近年来，室内空气质量引起广泛关注，而小学生正处于身体发育的关键时期，空气污染引起的相关疾病是导致小学生住院和学校缺勤的主要原因，对学生的学习产生负面影响，甚至危害身体健康^[1]。本研究通过对北京市怀柔区两所学校的环境卫生状况进行调查，同时监测室内外空气质量以及小学生健康，进一步开展教室内空气质量与学生健康相关性研究，为本地区学校室内空气质量影响下的低年龄段人群(儿童)的健康干预、健康管理提供基础依据，指导学生和学校做好个人防护和保护，减少健康损失。

1 对象和方法 1.1 调查对象

在怀柔区选取两所小学，采用整群随机抽样方法，每所学校随机抽取(3~5)年级的学生进行健康问卷调查，每个年级2个班，共6个班级参加问卷调查。每个班级随机抽取10名小学生进行肺功能测试，男女各半。问卷由调查对象及其监护人共同填写，统一填写，统一答疑，统一回收问卷。被调查学生、家长或其监护人均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 主要仪器

便携式红外线CO₂分析仪(北京华云分析仪器研究所有限公司，GXH-3010E1)、微电脑激光粉尘仪(北京绿林创新数码科技有限公司，LD-5C)；六级筛孔撞击式微生物采样器(北京瑞远九盛科贸有限公司，BY-300)；肺功能仪(日本捷斯特，HI-101)。

1.2.2 监测布点^[2-3]

布点原则：室内面积不足50 m²的设置1个采样点，(50~200) m²的设置2个采样点，采样点距离地面高度(1~1.5) m。采样点避开通风口及通风道等。关闭门窗(15~30) min后进行采样。

结合学生日常活动范围及教室分布，确定每所学校内监测点为：学生活动室1间、(3~5)年级教室各2间。每个监测点分别在学生上课及非上课时间各监测1次。

1.2.3 监测内容

学校环境卫生状况调查：包括周围环境污染、班级设置及学生人数、监测教室位置、门窗设置和开启关闭情况等。

室内空气质量监测：细颗粒物(PM_2.5)、可吸入颗粒物(PM₁₀)、二氧化碳(CO₂)、细菌总数和真菌总数。

小学生健康监测：问卷调查包括近两周疾病症状、家庭环境及学习活动位置等信息；肺功能测试，包括用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，一秒用力呼气量(forced expiratory volume in 1s, FEV₁)，最大呼气流量(peak expiratory flow, PEF)，用力呼气75%时的瞬时流量(forced expiratory flow at 75% of forced vital capacity, FEF₇₅)，用力呼气25%时的瞬时流量(forced expiratory flow at 25% of forced vital capacity, FEF₂₅)。

1.2.4 统计分析

利用Epidata 3.0对调查数据进行双录入核查比对。使用R软件(3.5.1)进行数据分析。采用χ²检验比较不同监测点患病率和症状出现率，通过线性相关分析学生疾病和症状与空气质量指标之间的关系，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

1.2.5 质量控制

所有采样调查人员均经过统一培训，熟练掌握各个环节；监测所用仪器使用前均经过统一校准；不分光红外分析法测定空气中CO₂^[2]，光散射法测定PM_2.5、PM₁₀^[2]撞击法采样后培养基培养计数空气中细菌总数和真菌总数^[3]。PM_2.5^[4]、PM₁₀、CO₂、细菌总数^[5]判定参照国家统一标准，其中室内空气中真菌总数(撞击法)尚无现行国家标准，参考《公共场所集中空调送风系统卫生规范》 (WS 394-2012)^[6]中真菌总数的限值(1000 CFU/m³)要求判定。

2 结果 2.1 学校基本情况

两所学校附近均无工厂和加油站等污染源，近一年均未进行过装修且150 m范围内有双向四车道。教室窗户开启方式以推拉为主(83.33%)，平均每日开窗通风时长为4.5 h。

班级设置：小学1，共6个年级34个班，1496名学生；小学2，共6个年级36个班，1410名学生。

本次调查共发放508份调查问卷，收回485份，问卷回收率为95.47%，对存在填写错误、漏答等问题的问卷，经统一溯源回访核实，问卷有效率为100.00%。小学1和小学2分别收集问卷260份、225份。

2.2 空气质量情况

两所学校共采集室内外18个监测点的空气质量样品31份，合格10份，合格率为32.26%(表 1)。

其中，室内PM_2.5、PM₁₀、细菌总数均达到国家环境空气二级日平均浓度限值标准要求，而室内CO₂均超过国家标准限值要求，室内真菌总数达到《公共场所集中空调通风系统卫生规范》(WS 394-2012)^[6]限值要求。

2.3 小学生健康状况

2.3.1 小学生患病情况

调查结果显示，485名学生中，在调查一周内，36人(7.42%)存在曾因病缺课，缺课天数最少为半天，最多为3 d，缺课天数中位数为1 d；其中在调查一周内曾患所调查疾病者138人，整体患病率为28.45%，以呼吸系统为主(27.42%)，(表 3)。

比较两所学校小学生不同疾病的患病率(表 4)，结果显示仅有急性鼻咽炎(普通感冒)、气管炎/扁桃体炎、慢性鼻炎/咽炎患病率在两所学校差异有统计学意义。小学2学生急性鼻咽炎(普通感冒)、气管炎/扁桃体炎患病率偏高(χ²=4.704, P＜0.05)，小学1学生慢性鼻炎/咽炎患病率偏高(χ²=7.378, P＜0.05)，其他疾病患病率在两所学校之间差异无统计学意义。

2.3.2 小学生出现症状情况

485名学生中，在调查一周内曾出现所调查症状者251人，症状出现率51.75%。其中出现咽喉和鼻腔症状者最多，均为35.26%(表 5)。

卡方检验比较两所学校小学生症状出现率(表 6)，结果显示仅恶心呕吐症状在两学校间有统计学差异，小学2学生恶心呕吐症状出现率偏高(χ²=9.598，P＜0.05)，其余症状在两学校间差异无统计学意义。

2.3.3 肺功能监测情况

肺功能测试结果显示，60名学生中，31名学生肺功能指标合格(FVC>80%，FEV₁>70%)，合格率51.67%(表 7)。

2.3.4 家庭环境污染情况

95人有被动吸烟(吸入吸烟者呼出的烟雾每天超过15 min)的经历，所占比例为19.59%。其中不到1 d/周28人(5.77%)，(1~2) d/周35人(7.22%)，(3~5) d/周和≥6 d/周均为16人(各占3.30%)；160名(32.99%)学生家中使用与空气污染有关的化学品，其中使用消毒剂人数最多，为75人(15.46%)；家中使用空气净化器的人数为176人，占所有调查学生的比例为36.29%。

2.4 空气质量与学生疾病、症状相关性

根据问卷调查结果，计算每个监测班级学生疾病患病率和症状出现率(表 8)。

学生患病以呼吸系统疾病为主(占比96.37%)，进一步分析呼吸系统患病率与班级室内空气质量的相关性，分别对各班级每项空气质量指标(PM_2.5、PM₁₀、CO₂、细菌总数和真菌总数)与学生呼吸系统疾病患病率和症状出现率进行相关性分析。结果表明教室内CO₂浓度与呼吸系统患病率存在正相关关系(r=0.711，P=0.014)。尚未发现症状出现率与各项空气质量指标存在相关关系。

将监测班级教室分为空气质量合格和不合格两种(室内空气PM_2.5、PM₁₀、CO₂、细菌总数和真菌总数均达标者视为合格)，分别对比空气质量合格与不合格教室间学生患病率及症状出现率是否有统计学差异。结果显示合格与不合格教室学生中两种指标差异均无统计学意义(P值均>0.05)(表 9)。

3 讨论

小学生处于生长发育阶段，属于空气污染物的敏感人群，教室内空气质量的优劣对学龄儿童、青少年身心健康具有重要影响，是环境卫生重点关注的内容，但我国目前缺乏针对教室环境空气质量的卫生标准。本研究中，小学2只有1项CO₂浓度指标高于小学1，与该小学班级容量相对略大有关。本次调查的学校周围无环境空气污染源，CO₂为室内空气质量指标中唯一的不合格项目，CO₂浓度范围为0.077%~0.431%，超标率高达67.74%，远远高于北京市朝阳区(0.032%~0.019%，36.08%)^[7]。可能与教室内新风量不足，呼吸产生的CO₂过多有关。CO₂是呼吸中枢兴奋剂，浓度过高会导致恶心不适，是判断教室内空气质量的综合间接评价指标，易受人群活动和通风状况的影响^[8]。Kim等^[9-10]指出，暴露于高浓度CO₂与咳嗽症状有关，同时影响学生注意力集中和因病缺勤率。本研究的结果不同时段(上课和下课)的CO₂均超标，利一锋等^[11]研究了空气流速对室内CO₂分布的影响，提示本研究涉及的教室课堂空气更新不足。应注重加强教室内开窗通风，做好学生日常健康监护。Andualem Z等^[12]在8所公立小学的51个教室的研究发现，温度、相对湿度和颗粒物浓度(PM_2.5和PM₁₀)与室内细菌负荷有关。其室内分离出金黄色葡萄球菌，凝固酶阴性葡萄球菌和芽孢杆菌属等。本研究单独分析了各指标与患病率的关系，室内细菌负荷与其他空气质量指标之间的相互作用关系仍待进一步考虑，存在一定不确定性，今后应深入研究多指标与肺功能、以及各空气指标之间的关系。

4 结论

学校室内空气质量存在一定健康风险。调查发现，学生活动情况(上课、下课)对室内CO₂、PM_2.5浓度有影响，上课时室内浓度明显高于下课时室内浓度；学生呼吸系统患病率与班级室内CO₂呈正相关，即随着CO₂浓度的增加，学生呼吸系统患病率增高。两所学校室内空气质量对学生健康影响存在一定风险，应注意保持通风良好，尤其是课间。