长组间室内PM10平均减少值(Z=4.564,P=0.102) 差异无统计学意义。

2.4 距上次清洗时长对集中空调降低室内PM10浓度的影响

所有监测点集中空调通风系统距上次清洗时长均不超过两年,且主要集中在一年以内。比较不同距上次清洗时长组间PM10平均减少值(Z=13.155,P=0.004) 差异有统计学意义。集中空调通风系统降低室内PM10浓度的效能在距离清洗后的第三个月达到最高峰(表 2)。

表 2 不同距上次清洗时长对集中空调降低室内PM10浓度的影响
距上次清洗时长/月 户数
(样本量)
秩均值 PM10平均减少值
/(μg/m3)
≤3 3(180) 63.02 234.67±179.92
>3且≤6 3(284) 47.88 98.00±240.17
>6且≤12 3(288) 40.10 51.92±159.67
>12 2(216) 36.41 38.63±74.01

2.5 通风系统清洗频率对集中空调降低室内PM10浓度的影响

根据清洗频率(每半年、一年、两年一次)进行分组,比较不同通风系统清洗频率组间室内PM10平均减少值(Z=4.253,P=0.119) 差异无统计学意义。

2.6 新风口滤网等级对集中空调降低室内PM10浓度的影响

11家设置集中空调通风系统的监测点单位均未采用高效滤网,比较8户初效滤网(PM10平均减少值55.130 μg/m3±163.76 μg/m3)和3户中效滤网(PM10平均减少值234.670 μg/m3±179.920 μg/m3)组间差异有统计学意义(Z=-3.346,P=0.001),说明中效滤网对降低室内颗粒物浓度水平能起到更优的效果。

2.7 新风口滤网清洗频率对集中空调降低室内PM10浓度的影响

比较不同新风口滤网清洗频率组间PM10平均减少值(Z=11.891,P=0.018) 差异具有统计学意义。运用Nemenyi检验进行多重两两比较,“每年一次”组室内PM10平均减少值明显低于“每月一次”组(Z=24.954,P=0.018),保持每月一次的清洗频率对于降低室内颗粒物浓度水平能起到最佳功效,其他频次的清洗效果对比差异无统计学意义(表 3)。

表 3 不同新风口滤网清洗频率对集中空调降低室内PM10浓度的影响
新风口滤网清洗频率 户数
(样本量)
秩均值 PM10平均减少值
/(μg/m3)
每月1次 4(396) 55.34 160.58±280.75
两月1次 2(68) 56.56 176.50±270.38
三月1次 1(144) 43.00 59.00±132.97
半年1次 2(252) 45.32 63.00±147.17
每年1次 1(108) 30.39 30.25±80.81

3 讨论

对11家设置集中空调通风系统公共场所经营单位的基本情况进行问卷调查和PM10浓度监测,经统计分析发现,集中空调通风系统能够有效降低室内PM10浓度水平,表明集中空调在减少室内颗粒物浓度、改善空气质量上有积极效应。这是因为集中空调通风系统在安装了合格的初、中效空气过滤器后,能够对室外空气进行有效的过滤,将大部分PM10阻挡在空气过滤器上,直接提升了室内空气的清洁度[7]

受其他研究成果启发[8-11],本文将集中空调各要素中的系统启用时长、距上次清洗时长、通风系统清洗频率、新风口滤网过滤等级和清洗频次等纳入研究范围。11家单位集中空调通风系统启用时长分布在2年~30年之间,不同启用时长组间室内PM10平均减少值不存在差异,说明在初期合理设计和后期正确保养使用的条件下,集中空调通风系统在改善室内空气质量的效能上并未随着启用时长的增加而有所改变。受《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》(自2012年起废止)关于“已投入运行的集中空调通风系统应每两年对其进行一次预防空气传播性疾病的卫生学评价”影响,所有监测点集中空调通风系统距上次清洗时长集中在(2~19) 个月之间,其降低室内PM10的效能在清洗后的第三个月达到峰值(131.25 μg/m3 ±75.50 μg/m3)、随清洗时长的增加而逐渐减弱、并在第八个月后趋于稳定。这可能是由于清洗消毒这一操作行为改变了管道内的微小环境,使得清洗后短时间段内通风系统本身成为颗粒物来源之一,经过一定时间的使用后整个系统达到清洁状态,此时为集中空调改善颗粒物污染的最佳节点,但是随着时间的推移此类效果也将逐渐减弱,最终趋向稳定的低效状态。这项结论提示公共场所经营单位需要在通风系统过滤效能降低临界点之前进行清洗,发挥集中空调降低室内颗粒物污染的最佳作用。对比分析不同通风系统清洗频率对集中空调降低室内PM10的影响,不同清洗频率效果差异并无统计学意义,这与郭重山等[12]的研究结果不一致。可能是由于本次研究样本量太小导致检验效能降低,使得出现假阴性结果的概率增大,未能探讨通风系统清洗频率的真实影响。11家单位中仅有3家使用了中效新风口滤网,对比发现此类滤网(125.25 μg/m3±122.00 μg/m3)在提升集中空调改善室内颗粒物污染的能力上明显优于初效滤网(35.56 μg/m3±92.98 μg/m3),这与刘斌[13]、郭重山[14]等的研究结果一致。《公共场所集中空调通风系统卫生规范》[4]中规定“空气净化过滤材料应当每6个月清洗或更换一次”,11家监测单位合格率为81.81%。统计分析发现,保持每月1次的滤网清洗频率能够保证集中空调最大限度地降低室内PM10浓度水平,每3、6和12个月一次的清洗频率组间对比并无差异。

综上所述,合理使用集中空调通风系统能够有效降低公共场所室内PM10浓度水平,定期有效的空调管道清洗工作、更高效的新风滤网并保持最佳清洗频率,均可以减少室外颗粒物对送风的污染,进而提升室内空气质量。同时,在卫生监督工作中应加强对新、改、扩建公共场所的监督管理、监测和卫生学评价[15],加大对现有集中空调使用单位的监督指导,加强对集中空调通风系统卫生问题的宣传,促使经营单位建立规范化管理制度,保证集中空调能够按照相关卫生规范正常运行。出于研究自身的局限性,本文未能将诸如送风量、送风时长及更高等级新风滤网等因素纳入讨论,希望能在今后的工作中扩大研究范围进行更为客观而全面的分析。

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DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2017.03.012
中国疾病预防控制中心主办。
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翁定孟, 邹刚, 都俊祥, 封一平, 高菊萍, 周伟杰, 张熙
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集中空调通风系统对公共场所室内PM10浓度的影响分析
The Influence of Centralized Air Ventilation System on PM10 Concentration in Public Places
环境卫生学杂志, 2017, 7(3): 239-242
Journal of Environmental Hygiene, 2017, 7(3): 239-242
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2017.03.012

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