2. 北京大学公共卫生学院
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随着城市建设发展，客运交通枢纽已成为综合交通运输体系的重要组成部分。近年来，建成的客运交通枢纽多为半封闭式建筑(即场所四周墙的上部集中开敞面积大于等于10%且小于50%)。枢纽内人群集聚，车辆流量大，且车辆启动、急速、加速、减速工况频繁发生，汽车尾气污染严重。由于国内尚未制定客运交通枢纽空气质量卫生标准，因此有关此类场所的空气质量现状的研究较少。为了解半封闭式客运交通枢纽空气污染状况，于2010年4月—2011年3月对北京市某半封闭式客运交通枢纽内进行了为期1 a调研工作, 现将结果报道如下。
1 对象与方法 1.1 监测点的选择监测点包括枢纽内2个市区公交车候车站台、3个长途车候车站台、1个公交人员的办公场所(调度室)以及枢纽外与半封闭式交通枢纽车流相当的露天等候站台(避开红绿灯)。
1.2 检测指标目前已明确汽车尾气中含有上百种不同的化合物，主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒(某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾)、臭氧、甲醛等污染物[1]。根据汽车尾气污染的主要成分，本次研究选择可吸入颗粒物(PM10)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、二氧化硫(SO2)、非甲烷总烃(NMHC)5项作为监测指标，同时记录当日的气象状况。
1.3 评价标准采用香港《半封闭式公共交通交汇处的空气污染管制》[2](The Professional Persons Environmental Consultative Committee (ProPECC) PN1/98，专业技术人士环保事务咨询委员会，专业守则98-1) 进行评价。
1.4 监测频率2010年4月—2011年3月，每隔一个月对每个监测点监测2次，包括高峰日(周五)普通日(周一至周四)，每日监测2个时段：高峰时段(上午9:00 ~ 10:00或下午4:00 ~ 5:00) 和普通时段。共4组数据。每个监测点全年共监测24组数据。
1.5 采样及测定方法 1.5.1空气中可吸入颗粒物的测定参照《公共场所空气中可吸入颗粒物(PM10)测定方法》[3](WS/T 206-2001) 进行，采用LD—3C型激光粉尘测定仪直接读数。
1.5.2空气中一氧化碳的测定按照《公共场所空气中一氧化碳测定方法》[4](GB/T 18204.23-2000) 进行。
1.5.3空气中氮氧化物采样及检测参照《居住区大气中二氧化氮检验标准方法》[5] (GB/T 12372-90) 进行。
1.5.4空气中二氧化硫采样及检测参照《居住区大气中二氧化硫卫生检验标准方法》[6] (GB/T 16128-1995) 进行。
1.5.5空气中非甲烷烃类的采样及检测参照《工作场所空气中混合烃类化合物的测定方法》[7](GBZ/T 160.40-2004) 进行。
1.6 资料处理与分析应用Microsoft Excel 2003进行监测数据录入，采用Epidata 3.0进行问卷数据录入，不同类型监测点污染物的比较采用多因素方差分析和普通线性模型的对比分析。统计分析使用SPSS 18软件完成。
1.7 质量控制监测工作按照计量认证体系执行。每收集10份样品，至少设1份空白对照，每10份样品，进行1次加标回收。大气采样器使用前用电子皂膜流量计进行校准。参加监测及现场调查的工作人员全部经过技术培训。
2 结果 2.1 基本情况调查该公交枢纽是一个集多种交通换乘方式于一体的综合性大型客运交通枢纽，位于地上一层，上有顶板，层高7 m，周围有2.5 m高的维护结构，内由公交站台、车道及管理用房、集散厅等部分组成，有3个主要的出入口通向室外，分别供市区公交车和长途公交车出入。公交枢纽内设有15条线路，总配车数748辆，日平均总车次4 244次。市内公交车型为电车、柴油车及天然气车，长途公交均为柴油车。枢纽内每天的平均客流量达26万次，枢纽内及露天公交等候站台在高峰小时内各类公交的车流情况见表 1。枢纽内换乘大厅设有机械通风系统，在下部设排风口排出所需风量的2/3，而上部也设排风口排出所需风量的1/3。公交站台的通风量不小于9次换气，风机采用双速风机，在高峰时采用高速运转，在低峰车辆稀少时采用低速运转。
| 线路(条) | 高峰小时发车间距(min) | 高峰小时进出车流量(辆/h) | ||||||
| 枢纽内 | 露天公交等候站 | 枢纽内 | 露天公交等候站 | 枢纽内 | 露天公交等候站 | |||
| 市内公交 | 8 | 2 | 3 | 3 | 240 | 80 | ||
| 长途公交 | 7 | 6 | 3 | 3 | 320 | 300 | ||
| 总计 | 15 | 10 | 3 | 3 | 560 | 380 | ||
2.2 不同类型监测点全年空气中污染物浓度测定结果
全年在枢纽内市区公交车候车站台采集48份样品、长途车候车站台采集72份样品、调度室采集24份样品、露天等候站台采集24份样品进行PM10、CO、NOx、SO2、NMHC总烃5项指标的检测(表 2)。
指标 | 露天 公交车站 | 枢纽内长途 公交车站 | 枢纽内 调度室 | 枢纽内市区 公交车站 | |
| (n=24) | (n=72) | (n=24) | (n=48) | ||
| PM10 | 中位数 | 0.13 | 0.13 | 0.14 | 0.11 |
| (mg/m3) | (P25，P75) | (0.09，0.22) | (0.07，0.22) | (0.07，0.18) | (0.06，0.23) |
| (Min, Max) | (0.0，0.6) | (0.0，0.6) | (0.0，0.4) | (0.0，0.5) | |
| 均值±标准差 | 0.182 ± 0.166 | 0.181 ± 0.159 | 0.146 ± 0.105 | 0.176 ± 0.161 | |
| CO | 中位数 | 1.50 | 1.20 | 1.30 | 1.00 |
| (mg/m3) | (P25，P75) | (1.10，1.80) | (0.90，1.80) | (0.70，1.55) | (0.80，1.45) |
| (Min，Max) | (0.6，3.4) | (0.4，4.4) | (0.5，3.4) | (0.4，4.0) | |
| 均值±标准差 | 1.5 ± 0.7 | 1.4 ± 0.7 | 1.3 ± 0.7 | 1.3 ± 0.8 | |
| NOx | 中位数 | 0.28 | 1.78 | 1.68 | 1.06 |
| (mg/m3) | (P25，P75) | (0.25，0.42) | (0.91，2.90) | (1.05，2.22) | (0.73，1.63) |
| (Min，Max) | (0.1，0.6) | (0.3，4.7) | (0.3，5.1) | (0.2，3.1) | |
| 均值±标准差 | 0.33 ± 0.15 | 2.00 ± 1.14 | 1.87 ± 1.17 | 1.19 ± 0.65 | |
| SO2 | 中位数 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.06 |
| (mg/m3) | (P25，P75) | (0.04，0.06) | (0.05，0.07) | (0.05，0.07) | (0.05，0.07) |
| (Min，Max) | (0.0，0.1) | (0.0，0.1) | (0.0，0.1) | (0.0，0.1) | |
| 均值±标准差 | 0.056 ± 0.017 | 0.059 ± 0.020 | 0.061 ± 0.021 | 0.062 ± 0.022 | |
| NMHC | 中位数 | 0.19 | 0.33 | 0.26 | 0.25 |
| (mg/m3) | (P25，P75) | (0.13，0.25) | (0.20，0.47) | (0.19，0.42) | (0.16，0.34) |
| (Min，Max) | (0.1，0.6) | (0.1，2.7) | (0.1，0.7) | (0.1，1.4) | |
| 均值±标准差 | 0.22 ± 0.13 | 0.48 ± 0.50 | 0.32 ± 0.18 | 0.31 ± 0.25 |
2.3 不同类型监测点空气中污染物浓度比较
利用多因素方差分析了解不同监测日、高峰时段及监测点类型对空气中污染物浓度的影响，结果显示：监测时间不同，空气中的PM10、CO、NOx、SO2、NMHC浓度差异均存在统计学意义(P ≤ 0.0001)。高峰时段与非高峰时段相比，除CO外，其他4种污染物浓度差异均存在统计学意义(P ≤ 0.0001)。不同类型监测点进行比较，5种污染物浓度之间的差异均存在统计学意义(P < 0.05, 表 3)。
| 指标 | 监测日 | 是否高峰时段 | 监测点类别间 |
| 可吸入颗粒物 | F=219.84，P ≤ 0.0001 | F=12.37，P=0.0006 | F=5.56，P=0.0012 |
| 一氧化碳 | F=43.97，P ≤ 0.0001 | F=1.88，P=0.1724 | F=3.15, P=0.0269 |
| 氮氧化物 | F=13.96，P ≤ 0.0001 | F=52.89，P ≤ 0.0001 | F=48.84，P ≤ 0.0001 |
| 二氧化硫 | F=69.07，P ≤ 0.0001 | F=28.15，P ≤ 0.0001 | F=3.61，P=0.0147 |
| 非甲烷总烃 | F=14.35，P ≤ 0.0001 | F=52.26，P ≤ 0.0001 | F=9.29，P ≤ 0.0001 |
在控制了监测日和是否高峰时段后，利用普通线性模型中的对比分析方法对不同类型监测点污染物浓度进行比较，结果显示：枢纽内候车站台与露天候车站台相比，同一枢纽内市内公交车站与长途车站相比，除PM10浓度差异无统计学意义外(P=0.092)，其他4种污染物浓度的差异均存在统计学意义(P < 0.05)，枢纽内CO、NOx、SO2、NMHC的浓度高于枢纽外露天等候站台的浓度，同一枢纽内长途车等候站点的NOx、SO2、NMHC的浓度高于市内公交车等候站点浓度(P < 0.05)。而枢纽调度室内外，除PM10浓度差异有统计学意义外(P < 0.001)，其他4种污染物浓度差异均无统计学意义(P > 0.05)，枢纽内站点PM10浓度(0.179 ± 0.161) 高于调度室内(0.146 ± 0.105) 浓度，其他4种污染物室内外浓度无差别(表 4)。
| 指标 | 露天与枢纽内 | 枢纽内调度室内外 | 枢纽内公交车站与长途车站 | ||||||||
| 差值* | 标准差** | P | 差值* | 标准差** | P | 差值* | 标准差** | P | |||
| PM10 | 0.015 | 0.009 | 0.092 | -0.033 | 0.009 | < 0.001 | -0.005 | 0.007 | 0.475 | ||
| CO | 0.213 | 0.084 | 0.013 | -0.043 | 0.085 | 0.614 | -0.131 | 0.07 | 0.064 | ||
| NOx | -1.355 | 0.142 | < 0.001 | 0.275 | 0.142 | 0.055 | -0.808 | 0.118 | < 0.001 | ||
| SO2 | -0.005 | 0.002 | 0.011 | 0.000 | 0.002 | 0.905 | 0.003 | 0.002 | 0.031 | ||
| NMHC | -0.148 | 0.055 | 0.008 | -0.078 | 0.055 | 0.160 | -0.175 | 0.046 | < 0.001 | ||
| 注：*差值指不同类型监测点某污染物浓度的差值; **标准差指不同类型监测点某污染物浓度的差值的标准差 | |||||||||||
2.4 空气中5种污染物浓度全年变化趋势
本次监测结果显示，调度室和枢纽内站点的PM10、CO、SO2和NMHC浓度全年走势与露天站点基本相同，PM10、CO冬季浓度较高，SO2的浓度高峰出现在4月和6月，而NMHC的浓度高峰则出现在夏季，其他季节浓度变化较平稳。露天站点NOx平均浓度全年走势平稳，而调度室和枢纽内站点的NOx平均浓度波动较大，且明显高于露天站点。各种污染物周末监测浓度高于平时浓度，除CO外，其他4种污染物高峰时段的监测浓度高于普通时段。
2.5 不同类型监测点氮氧化物和香港半封闭式公共交通交汇处的空气污染控制标准的比较为确保公众健康，香港《半封闭式公共交通交汇处的空气污染管制》[2]中设定了CO、SO2和NO2三个指标，并且认为该场所内的CO浓度应控制在115 mg/m3内, SO2浓度应控制在1 mg/m3内，NO2浓度应控制在1.8 mg/m3内。与香港《半封闭式公共交通交汇处的空气污染管制》标准相比，所有监测点的CO和SO2浓度均符合标准要求。露天公交等候站NO2浓度全部符合标准，而枢纽内等候站NO2浓度超标率为35.8%，其中枢纽内长途汽车等候站台超标率为48.6%，经卡方检验，P < 0.05，差异有统计学意义(表 5)。
| 监测点类型 | 达标(份，%) | 超标(份，%) | 合计 |
| 露天公交车站 | 24，100 | 0，0 | 24 |
| 枢纽内调度室 | 14，58.33 | 10，41.67 | 24 |
| 枢纽内市区公交车站 | 40，83.33 | 8，16.67 | 48 |
| 枢纽内长途公交车站 | 37，51.39 | 35，48.61 | 72 |
| 注：χ2=12.9281，P=0.0016 | |||
3 讨论
本次调查的目的是为了了解半封闭式客运交通枢纽内空气污染状况。目前，PM10已经成为影响我国城市空气质量的首要污染物[8]，国内外大量流行病学研究显示，大气PM10可引起人群心血管系统和呼吸系统疾病的患病率和死亡率增加[9-11]，而根据北京呼吸疾病研究所对汽车尾气污染的调查，尾气中的NOX、SO2、CO等也已经成为城市大气污染的主要物质[12]。研究表明[13]，城市道路上的空气质量与城市的整体水平有较大差距，污染程度较之严重，而作为交通场站，其污染在水平和特征上又有其特殊性。本次调查结果显示，枢纽内汽车尾气的污染高于枢纽外露天站台，尤以冬、夏季、上、下班高峰期污染为严重，提示空气污染物的浓度不仅与排放量有关，还受到气象因素如风向、风力及建筑物本身结构等因素的影响，半封闭式交通枢纽的四周维护结构及顶盖是影响废气扩散的主要原因。本枢纽在兴建时有关部门虽已经考虑到了汽车尾气的污染问题，安装了机械通风装置，但由于该场所内气流组织受场站整体布局、车流、人流以及室外大环境的影响，排除污染物的效果必然受到一些影响。建议今后再兴建此类场所时，应充分考虑场所内的气流组织，合理布局，并尽量扩大与室外相通部分，依靠机械通风和自然通风两部分的力量，加快污染物的排出。
目前国内尚没有关于半封闭式客运交通枢纽污染状况的研究，本次调查为该类场所内空气污染水平提供了基线数据。各种污染物全年变化趋势显示，PM10和CO在冬季浓度较高，而NMHC则在夏季浓度较高，考虑与气象因素有关。枢纽内PM10、CO、SO2和NMHC全年变化趋势与枢纽外露天站点基本相同，NOx露天站点浓度变化不大，而枢纽内浓度变化较大，说明此枢纽内的公交车NOx排放量高。
本次调查结果显示，同一枢纽内长途车等候站点的CO、NOx、SO2、NMHC的浓度均高于市内公交车等候站点浓度，说明用于长途运输的柴油车对枢纽内的空气污染较重。另外，由于机动车排放的污染物与车辆类型和新旧程度、运行状态、净化装置、燃料类型和质量、润滑剂、部件(轮胎和闸皮)等有密切的关系。汽油车排放的特点是CO、NMHC排放量高，而PM10排放量低，NOx排放与柴油车基本相同。与汽油车相比，由于空燃比高，柴油车中燃料的不完全燃烧率大大低于汽油车，柴油车排放的污染物以NOx与PM10为主，CO和NMHC较少[14]。由于枢纽内、外大量使用柴油车做为公共交通工具，NOx污染较为严重，与香港《半封闭式公共交通交汇处的空气污染管制》标准进行比较，各监测点CO和SO2浓度均低于香港《半封闭式公共交通交汇处的空气污染管制》标准；枢纽内NOx平均浓度(1.71 ± 1.07 mg/m3)接近其标准限值，有36.8%超过标准，其中以枢纽内长途汽车等候站台NO2超标最为严重(超标率48.6%)，枢纽内外NOx超标率差异具有统计学意义(P=0.0016)。
目前，机动车尾气污染及其人群暴露评价已成为世界各国关注的热点。国内外的研究认为，机动车尾气不仅可损害人体呼吸系统, 导致暴露人群慢性气管炎、支气管炎、呼吸困难的发病率的增加、肺功能降低, 机动车尾气中的细颗粒物和有害气体等还可对人体的心血管系统、神经系统、免疫功能和生殖功能等造成一定的危害[15]。目前我国尚无关于交通枢纽内环境质量的卫生标准，建议相关部门在对半封闭空间内汽车尾气中各种污染物的浓度开展长期监测的基础上，尽早制定相关标准保护人体健康，尤其是职业人群的身体健康。
本次调查仅为对该类型场所空气污染的现况调查，虽已考虑车流高峰对监测的影响，但所调查的样本量较小，对于常在该场所工作的职业人群的交通污染暴露水平仍缺乏动态的评估。另外，本次调查未对大气可吸入颗粒物中空气动力学直径≤2.5 μm的细颗粒物(fine particles，PM2.5)进行监测，而由于PM2.5粒径小，比表面积大、吸附毒性物质的能力强，其危害较空气动力学直径在2.5 ~ 10 μm的粗颗粒物(PM2.5~10)更大[16]，研究表明大气细颗粒物暴露与人群中心血管系统及呼吸系统疾病发生的增加密切相关[17]。因此，在今后的监测中有条件还应增加对PM2.5的监测。
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