地铁是现代化城市公共交通中最高效、便捷、舒适的运输工具。同时,作为特殊公共场所,地铁具有密闭性、自然通风不足的特点,不利于环境污染物的稀释,特别是换乘车站,人群密集、流动性大,存在更多的卫生隐患[1]。我国已有12座城市开通了地铁,其中广州地铁的运营里程、日均运能、设备的现代化程度均居全国前列。2009年开通的横贯广州东西的轨道交通大动脉地铁五号线,拥有31.9 km线路,24个车站,其中4个为换乘车站,是广州地铁线路中换乘车站最多的线路之一,它连接了市中心和外围区域的重要线路,大大缓解了广州西部地面交通压力,提高了东部交通可达性,对广州交通起到了举足轻重的作用。本研究拟对地铁五号线车站空气质量进行调查分析,为地铁卫生管理、疾病预防等工作的开展提供科学依据及合理建议。
1 对象与方法 1.1 监测点设置对广州地铁五号线全线24个车站(其中4个为换乘车站,20个非换乘车站;2个为高架车站,22个为地下车站)的站台、站厅进行空气监测。站台区域为乘客排队等候列车处,站厅区域为乘客刷卡进站区。各监测点监测时地铁均处在正常运营状态。根据《公共场所卫生监测技术规范》(GB/T 17220-1998)[2]要求,采样高度为人群呼吸带范围(距地面1.2~1.5 m),采用梅花布点法,每个站台、站厅各设5个监测点,避开人流通风道、空调风口、门窗等,并距离墙壁1 m左右。
1.2 监测指标和仪器选择微小气候(温度、相对湿度、风速)、空气污染物指标(一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、可吸入颗粒物(PM10)、甲醛、空气细菌总数)、噪声和照度等10项指标对地铁车站空气质量状况进行调查分析。监测仪器包括数字式温湿度计(HM 34C),风速计(TESTO 425),CO2分析仪(Telaire 7001),CO分析仪(GXH-3011A),甲醛分析仪(4160-2),激光粉尘仪(LD-1(H)),空气微生物采样器(MAS-100),噪声统计分析仪(AWA6218C),照度计(QZ-CZ)等。
1.3 监测方法按照《公共场所卫生监测技术规范》(GB/T 17220-1998)[2]的要求,对车站空气微小气候、理化和微生物指标进行采样与检测。
1.4 评价标准站台、站厅相关指标参照《公共交通等候室卫生标准》(GB 9672-1996)[3]中候车室的标准进行评价。
1.5 统计方法采用Excel 2003录入数据,SPSS 13.0统计软件对数据进行t检验。
2 结果 2.1 各指标监测结果除噪声、甲醛外,24个地铁车站的温度、相对湿度、风速、CO、CO2、PM10、空气细菌总数和照度的监测均值均符合《公共交通等候室卫生标准》(GB/T 17220-1998)[2]。21个车站噪声监测均值超过国家卫生标准,超标率为87.50%(21/24)。3个车站甲醛监测均值超过国家卫生标准,超标率为12.50%(3/24)。个别车站的监测点空气细菌总数、照度超过国家卫生标准。
2.2 站台、站厅监测结果的比较站台CO2的浓度均值高于站厅,相对湿度、PM10、照度低于站厅,差异有统计学意义(P < 0.05),其余指标差异无统计学意义(P>0.05;表 1)。
监测项目 | 站台 | 站厅 | t | P |
温度(℃) | 26.486±0.853 | 26.820±1.059 | -1.290 | 0.198 |
相对湿度(%) | 61.296±4.275 | 64.118±4.142 | -5.081 | 0.000 |
风速(m/s) | 0.156±0.113 | 0.160±0.119 | 0.231 | 0.817 |
CO(mg/m3) | 0.718±0.482 | 0.751±0.458 | -0.527 | 0.599 |
CO2(%) | 0.061±0.011 | 0.056±0.009 | 4.037 | 0.000 |
甲醛(mg/m3) | 0.067±0.047 | 0.063±0.051 | 0.590 | 0.556 |
PM10(mg/m3) | 0.116±0.020 | 0.123±0.022 | -2.272 | 0.024 |
空气细菌总数(cfu/m3) | 1 937.000±1 752.780 | 2 095.000±1 831.001 | -0.668 | 0.505 |
噪声(dB(A)) | 75.091±4.957 | 73.378±8.088 | 0.916 | 0.057 |
照度(lx) | 133.712±53.047 | 160.418±102.182 | -2.517 | 0.013 |
2.3 换乘车站、非换乘车站监测结果的比较
换乘车站CO2、甲醛、空气细菌总数、照度的监测均值高于非换乘车站,风速低于非换乘车站,差异有统计学意义(P < 0.05),其余指标差异无统计学意义(P>0.05;表 2)。
监测项目 | 换乘站(n=40) | 非换乘站(n=200) | t | p |
温度(℃) | 26.448±1.164 | 26.705 ±0.932 | -1.519 | 0.130 |
相对湿度(%) | 63.055 ±4.768 | 62.708 ±4.364 | 0.450 | 0.653 |
风速(m/s) | 0.132 ±0.066 | 0.164 ±0.123 | -2.301 | 0.023 |
CO (mg/m3) | 0.730 ±0.542 | 0.736 ±0.454 | 0.077 | 0.939 |
CO2 (%) | 0.074 ±0.014 | 0.055 ±0.006 | 8.391 | 0.000 |
甲醛(mg/m3) | 0.076 ±0.035 | 0.063 ±0.052 | 1.981 | 0.051 |
PM10 (mg/m3) | 0.110 ±0.013 | 0.122 ±0.022 | -4.577 | 0.059 |
空气细菌总数(cfu/ m3) | 3773.000 ±2568.870 | 1651.000 ±1319.670 | 5.084 | 0.000 |
噪声(dB(A)) | 75.230 ±5.509 | 73.980 ±7.051 | 1.055 | 0.292 |
照度(lx) | 180.035 ±114.158 | 140.827 ±73.862 | 2.082 | 0.043 |
2.4 高架车站、地下车站监测结果的比较
高架车站温度、CO、PM10的监测均值高于地下车站,CO2、甲醛低于地下车站,差异有统计学意义(P < 0.05),其余指标差异无统计学意义(P>0.05;表 3)。
监测项目 | 高架(n=20) | 地下(n=220) | t | p |
温度(℃) | 27.890 ±0.532 | 26.605 ±0.958 | 4.210 | 0.000 |
相对湿度(%) | 62.090 ±5.276 | 62.799 ±4.397 | -0.494 | 0.621 |
风速(m/s) | 0.206 ±0.215 | 0.156 ±0.110 | 0.728 | 0.485 |
CO (mg/m3) | 1.180 ±0.175 | 0.715 ±0.468 | 7.294 | 0.000 |
CO2 (%) | 0.049 ±0.005 | 0.059 ±0.010 | -2.954 | 0.003 |
甲醛(mg/m3) | 0.015 ±0.005 | 0.067 ±0.049 | -14.210 | 0.000 |
PM10 (mg/m3) | 0.143 ±0.005 | 0.119 ±0.021 | 11.277 | 0.000 |
空气细菌总数(cfu/ m3) | 1 510.000 ±1 388.000 | 2 042.955±1 807.150 | -0.920 | 0.359 |
噪声(dB(A)) | 74.430 ±3.163 | 74.187 ±6.938 | 0.110 | 0.912 |
照度(lx) | 166.080 ±27.972 | 146.808 ±84.927 | 0.715 | 0.476 |
3 讨论
本研究发现,除了部分车站噪声和少数车站甲醛监测均值不符合国家卫生标准,广州地铁五号线其它监测指标均较为稳定:微小气候(温度、相对湿度、风速)和主要污染指标(CO、CO2、PM10)在每个监测点的测值均符合卫生标准的要求;少数监测点空气细菌总数、照度超过卫生标准,但各车站监测均值均符合卫生标准的要求。说明集中空调通风系统在调节地铁车站空气方面确实起到积极作用,按照目前的客流量和运行模式能够基本保证良好的空气质量。
噪声是影响车站环境品质的重要物理因素之一,较高的噪声会对敏感人群造成不舒适感甚至对健康造成危害,对站厅、站台工作人员及列车驾驶人员更可能产生不同程度的损害[4-6]。本研究发现大部分车站噪声监测均值超过国家卫生标准(≤70.0 dB(A)),最高达86.1dB(A),所有监测点的总超标率高达81.74%。分析噪声来源,除了某些时段高音频的车站广播,更多可能与列车运行产生的噪声有关,五号线站台安装的屏蔽门系统,一定程度降低了列车进出站以及经过弯道时车轮与钢轨冲击及车身周围空气动力产生的噪声,但尚不能达到理想的减噪效果。以往调查发现,武汉、深圳、北京多地既有地铁线路中,很多都存在噪声污染问题[7-9],北京市较早开展减噪技术研究和标准探讨,率先在2012年4月1日实施了我国在地铁噪声污染控制领域中的首个地方标准—《地铁噪声与振动控制规范》[10],用于指导北京市地铁建设项目噪声与振动控制措施的设计、环境影响评价及对既有线路的降噪隔振的治理。其重要性在于:在地铁设计阶段即将噪声控制纳入基本卫生要求和评价内容,这远比建成再治理积极有效得多。广州市至今尚无噪声控制的相关规范出台。
本研究发现,站台CO2浓度高于站厅浓度,与李丽等[11]对深圳地铁监测结果一致,原因可能是乘客在站台候车、滞留时间较长,且站台往往在地下二层或三层,通风不足,空气中积累的CO2气体得不到很好的扩散稀释。站厅室内PM10浓度高于站台,可能与PM10均主要来源于室外大气污染,而站厅比站台更多受室外气象条件的影响有关。换乘车站风速低于非换乘车站,可能与换乘车站的高客流量使空气阻力增加,一定程度上影响了空气流通效果有关。CO2、甲醛、空气细菌总数均为影响地铁车站空气质量的重要因素,本次调查发现,这些指标在换乘车站均高于非换乘车站,提示换乘车站作为交通枢纽,室外空气即新风来源质量较差,车站客流密集,室内空气流通较差,人员流动性大且健康状况复杂,以上因素导致车站空气质量欠佳。高架车站CO和PM10监测浓度高于地下车站,可能与车站CO和PM10均主要来源于室外大气污染,而高架车站更多受室外气象条件的影响有关。地下车站CO2浓度高于高架车站,可能与CO2主要来源于人的呼吸、室外大气污染物等,而地下车站空气相对密闭,人群密度较高,呼吸排出的CO2较高架车站不易扩散有关。地下车站甲醛浓度高于高架车站,可能与甲醛主要来源于各种室内装饰使用的粘合剂、隔热材料等有关。
针对本研究发现的问题,提出以下几点建议,以便更好地开展地铁卫生管理和疾病预防,保护人群健康。① 组织专家开展减噪技术研究,尽快建立适合我市地铁噪声控制的规范制度,指导地铁建设中优先选用产生噪声与振动小的车辆、桥梁、隧道及轨道结构等综合措施;② 换乘车站适当增加新风量供给,新风实施三级过滤,新风机组在粗效过滤器的基础上,适当加装中效过滤器,以降低由新风带入车站室内的污染物浓度;③ 定期组织人员对换乘车站、地下站厅等人员密集、易于污染的区域进行消毒,有效减少微生物污染。
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