针对20世纪以来国内外环境空气质量标准的新进展，着重分析了美国、欧盟、世界卫生组织（WHO）、日本
>> 有感于《环境空气质量标准》的修订 关于全面实施《环境空气质量标准》（GB3095―2012）的几点思考 关于室内空气质量标准及检测方法的思考 环境空气质量评价方法研究 环境空气质量新标准下的空气理化检验教学改革 中美城市空气质量信息公开平台对比研究 “京Ⅴ”标准为北京空气质量加分 车内空气质量强制性标准 空气质量年均值标准用于短期评价的研究 北仑区环境空气质量特征及原因分析 全国环境空气质量现状与趋势 浅谈加强环境空气质量自动监测管理 永安市环境空气质量预报方法研究及应用 开封市环境空气质量近十年变化趋势研究 天津市东丽区环境空气质量监管研究 资阳市环境空气质量现状分析及防治对策研究 蓟县环境空气质量调查分析与对策研究 清镇市环境空气质量监测优化布点研究 城市环境空气质量自动监测优化布点研究 EXCEL在空气质量指数计算及环境空气质量分析中的应用 常见问题解答 当前所在位置：l.
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改革开放以来,我国社会经济高速发展,以煤炭为主的化石燃料消耗量大幅度上升.我国跃居美国成为汽车消费品的第一大国,经济发达地区NOx和挥发性有机化合物排放量显着增长,O3和PM2.5污染进一步加剧,同时PM10和总悬浮颗粒物(TSP)的污染还未能实现全面控制和有效评估[7].沿海发达地区的PM2.5和O3污染进一步加重,灰霾现象频繁发生,严重威胁着人们的身体健康[8-10].因而,在充分考虑到我国复合型、压缩型环境空气污染特征以及发达国家和国际组织环境空气质量管理的经验及环境空气质量标准的基础上,国家保护部于2008 年设立了修订《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)项目计划,并和国家质量监督检验检疫总局于2012年2月29日联合了空气质量标准(GB 3095-2012)[11].
发达国家和一些国际组织在环境空气污染治理、空气质量标准的制定方面开展了系统的并富有成效的研究,积累了较为丰富的经验.因此,本文将美、日等发达国家以及欧盟、WHO等国际组织的环境空气质量标准与我国的加以比较,分别从污染物控制项目及限值、标准分区分级、数据统计的有效性规定以及标准的实施等诸多方面进行分析和评价,以期通过探寻空气质量管理的普遍规律,能够对我国空气质量的改善起到积极的作用.
1 国际环境空气质量标准的最新进展
2006年以来,发达国家和国际组织开展了一系列卓有成效的空气质量标准修订工作,具有代表性的修订情况如表1所示.由表1可知,发达国家或国际组织普遍都增添了PM2.5的环境空气质量标准,同时提高了对臭氧排放浓度限值的要求.
2 污染物控制类别
当前各国的空气质量标准中所规定的污染物控制类别如表2所示.
环境空气质量标准中污染物浓度控制类别的选择取决于各国的环境空气质量管理的评价体系.从各国的环境空气质量[11,13-16]看,普遍将SO2、CO、NO2、O3、PM10 作为污染物项目.其中大部分发达国家和地区还将 PM2.5 作为浓度控制对象.大部分发达国家和发展中国家将Pb作为浓度控制对象,以我国为代表的许多发展中国家仍将 TSP作为浓度控制对象.日本及欧盟中的一些发达国家还规定了苯的浓度限值.另外,以欧盟为代表的一些国家和组织还将As、Cd、Ni等重金属污染物纳入标准评价体系中.
表2中需要特别指出的是,我国根据重金属污染防治的有关要求,参照国际经验,增加了重金属和氟化物参考浓度限值,供地方制定空气质量标准时参考.而近年美国、WHO等发达国家和组织对PM2.5和PM10的成因、环境作用机理、人体健康影响等方面进行了深入、系统的研究,认为有必要对可吸入颗粒物中的粗颗粒物(PM2.5~10)、细颗粒物(PM2.5)分别制定不同的环境空气质量标准予以区分.
3 主要污染物的浓度限值
3.1 可吸入颗粒物PM2.5/PM10
3.1.1 PM2.5/PM10作为评价指标的意义
国外大量的流行病学研究发现:即使是在低于各国的大气质量标准的浓度下,大气中PM10和PM2.5浓度上升与易感人群总死亡数、心血管和呼吸系统疾病的死亡数也存在密切关联[17].
另一方面,以往评价空气质量时,主要依据SO2、NO2和PM10评价空气质量,得出的空气质量评价结论与人们日常生活的主观感知存在较大差异,甚至在空气质量评价的结论显示优良的情况下,空气的能见度依然无法得到公众的认可.
图1给出了我国和其它国家、国际组织PM2.5环境空气质量标准.我国此次修订的新标准其实只是做到了与世界的“低轨”相接.WHO给出的PM2.5准则值为10 μg·m-3,这是从人体健康角度出发要求的最佳值,也是各国努力为之奋斗的终极目标.从图1可知,无论是美国、欧盟等发达国家和地区,还是以我国为典型代表的发展中国家,在制定标准过程中,都没能按照WHO的准则值制定标准,而是选取了适合本国国情的目标值.综合归纳,包括我国在内,美国、欧盟、日本和WHO等国家或国际组织的年平均浓度值在15~40 μg·m-3,日平均浓度限值在35~75 μg·m-3之间.
总体而言,美国、欧洲都有十几年的环境空气的治理历史,PM2.5的治理过程也相当漫长.近年来治理成果才逐渐显现,PM2.5浓度呈下降趋势.我国PM2.5治理仍需要漫长的过程,各地、各部门需要做的应该是循序渐进地推进空气质量标准的推广:在沿海和经济发达地区首先开展监测,积累经验,逐步认识总结治理规律,凝炼出适合我国国情和经济社会发展的治理方案与行动,真正做到环境空气质量的标本兼治[18-19].
表3、表4分别给出了中国与WHO空气质量准则中PM2.5、PM10的比较.根据此次最新修订的标准,除新增了PM2.5浓度限值外,还提高了对PM10的年平均浓度值的要求,这是因为:衡量一个地区或者城市的空气质量优劣,年平均值显然更具说服力.一般情况下,在污染浓度比较高的空气环境中,短时间内对人体健康不会有明显的影响.但是经过长时间的暴露,其危害和影响便会慢慢显现,所以和日平均值相比年平均值要求相对宽松.
3.1.2 PM2.5/PM10的标准制定仍然存在完善空间
图2给出了我国和其它国家、国际组织PM10环境空气质量标准.欧盟等发达国家的PM10年平均浓度限值普遍在40 μg·m-3以下,美国2006年前的标准为50 μg·m-3.目前美国在最新的标准中只规定日平均浓度限值.各国日平均浓度限值一般在50~150 μg·m-3.我国PM2.5的标准制定主要参照了世界卫生组织第一阶段的浓度限值.但是国际标准是否适合我国人群特点,仍是一个需要进一步验证的问题.
作为一个经济、工业蓬勃发展的新兴经济体,我国面临的问题比西方更为复杂.欧美等发达国家的机动车高速增长的时代已经过去,加之近年普遍采用较高的汽车及燃油排放标准,机动车的污染物排放得到了有效控制.与之形成鲜明对比的是我国各种标准还有待完善,很多污染源未纳入国家统一管理范畴,这都给PM2.5减排带来困难.从另一个角度来说,加速治理便意味着高昂的成本和代价.制定更为严格的空气质量的评价标准必然会牵涉到平衡经济发展与环境改善的关系,政府必须投入巨大的财力、人力和物力以支撑监测技术水平的提高、治理投入以及公众参与力度的宣传,甚至还会涉及到诸如关键技术的国产化研发、提升制造业成熟度等方面的问题.
3.2 氮氧化物(NOx)
NOx因其浓度增加易引起其它二次污染物的形成而受到学术界的广泛关注[19].图3为欧美、日本及我国等的NO2标准浓度限值和WHO准则值的比较.GB 3095-1996中一级标准的年平均和日平均浓度限值相对来说依然处于较为严格的水平.1 h平均浓度限值比发达国家的浓度限值和WHO的准则值要严格许多.因此,我国本次修订的新标准中一级标准年平均和日平均浓度限值维持不变,1 h平均浓度限值由120 μg·m-3调整为200 μg·m-3,以实现与国际标准相接轨.
另一方面,我国原先实行的GB 3095-1996中二级标准年平均、日平均和1 h平均浓度限值分别为80、120、240 μg·m-3,与发达国家和WHO的指导值相比,仍处于较为宽松水平,进一步收紧二级标准的空间仍然存在.这将有利于我国NOx排放量的有效控制,促进PM2.5和O3综合污染防治.因此,我国本次修订年平均浓度限值和日平均浓度限值分别恢复至40 μg·m-3和80 μg·m-3;1 h平均浓度限值由240 μg·m-3调整为200 μg·m-3,以求进一步与WHO和欧美日等发达国家浓度限值接轨.
3.3 臭氧(O3)
WHO依据近年的研究结果,提出的8 h平均浓度准则值为100 μg·m-3,过渡期第1阶段目标值为 160 μg·m-3[1].研究发现:在低臭氧浓度水平下暴露6~8 h仍然会引起健康效应.与1 h 暴露相比,较低浓度水平经8 h暴露引起的健康效应更为直接[20-23].因而上世纪90年代后期国际上的O3环境空气质量基准逐渐发展为8 h平均浓度值.
图4给出了我国和其它国家、国际组织O3环境空气质量标准中日最大8 h平均浓度限值主要都在120~150 μg·m-3.WHO的日最大8 h平均浓度指导值为100 μg·m-3,设置的过渡期第1阶段目标值为160 μg·m-3.我国本次修订一级标准日最大8 h平均浓度限值为100 μg·m-3,与 WHO 的准则是一致的;二级标准日最大8 h平均浓度限值为160 μg·m-3,略宽于发达国家的上限值,与WHO过渡期第1阶段目标接轨.我国现行一级和二级标准 1 h平均浓度限值分别为160 μg·m-3和200 μg·m-3,分别处于国际上限和下限水平.
3.4 铅(Pb)
图5为各国、国际组织环境空气质量标准中Pb的浓度限值.美国、欧盟等国家和地区的环境空气质量标准Pb的浓度限值不分级.欧盟等发达国家和地区则主要制定了年平均浓度限值,主要集中在0.5 μg·m-3的水平上;美国则制定了滚动三个月平均浓度限值0.15 μg·m-3,WHO仅制定了年平均浓度准则值0.5 μg·m-3[22];日本则未制定.
关键词 空气理化检验 PM2.5 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
随着我国的经济飞速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物（NO）和挥发性有机化合物（VOCs）排放量显著增长，臭氧（O3）和可入肺颗粒物（PM2.5）污染加剧，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域 PM2.5 和 O3 污染加重，灰霾现象频繁发生，能见度降低。为进一步完善环境空气质量监测与评价工作，改进环境质量评估办法，努力消除公众主观感受与监测评价结果不完全一致的现象，环保部对执行了11年的环境空气质量标准及其评价方法进行了新一轮修订。《环境空气质量标准》（GB3095—2012） （以下简称“新标准”），调整了污染物项目及限值，增设了PM2.5 平均浓度限值和O3 八小时平均浓度限值，收紧了PM10 等污染物的浓度限值，收严了监测数据统计的有效性规定，更新了污染物项目的分析方法。
目前，我们使用的是2006年出版的全国高等医药教材建设研究会和卫生部教材办公室于2005年开始组织编写的国内第一套供卫生检验专业使用，并于2006年出版的规划教材《空气理化检验》，其中检测技术和方法大部分是国内外常用的标准方法，但这些标准方法随着新问题、新设备、新技术的出现而不断变化。因此，教材中有些内容难免滞后，要求我们在进行课堂设计时将有关标准的变化及学科发展动态纳入教学，及时调整教学内容及更新教学内容。笔者对比研究了新旧标准，现将有关环境空气质量新标准下的《空气理化检验》教学内容调整的建议归纳如下，也可为新一版的教材修订工作提供一些建议：
1 需要引入空气质量指数（AQI）的概念
2006版《空气理化检验》教材中，第一章第二节中，提到一个重要概念：空气污染指数（air pollution index， API），是表示空气综合质量状况的指标，是将常规监测的集中空气污染物浓度简化成为但一定概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。并指出PM10、SO2、NO2、CO和O3为所选择的评价因子，其中PM10、SO2、NO2为必测因子；我国空气污染指数可分为五级（优、良好、轻度污染、较差和重度污染）。而2012年2月29日新颁布的《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行） 》（HJ633—2012）中，提出了新的定量描述空气质量状况的无量纲指数的指标：空气质量指数（air quality index， AQI）。且AQI所选择则的评价因子较多且AQ1分为六级（优、良、轻度污染、中度污染、重污染、严重污染）。因此在教学中，为适应新标准，教师需要对比讲解 API 与 AQI，包括两者的概念、范畴与区别，让学生对我国日益严谨的空气质量标准有深刻的认识。
2 澄清各类空气颗粒物的概念
2006版 《空气理化检验》教材中，编者罗列了多种空气颗粒物的分类标准（第五章，第六节），然而不同分类标准中却存在混淆不清的情况。如：在教材106页，提到根据 ISO 和我国《环境空气质量标准》，可吸入颗粒物和PM10的定义一致，即悬浮在空气中，空气当量直径 ≤10%em 的颗粒物；在可吸入颗粒物（PM10）的测定这一节中，又提到测定的是空气动力学当量直径
2008年我国开始对《国家环境空气质量标准》（GB 3095- 1996）及其修改单进行修订，最终在《国家环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中规定三项颗粒物术语：总悬浮颗粒物（TSP）指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径 ≤100微米的颗粒物；将可吸入颗粒物规定为颗粒物（粒径小于等于10微米），英文名称为particulate matter（PM10）；将细颗粒物（PM2.5）规定为颗粒物（粒径小于等于2.5微米），英文名称为particulate matter（PM2.5）。同时，规定 PM10指环境空气中空气动力学当量直径≤10 微米的颗粒物，PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5微米的颗粒物。因此笔者建议在实际教学中，可依照新的标准进行讲解，以免学生混淆理解。
3 增加PM2.5概述及检测技术
随着我国经济的快速发展，城市大气污染日益严重，以PM2.5为特征的二次污染呈加剧态势，由于PM2.5来源复杂，呈多污染源叠加的复合型污染特征，导致各地区空气能见度降低，地面臭氧浓度升高，大气氧化性增强，灰霾天频率上升，集群现象又加剧了污染物在城市间的扩散，最终使大气污染由传统、单一的煤烟型污染向多种污染物共存、相互影响、相互交织的复合型大气污染转变，呈冬春灰霾、夏季臭氧、春夏灰霾和臭氧并存的污染格局。
在《国家环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中，我国2012年制定了PM2.5的相关标准，指出相应的手工分析方法为重量法，自动分析方法为微量震荡天平法，%[射线法。然而，我国对PM2.5 的PM2.5监测、控制工作尚处于起步阶段，2006 版的教材中，有关PM2.5的内容也涉及很少。笔者在教学中发现，学生对PM2.5这一热点问题非常重视，因此在教学中，应该增加有关PM2.5的内容，特别是补充PM2.5检测技术的内容。
4 加强自动监测分析的内容
新标准中将各类污染的分析方法明确划分为手工分析方法和自动分析方法两类.并新增二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5氮氧化物的自动分析方法，所应用的自动分析技术有：紫外荧光法、化学发光法、差分吸收管光谱分析法、气体滤波相关红外吸收法、非分散红外吸收法、微量震荡天平法、%[射线法。2006 版的教材中，针对自动检测技术仅用较小的篇幅（第八章第六节：空气质量自动检测技术简介）介绍了几种空气质量自动监测仪器的原理，并未对具体的检测方法进行讲解，因此，在实际教学中，应该加强自动监测分析的内容。
5 结语
此上仅就空气理化检验课程的教学改革提出一些浅见。环境空气日益恶化，相应的质量标准也日益收紧，检测技术也日新月异，因此，针对空气理化检验这门理论和实践并重的专业课程，要取得好的教学效果，需要任课教师不仅精通该门课程涉及的教学内容，还需要在教学过程中不断更新教学内容，培养出知识面宽、基础扎实、操作技能强的能满足社会要求的实用及创新型人才。
东莞市科技计划项目：2011108102022，广东医学院教育教学研究课题 JY1243的资助
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关键词 地下铁道车辆,空调客车,空气参数
目前地铁车辆空调系统设计过程中,没有现成经验可以遵循,尤其缺乏车内空气参数的相关标准,给地铁车辆空调系统设计带来一定难度。这样容易造成车内温、湿度等参数设计不合理,无法满足乘客的热舒适性要求。车内通风效果差、低浓度污染物长期存在以及低劣的室内空气品质,严重威胁乘客的身体健康。如不重视车内空气环境品质的综合研究并制定相关标准,必然会出现与病态建筑综合症类似的严重问题。本文就地铁空调客车车内空气参数标准涉及的内容和相关问题进行探讨。
1 室内环境品质评价指标
1. 1 室内热环境评价指标
热环境是对人的热损失影响的环境特性。热舒适是人对热环境满意与否的表示。热环境是客观存在的;而热舒适是人的主观感觉。
国际标准组织的标准iso 7730 以丹麦fanger 教授的pmv(predicted mean vote) 模型为基础,运用pmv -ppd ( predicted percentage of dissatisfied) 指标来描述和评价热环境。pmv -ppd 指标综合了影响人体热感觉的6 个因素,即:空气温度、湿度、平均辐射温度、空气流速、衣服热阻和活动强度。目前,这些指标已经成为主要的热环境评价指标。
1. 2 室内空气品质评价指标
在美国暖通空调工程师协会(ashrae) 标准ashrae62 -1989r 中,首次提出了“ 可接受的室内空气品质”的概念,并将其定义为“ 空调空间中绝大部分人(80 % 或以上) 没有对室内空气表示不满意, 并且空气中没有已知的污染物浓度达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度”。
随着对室内空气品质研究的深入,室内空气的内涵不断扩展。目前,室内空气中发现所含污染物种类繁多,对空气品质的影响各不相同,因此选取的各项评价指标必须具有代表性而避免重复。除新风量是最基本也是最重要的指标外,一般还推荐一氧化碳、二氧化碳、可吸入性微粒(ip) 、二氧化硫、甲醛、室内细菌总数、温度、相对湿度、风速等12 个指标。
1. 3 室内气流组织评价指标
室内气流组织是指气流的流型与分布特性。室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率、空气的排污效率等指标可用来反映所选择的气流组织是否恰当。
合理的气流组织,不仅可以将新鲜空气按质按量送到工作区,还可以及时将污染物排出,提高室内空气品质。由于对室内气流组织问题的重要性认识较晚,因而至今尚未形成统一的标准。一般认为,室内气流组织的评价指标至少应包括室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率和空气的排污效率、空气流速、质点空气变化率等。其中室内的换气效率、室内的排污效率是从排除污染物的角度对气流组织进行评价的指标。
1. 4 综合评价
从热环境和室内空气品质的定义出发,不应将室内环境品质仅仅等同于一系列污染控制指标,并简单地判断这些指标是否合格;而应采用主观评价和客观评价相结合的方法,对室内空气环境品质进行综合分析。
2 地铁空调客车车内空气参数选取
过去,室内空气参数标准主要以温、湿度为指标的热舒适性为主,涉及空气品质的也只有二氧化碳含量、含尘量、新风量,对其它低浓度污染体的认识不够。随着空气品质的深入研究及对低浓度污染物认识的加深,发现其对人体身心健康有很大影响。因而在制订地铁空调客车车内空气参数标准时,要考虑将这些低浓度污染物控制在卫生标准允许的范围内。
地铁空调客车车内空气参数可根据建筑空调室内空气参数研究成果,从地铁车辆的实际情况出发,结合热环境、空气品质、气流组织等三方面评价的各项指标来选取。
2. 1 热舒适性指标
(1) 温度
温度是影响人体热舒适性的重要指标。有效温度(et3 ) 是一个等效的干球温度。et3 值把真实环境下的空气温度、相对湿度和平均辐射温度规整为一个温度参数,使具有不同空气温度、相对湿度和平均辐射温度的环境能用一个et3 值相互比较。它综合评价室内的热环境的状况。
(2) 相对湿度
对静坐者的舒适性来说,湿度对人体热舒适性的影响不大。虽在有效温度指标也包含了湿度的作用,但由于湿度对呼吸的健康、霉菌的生长和其它与湿度有关的现象有很大的影响,因此将湿度又单独作为一个指标。
(3) 空气流速
空气流速是车内热舒适性的重要指标,也是车内空气参数的一项重要指标。大量研究表明,空气流速对人的热舒适感有很大的影响。气流速度增大时,会提高对流换热系数及湿交换系数,使对流散热和水分蒸发散热随之增强,加剧人的冷感。气流速度过小,且衰减快,风吹不到地面,容易造成车内垂直温差过大,有头凉脚热的感觉。
2. 2 空气品质指标
(1) 新风量
新风量是车内空气品质的一项重要基本指标, 其作用是调节车内空气质量,使车内环境中的各种污染物浓度保持在卫生标准所容许的浓度值以下。人们对新风的研究已从仅仅注重其“ 量”转变到更关注其“质”的问题上来,强调新风的利用效率和新鲜程度。传统观念认为,新风仅是为清除人体所产生的生物污染。而ashrae62 -1989r 中认为用以确定新风量的污染物来自人体和室内气体污染源两方面,对最小新风量提出了新的、更严格的要求。因此,在空气参数标准对新风量的要求仍不能忽视。
(2) 二氧化碳(co2)
co2 是车内污染物的主要成分,它由人呼出, 其发生量与人数及活动量有关。人们在呼出co2 的同时,身体其他部分也不断排出污染物,如汗的分解产物及其它挥发气体(异味产生的主要因素) 。在以人为主要污染源的场合,co2 浓度的高低基本上能完全反映人体污染物散发的情况。因此co2 浓度指标可以作为车内异味(主要是人体体味) 或其它有害物质的污染程度的评价指标,也是可以反映室内通风情况的评价指标,是判断空调列车污染程度最主要的参数之一。
(3) 一氧化碳(co)
co 作为主要的燃烧产物,往往被作为室内环境烟雾的评价指标。ashrae62 -1989r 认为, 只要室内出现环境烟草烟雾( ets) ,就不能达到可接受的室内空气品质。据此,一旦车内有吸烟现象发生,地铁空调客车车内空气品质肯定达不到要求。因此将co 选为车内空气参数的目的是防止co 浓度过高而危害人的健康。
(4) 可吸入性微粒(ip)
地铁在隧道内运行,运行中因电刷、闸瓦制动产生的粉末及隧道内灰尘,必然会通过各种渠道进入车内。人员的庞杂及其上下流动性较大,对车内尘埃浓度有很大的影响。再加烟雾中含有大量的烟尘微粒,使可吸入性微粒也成为车内空气品质必要的衡量指标。
(5) 挥发性有机化合物(voc)
地铁车辆为保证车体气密性及车内装饰和节能的要求,车内使用了大量的装饰材料和保温材料。这些材料释放的voc , 造成车内污染物的增加,影响室内空气品质。voc 的浓度过高会直接刺激人们的嗅觉和其它器官。其主要代表物质为甲醛。在空气参数标准中应将甲醛作为一项控制标准。
(6) 二氧化硫(so2)
室内空气中含有的so2 成分主要来自室外大气污染渗透和吸烟产生的烟雾之中,虽然so2 浓度不是很高,但由于其危害性较大,也将其选取为空气品质指标之一。
(7) 空气微生物
客车内空气中细菌的来源很多,必须选定一个指标来反映空气微生物的污染情况。室内空气细菌学的评价指标技术一般多采用细菌总数。我国仿照日本采用层降菌法,以菌落数判断空气清洁程度。
(8) 空气负氧离子
根据人体卫生要求,在每立方米的空间负氧离子含量不少于400 个,否则人就会感到不适。当负氧离子浓度达到一定程度, 可降低车内的漂尘、co2 含量、细菌数目等,也可消除悬浮的微生物、车内有害气体、霉菌,并抑制细菌滋生,改善车内的空气品质。考虑到空调客车人员密度极大的特殊情况,有必要将其作为衡量车内空气品质的指标之一。
2. 3 气流组织指标
换气次数是一项传统的通风设计参数。室内空气龄定量反映了室内空气的新鲜程度,可以综合衡量车内的通风换气效果。地铁空调客车虽然车内限界低、空间狭小、人员多且站立,但车辆到站频繁、车门多且宽、开关门频繁、乘客停留时间短,因此只要保证一定换气次数就可获得较好的通风换气效果,无须具体地研究空气龄等指标。
3 地铁空调客车的特殊性
3. 1 地铁车辆与铁道车辆
地铁车辆从某种程度上可视为“ 移动的建筑物”,与地面铁路客车有许多相似之处。地面铁路客车车内空气参数标准经过长期研究,积累了丰富的成果,也为地铁空调客车车内空气参数标准的研究提供了经验。但地铁车辆空调与地面铁道车辆空调在运行条件和舒适性要求方面有很大差别,因而两者的车内空气参数标准也应有所区别。
3. 2 地铁车辆运行特点
地铁空调客车虽然室内空间狭小、人员密度大,但运行区间短、乘客逗留时间短、上下乘客相对多,乘客对车内温、湿度感受十分明显,但对空气品质敏感程度相对较低。可见,乘客对车内热舒适性的温、湿度的指标要求较高,对车内空气品质的要求相对低一些。因此,建议车内空气参数标准中仍然以热舒适性指标为主,而空气品质中某些指标可适当降低,其中co2 含量和含尘量标准可以适当放宽。
3. 3 空气流速
空气流速不仅是室内热舒适性的重要指标,也是室内空气参数的一项重要指标。地铁客车室内限界低、空间狭小,顶高仅为2. 1 m 左右,且乘客人员多(定员为6 人/m2 ,严重超员时可达8 人/m2 ,多数人处于站立状态),因此不能直接把风送到地板上,会有头凉足热的感觉。此外,由于工作区离送风口较近,给送、回风带来一定难度:若送风的平均风速低,乘客就会感到不凉爽,且由于风速低、衰减快而排风困难,容易造成送风短路(即风刚出送风口未经人体热交换就会从回风口又回到机组);若风速过高,由于出风口温度低(仅15～20 ℃),又会使人有吹冷风的感觉。因而,地铁客车室内的空气流速指标应充分考虑上述影响因素,与建筑空调及铁路客车标准有较大区别。道内的空气主要是通过隧道通风设备摄取的地面空气,在通风过程中可能出现二次污染,其“ 质”有所下降。
3. 4 新风问题
同时地铁运行时产生大量灰尘,也将污染受地铁车辆限界影响,制冷机组的选型受到限隧道内的空气。在地铁车辆的新风问题上,不仅要制,一定程度上限制了车内新风量的摄取。新风清注重“量”,更要注重“质”的要求。特别是地铁客车洁度近年也受到人们的关注,在地铁空调客车内新新风量受到各种限制时, 新风利用率更加显得重风的质量也应该引起重视。特别是地铁车辆在隧要。道内运行,客车吸入的新风是隧道内的空气。
参 考 文 献
1 ashrae standard 62 -1989r : ventilation for acceptable indoor air quality. 1989
2 abdou o a , losch h g. the impact of the building indoor environment on occupant productivity -recent of indoor air quality. ashrae trans , 1994 : 902
3 persily a k. evaluating building iaq and ventilation with indoor carbon dioxide. ashrae trans , 1997 : 193
4 沈晋明. 室内污染物与室内空气品质评价. 通风除尘,1995 ,24(4) :10
5 李先庭,杨建荣,王欣. 室内空气品质研究现况与发展. 暖通空调,2000 ,30(3) :36～40
关键词 地下铁道车辆,空调客车,空气参数
目前地铁车辆空调系统设计过程中,没有现成经验可以遵循,尤其缺乏车内空气参数的相关标准,给地铁车辆空调系统设计带来一定难度。这样容易造成车内温、湿度等参数设计不合理,无法满足乘客的热舒适性要求。车内通风效果差、低浓度污染物长期存在以及低劣的室内空气品质,严重威胁乘客的身体健康。如不重视车内空气环境品质的综合研究并制定相关标准,必然会出现与病态建筑综合症类似的严重问题。本文就地铁空调客车车内空气参数标准涉及的内容和相关问题进行探讨。
1 室内环境品质评价指标
1. 1 室内热环境评价指标
热环境是对人的热损失影响的环境特性。热舒适是人对热环境满意与否的表示。热环境是客观存在的;而热舒适是人的主观感觉。
国际标准组织的标准iso 7730 以丹麦fanger 教授的pmv(predicted mean vote) 模型为基础,运用pmv -ppd ( predicted percentage of dissatisfied) 指标来描述和评价热环境。WWW.133229.cOmpmv -ppd 指标综合了影响人体热感觉的6 个因素,即:空气温度、湿度、平均辐射温度、空气流速、衣服热阻和活动强度。目前,这些指标已经成为主要的热环境评价指标。
1. 2 室内空气品质评价指标
在美国暖通空调工程师协会(ashrae) 标准ashrae62 -1989r 中,首次提出了“ 可接受的室内空气品质”的概念,并将其定义为“ 空调空间中绝大部分人(80 % 或以上) 没有对室内空气表示不满意, 并且空气中没有已知的污染物浓度达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度”。
随着对室内空气品质研究的深入,室内空气的内涵不断扩展。目前,室内空气中发现所含污染物种类繁多,对空气品质的影响各不相同,因此选取的各项评价指标必须具有代表性而避免重复。除新风量是最基本也是最重要的指标外,一般还推荐一氧化碳、二氧化碳、可吸入性微粒(ip) 、二氧化硫、甲醛、室内细菌总数、温度、相对湿度、风速等12 个指标。
1. 3 室内气流组织评价指标
室内气流组织是指气流的流型与分布特性。室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率、空气的排污效率等指标可用来反映所选择的气流组织是否恰当。
合理的气流组织,不仅可以将新鲜空气按质按量送到工作区,还可以及时将污染物排出,提高室内空气品质。由于对室内气流组织问题的重要性认识较晚,因而至今尚未形成统一的标准。一般认为,室内气流组织的评价指标至少应包括室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率和空气的排污效率、空气流速、质点空气变化率等。其中室内的换气效率、室内的排污效率是从排除污染物的角度对气流组织进行评价的指标。
1. 4 综合评价
从热环境和室内空气品质的定义出发,不应将室内环境品质仅仅等同于一系列污染控制指标,并简单地判断这些指标是否合格;而应采用主观评价和客观评价相结合的方法,对室内空气环境品质进行综合分析。
2 地铁空调客车车内空气参数选取
过去,室内空气参数标准主要以温、湿度为指标的热舒适性为主,涉及空气品质的也只有二氧化碳含量、含尘量、新风量,对其它低浓度污染体的认识不够。随着空气品质的深入研究及对低浓度污染物认识的加深,发现其对人体身心健康有很大影响。因而在制订地铁空调客车车内空气参数标准时,要考虑将这些低浓度污染物控制在卫生标准允许的范围内。
地铁空调客车车内空气参数可根据建筑空调室内空气参数研究成果,从地铁车辆的实际情况出发,结合热环境、空气品质、气流组织等三方面评价的各项指标来选取。
2. 1 热舒适性指标
(1) 温度
温度是影响人体热舒适性的重要指标。有效温度(et3 ) 是一个等效的干球温度。et3 值把真实环境下的空气温度、相对湿度和平均辐射温度规整为一个温度参数,使具有不同空气温度、相对湿度和平均辐射温度的环境能用一个et3 值相互比较。它综合评价室内的热环境的状况。
(2) 相对湿度
对静坐者的舒适性来说,湿度对人体热舒适性的影响不大。虽在有效温度指标也包含了湿度的作用,但由于湿度对呼吸的健康、霉菌的生长和其它与湿度有关的现象有很大的影响,因此将湿度又单独作为一个指标。
(3) 空气流速
空气流速是车内热舒适性的重要指标,也是车内空气参数的一项重要指标。大量研究表明,空气流速对人的热舒适感有很大的影响。气流速度增大时,会提高对流换热系数及湿交换系数,使对流散热和水分蒸发散热随之增强,加剧人的冷感。气流速度过小,且衰减快,风吹不到地面,容易造成车内垂直温差过大,有头凉脚热的感觉。
2. 2 空气品质指标
(1) 新风量
新风量是车内空气品质的一项重要基本指标, 其作用是调节车内空气质量,使车内环境中的各种污染物浓度保持在卫生标准所容许的浓度值以下。人们对新风的研究已从仅仅注重其“ 量”转变到更关注其“质”的问题上来,强调新风的利用效率和新鲜程度。传统观念认为,新风仅是为清除人体所产生的生物污染。而ashrae62 -1989r 中认为用以确定新风量的污染物来自人体和室内气体污染源两方面,对最小新风量提出了新的、更严格的要求。因此,在空气参数标准对新风量的要求仍不能忽视。
(2) 二氧化碳(co2)
co2 是车内污染物的主要成分,它由人呼出, 其发生量与人数及活动量有关。人们在呼出co2 的同时,身体其他部分也不断排出污染物,如汗的分解产物及其它挥发气体(异味产生的主要因素) 。在以人为主要污染源的场合,co2 浓度的高低基本上能完全反映人体污染物散发的情况。因此co2 浓度指标可以作为车内异味(主要是人体体味) 或其它有害物质的污染程度的评价指标,也是可以反映室内通风情况的评价指标,是判断空调列车污染程度最主要的参数之一。
(3) 一氧化碳(co)
co 作为主要的燃烧产物,往往被作为室内环境烟雾的评价指标。ashrae62 -1989r 认为, 只要室内出现环境烟草烟雾( ets) ,就不能达到可接受的室内空气品质。据此,一旦车内有吸烟现象发生,地铁空调客车车内空气品质肯定达不到要求。因此将co 选为车内空气参数的目的是防止co 浓度过高而危害人的健康。
(4) 可吸入性微粒(ip)
地铁在隧道内运行,运行中因电刷、闸瓦制动产生的粉末及隧道内灰尘,必然会通过各种渠道进入车内。人员的庞杂及其上下流动性较大,对车内尘埃浓度有很大的影响。再加烟雾中含有大量的烟尘微粒,使可吸入性微粒也成为车内空气品质必要的衡量指标。
(5) 挥发性有机化合物(voc)
地铁车辆为保证车体气密性及车内装饰和节能的要求,车内使用了大量的装饰材料和保温材料。这些材料释放的voc , 造成车内污染物的增加,影响室内空气品质。voc 的浓度过高会直接刺激人们的嗅觉和其它器官。其主要代表物质为甲醛。在空气参数标准中应将甲醛作为一项控制标准。
(6) 二氧化硫(so2)
室内空气中含有的so2 成分主要来自室外大气污染渗透和吸烟产生的烟雾之中,虽然so2 浓度不是很高,但由于其危害性较大,也将其选取为空气品质指标之一。
(7) 空气微生物
客车内空气中细菌的来源很多,必须选定一个指标来反映空气微生物的污染情况。室内空气细菌学的评价指标技术一般多采用细菌总数。我国仿照日本采用层降菌法,以菌落数判断空气清洁程度。
(8) 空气负氧离子
根据人体卫生要求,在每立方米的空间负氧离子含量不少于400 个,否则人就会感到不适。当负氧离子浓度达到一定程度, 可降低车内的漂尘、co2 含量、细菌数目等,也可消除悬浮的微生物、车内有害气体、霉菌,并抑制细菌滋生,改善车内的空气品质。考虑到空调客车人员密度极大的特殊情况,有必要将其作为衡量车内空气品质的指标之一。
2. 3 气流组织指标
换气次数是一项传统的通风设计参数。室内空气龄定量反映了室内空气的新鲜程度,可以综合衡量车内的通风换气效果。地铁空调客车虽然车内限界低、空间狭小、人员多且站立,但车辆到站频繁、车门多且宽、开关门频繁、乘客停留时间短,因此只要保证一定换气次数就可获得较好的通风换气效果,无须具体地研究空气龄等指标。
3 地铁空调客车的特殊性
3. 1 地铁车辆与铁道车辆
地铁车辆从某种程度上可视为“ 移动的建筑物”,与地面铁路客车有许多相似之处。地面铁路客车车内空气参数标准经过长期研究,积累了丰富的成果,也为地铁空调客车车内空气参数标准的研究提供了经验。但地铁车辆空调与地面铁道车辆空调在运行条件和舒适性要求方面有很大差别,因而两者的车内空气参数标准也应有所区别。
3. 2 地铁车辆运行特点
地铁空调客车虽然室内空间狭小、人员密度大,但运行区间短、乘客逗留时间短、上下乘客相对多,乘客对车内温、湿度感受十分明显,但对空气品质敏感程度相对较低。可见,乘客对车内热舒适性的温、湿度的指标要求较高,对车内空气品质的要求相对低一些。因此,建议车内空气参数标准中仍然以热舒适性指标为主,而空气品质中某些指标可适当降低,其中co2 含量和含尘量标准可以适当放宽。
3. 3 空气流速
空气流速不仅是室内热舒适性的重要指标,也是室内空气参数的一项重要指标。地铁客车室内限界低、空间狭小,顶高仅为2. 1 m 左右,且乘客人员多(定员为6 人/m2 ,严重超员时可达8 人/m2 ,多数人处于站立状态),因此不能直接把风送到地板上,会有头凉足热的感觉。此外,由于工作区离送风口较近,给送、回风带来一定难度:若送风的平均风速低,乘客就会感到不凉爽,且由于风速低、衰减快而排风困难,容易造成送风短路(即风刚出送风口未经人体热交换就会从回风口又回到机组);若风速过高,由于出风口温度低(仅15～20 ℃),又会使人有吹冷风的感觉。因而,地铁客车室内的空气流速指标应充分考虑上述影响因素,与建筑空调及铁路客车标准有较大区别。道内的空气主要是通过隧道通风设备摄取的地面空气,在通风过程中可能出现二次污染,其“ 质”有所下降。
3. 4 新风问题
同时地铁运行时产生大量灰尘,也将污染受地铁车辆限界影响,制冷机组的选型受到限隧道内的空气。在地铁车辆的新风问题上,不仅要制,一定程度上限制了车内新风量的摄取。新风清注重“量”,更要注重“质”的要求。特别是地铁客车洁度近年也受到人们的关注,在地铁空调客车内新新风量受到各种限制时, 新风利用率更加显得重风的质量也应该引起重视。特别是地铁车辆在隧要。道内运行,客车吸入的新风是隧道内的空气。
参 考 文 献
1 ashrae standard 62 -1989r : ventilation for acceptable indoor air quality. 1989
2 abdou o a , losch h g. the impact of the building indoor environment on occupant productivity -recent of indoor air quality. ashrae trans , 1994 : 902
3 persily a k. evaluating building iaq and ventilation with indoor carbon dioxide. ashrae trans , 1997 : 193
4 沈晋明. 室内污染物与室内空气品质评价. 通风除尘,1995 ,24(4) :10
5 李先庭,杨建荣,王欣. 室内空气品质研究现况与发展. 暖通空调,2000 ,30(3) :36～40
关键词 地下铁道车辆，空调客车，空气参数
目前地铁车辆空调系统设计过程中，没有现成经验可以遵循，尤其缺乏车内空气参数的相关标准，给地铁车辆空调系统设计带来一定难度。这样容易造成车内温、湿度等参数设计不合理，无法满足乘客的热舒适性要求。车内通风效果差、低浓度污染物长期存在以及低劣的室内空气品质，严重威胁乘客的身体健康。如不重视车内空气环境品质的综合研究并制定相关标准，必然会出现与病态建筑综合症类似的严重问题。本文就地铁空调客车车内空气参数标准涉及的内容和相关问题进行探讨。
1 室内环境品质评价指标
1. 1 室内热环境评价指标
热环境是对人的热损失影响的环境特性。热舒适是人对热环境满意与否的表示。热环境是客观存在的;而热舒适是人的主观感觉。
国际标准组织的标准ISO 7730 以丹麦Fanger 教授的PMV(Predicted Mean Vote) 模型为基础，运用PMV -PPD ( Predicted Percentage of Dissatisfied) 指标来描述和评价热环境。PMV -PPD 指标综合了影响人体热感觉的6 个因素，即:空气温度、湿度、平均辐射温度、空气流速、衣服热阻和活动强度。目前，这些指标已经成为主要的热环境评价指标。
1. 2 室内空气品质评价指标
在美国暖通空调工程师协会(ASHRAE) 标准ASHRAE62 -1989R 中，首次提出了“ 可接受的室内空气品质”的概念，并将其定义为“ 空调空间中绝大部分人(80 % 或以上) 没有对室内空气表示不满意， 并且空气中没有已知的污染物浓度达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度”。
随着对室内空气品质研究的深入，室内空气的内涵不断扩展。目前，室内空气中发现所含污染物种类繁多，对空气品质的影响各不相同，因此选取的各项评价指标必须具有代表性而避免重复。除新风量是最基本也是最重要的指标外，一般还推荐一氧化碳、二氧化碳、可吸入性微粒(IP) 、二氧化硫、甲醛、室内细菌总数、温度、相对湿度、风速等12 个指标。
1. 3 室内气流组织评价指标
室内气流组织是指气流的流型与分布特性。室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率、空气的排污效率等指标可用来反映所选择的气流组织是否恰当。
合理的气流组织，不仅可以将新鲜空气按质按量送到工作区，还可以及时将污染物排出，提高室内空气品质。由于对室内气流组织问题的重要性认识较晚，因而至今尚未形成统一的标准。一般认为，室内气流组织的评价指标至少应包括室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率和空气的排污效率、空气流速、质点空气变化率等。其中室内的换气效率、室内的排污效率是从排除污染物的角度对气流组织进行评价的指标。
1. 4 综合评价
从热环境和室内空气品质的定义出发，不应将室内环境品质仅仅等同于一系列污染控制指标，并简单地判断这些指标是否合格;而应采用主观评价和客观评价相结合的方法，对室内空气环境品质进行综合分析。
2 地铁空调客车车内空气参数选取
过去，室内空气参数标准主要以温、湿度为指标的热舒适性为主，涉及空气品质的也只有二氧化碳含量、含尘量、新风量，对其它低浓度污染体的认识不够。随着空气品质的深入研究及对低浓度污染物认识的加深，发现其对人体身心健康有很大影响。因而在制订地铁空调客车车内空气参数标准时，要考虑将这些低浓度污染物控制在卫生标准允许的范围内。
地铁空调客车车内空气参数可根据建筑空调室内空气参数研究成果，从地铁车辆的实际情况出发，结合热环境、空气品质、气流组织等三方面评价的各项指标来选取。
2. 1 热舒适性指标
(1) 温度
温度是影响人体热舒适性的重要指标。有效温度(ET3 ) 是一个等效的干球温度。ET3 值把真实环境下的空气温度、相对湿度和平均辐射温度规整为一个温度参数，使具有不同空气温度、相对湿度和平均辐射温度的环境能用一个ET3 值相互比较。它综合评价室内的热环境的状况。
(2) 相对湿度
对静坐者的舒适性来说，湿度对人体热舒适性的影响不大。虽在有效温度指标也包含了湿度的作用，但由于湿度对呼吸的健康、霉菌的生长和其它与湿度有关的现象有很大的影响，因此将湿度又单独作为一个指标。
(3) 空气流速
空气流速是车内热舒适性的重要指标，也是车内空气参数的一项重要指标。大量研究表明，空气流速对人的热舒适感有很大的影响。气流速度增大时，会提高对流换热系数及湿交换系数，使对流散热和水分蒸发散热随之增强，加剧人的冷感。气流速度过小，且衰减快，风吹不到地面，容易造成车内垂直温差过大，有头凉脚热的感觉。
2. 2 空气品质指标
(1) 新风量
新风量是车内空气品质的一项重要基本指标， 其作用是调节车内空气质量，使车内环境中的各种污染物浓度保持在卫生标准所容许的浓度值以下。人们对新风的研究已从仅仅注重其“ 量”转变到更关注其“质”的问题上来，强调新风的利用效率和新鲜程度。传统观念认为，新风仅是为清除人体所产生的生物污染。而ASHRAE62 -1989R 中认为用以确定新风量的污染物来自人体和室内气体污染源两方面，对最小新风量提出了新的、更严格的要求。因此，在空气参数标准对新风量的要求仍不能忽视。
(2) 二氧化碳(CO2)
CO2 是车内污染物的主要成分，它由人呼出， 其发生量与人数及活动量有关。人们在呼出CO2 的同时，身体其他部分也不断排出污染物，如汗的分解产物及其它挥发气体(异味产生的主要因素) 。在以人为主要污染源的场合，CO2 浓度的高低基本上能完全反映人体污染物散发的情况。因此CO2 浓度指标可以作为车内异味(主要是人体体味) 或其它有害物质的污染程度的评价指标，也是可以反映室内通风情况的评价指标，是判断空调列车污染程度最主要的参数之一。
(3) 一氧化碳(CO)
CO 作为主要的燃烧产物，往往被作为室内环境烟雾的评价指标。ASHRAE62 -1989R 认为， 只要室内出现环境烟草烟雾( ETS) ，就不能达到可接受的室内空气品质。据此，一旦车内有吸烟现象发生，地铁空调客车车内空气品质肯定达不到要求。因此将CO 选为车内空气参数的目的是防止CO 浓度过高而危害人的健康。
转贴于 (4) 可吸入性微粒(IP)
地铁在隧道内运行，运行中因电刷、闸瓦制动产生的粉末及隧道内灰尘，必然会通过各种渠道进入车内。人员的庞杂及其上下流动性较大，对车内尘埃浓度有很大的影响。再加烟雾中含有大量的烟尘微粒，使可吸入性微粒也成为车内空气品质必要的衡量指标。
(5) 挥发性有机化合物(VOC)
地铁车辆为保证车体气密性及车内装饰和节能的要求，车内使用了大量的装饰材料和保温材料。这些材料释放的VOC ， 造成车内污染物的增加，影响室内空气品质。VOC 的浓度过高会直接刺激人们的嗅觉和其它器官。其主要代表物质为甲醛。在空气参数标准中应将甲醛作为一项控制标准。
(6) 二氧化硫(SO2)
室内空气中含有的SO2 成分主要来自室外大气污染渗透和吸烟产生的烟雾之中，虽然SO2 浓度不是很高，但由于其危害性较大，也将其选取为空气品质指标之一。
(7) 空气微生物
客车内空气中细菌的来源很多，必须选定一个指标来反映空气微生物的污染情况。室内空气细菌学的评价指标技术一般多采用细菌总数。我国仿照日本采用层降菌法，以菌落数判断空气清洁程度。
(8) 空气负氧离子
根据人体卫生要求，在每立方米的空间负氧离子含量不少于400 个，否则人就会感到不适。当负氧离子浓度达到一定程度， 可降低车内的漂尘、CO2 含量、细菌数目等，也可消除悬浮的微生物、车内有害气体、霉菌，并抑制细菌滋生，改善车内的空气品质。考虑到空调客车人员密度极大的特殊情况，有必要将其作为衡量车内空气品质的指标之一。
2. 3 气流组织指标
换气次数是一项传统的通风设计参数。室内空气龄定量反映了室内空气的新鲜程度，可以综合衡量车内的通风换气效果。地铁空调客车虽然车内限界低、空间狭小、人员多且站立，但车辆到站频繁、车门多且宽、开关门频繁、乘客停留时间短，因此只要保证一定换气次数就可获得较好的通风换气效果，无须具体地研究空气龄等指标。
3 地铁空调客车的特殊性
3. 1 地铁车辆与铁道车辆
地铁车辆从某种程度上可视为“ 移动的建筑物”，与地面铁路客车有许多相似之处。地面铁路客车车内空气参数标准经过长期研究，积累了丰富的成果，也为地铁空调客车车内空气参数标准的研究提供了经验。但地铁车辆空调与地面铁道车辆空调在运行条件和舒适性要求方面有很大差别，因而两者的车内空气参数标准也应有所区别。
3. 2 地铁车辆运行特点
地铁空调客车虽然室内空间狭小、人员密度大，但运行区间短、乘客逗留时间短、上下乘客相对多，乘客对车内温、湿度感受十分明显，但对空气品质敏感程度相对较低。可见，乘客对车内热舒适性的温、湿度的指标要求较高，对车内空气品质的要求相对低一些。因此，建议车内空气参数标准中仍然以热舒适性指标为主，而空气品质中某些指标可适当降低，其中CO2 含量和含尘量标准可以适当放宽。
3. 3 空气流速
空气流速不仅是室内热舒适性的重要指标，也是室内空气参数的一项重要指标。地铁客车室内限界低、空间狭小，顶高仅为2. 1 m 左右，且乘客人员多(定员为6 人/m2 ，严重超员时可达8 人/m2 ，多数人处于站立状态)，因此不能直接把风送到地板上，会有头凉足热的感觉。此外，由于工作区离送风口较近，给送、回风带来一定难度:若送风的平均风速低，乘客就会感到不凉爽，且由于风速低、衰减快而排风困难，容易造成送风短路(即风刚出送风口未经人体热交换就会从回风口又回到机组);若风速过高，由于出风口温度低(仅15～20 ℃)，又会使人有吹冷风的感觉。因而，地铁客车室内的空气流速指标应充分考虑上述影响因素，与建筑空调及铁路客车标准有较大区别。道内的空气主要是通过隧道通风设备摄取的地面空气，在通风过程中可能出现二次污染，其“ 质”有所下降。
3. 4 新风问题
同时地铁运行时产生大量灰尘，也将污染受地铁车辆限界影响，制冷机组的选型受到限隧道内的空气。在地铁车辆的新风问题上，不仅要制，一定程度上限制了车内新风量的摄取。新风清注重“量”，更要注重“质”的要求。特别是地铁客车洁度近年也受到人们的关注，在地铁空调客车内新新风量受到各种限制时， 新风利用率更加显得重风的质量也应该引起重视。特别是地铁车辆在隧要。道内运行，客车吸入的新风是隧道内的空气。
参 考 文 献
1 ASHRAE Standard 62 -1989R : Ventilation for acceptable indoor air quality. 1989
2 Abdou O A ， Losch H G. The impact of the building indoor environment on occupant productivity -recent of indoor air quality. ASHRAE Trans ， 1994 : 902
3 Persily A K. Evaluating Building IAQ and Ventilation with Indoor Carbon Dioxide. ASHRAE Trans ， 1997 : 193
4 沈晋明. 室内污染物与室内空气品质评价. 通风除尘，1995 ，24(4) :10
5 李先庭，杨建荣，王欣. 室内空气品质研究现况与发展. 暖通空调，2000 ，30(3) :36～40
关键词 统计分析；聚类；MATLAB；空气质量
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）121-0145-02
近年来，中国很多城市经常出现雾霾天气，“PM2.5”也成为人们的热议话题，空气质量问题日益受到人们的关注。空气的污染严重危害人们的身心健康，为降低和减少污染，需要对影响空气污染的因素进行监测和统计分析，从中找到导致空气污染的主要污染物项目，以便于有针对性的找到污染根源，从而更好地治理空气污染问题。
1 空气质量指数计算方法
2012年国家新的环境空气质量标准[3]，同时，国家环境保护部了《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》[4]，空气质量指数（AQI）分级计算参与评价的污染物在过去参与评价的污染物仅为二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）和粒径小于等于10?m可吸入颗粒物（PM10）等三项的标准上，增加了粒径小于等于2.5?m的颗粒物（PM2.5）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）等项目。
根据过去24小时一个城市所有监测站点的各项污染物浓度算术平均值计算该城市的日AQI，反映这个城市过去一天的空气质量状况。
AQI范围为0～500，导致AQI>50的污染物为首要污染物，首要污染物可以为多项；导致AQI>100的污染物为超标污染物。AQI值越大，说明空气受污染的程度越高，对人体的健康危害也就越大。
2 合肥市空气质量数据分析
分析合肥市空气质量及影响因子，是对合肥市的AQI指数和参与评价空气质量的污染物的监测数据进行分析，数据来源http：///，其中包含日AQI和各项污染物的日平均实测浓度值。实验使用MATLAB工具进行，实验数据选取的时间段从2013年11月1日至2014年4月30日共181天，数据项为日AQI和6个污染物日平均浓度值，共181组，表示为：DATA=（aqi，attr）181×7，其中第一列aqi为每天的日AQI值，attr为181×6的矩阵，各列依次为6个污染物PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3的181天日平均浓度值。
2.1 数据的数字特征
为了观察数据的大致情形，用函数boxplot（X）作箱形图，如图1所示。由图1箱形图可知，合肥市AQI值的1/4分位数接近100，说明空气污染程度较高，同时观察PM2.5和PM10中位数都在100附近，说明这两个指标对空气污染较重。
2.2 聚类分析
人们在认识事物时首先要区分不同的事物，然后分析事物内部和事物之间的差异。针对事物对象的重要指标或综合特征，聚类分析是根据对象间的相似程度或相异程度将一组数据进行分组，分到同一组的对象具有相似的性质，不同类的对象性质差别很大，然后对这些组数据进行研究。下面对参与评价空气质量的污染物的数据进行聚类分析。
从图1中可以看出，由于数据的计量单位不同，且各列数据的变化很大，为减少不同的指标的标量对实验结果的影响程度太大，使用函数Z=zscore（D）将数据进行标准化，该函数返回D中各列数据与均值间的偏差，并用其标准差标准化。对于列向量V，标准化后的数据Z=（V-mean（V））./std（V）。
使用MATLAB工具箱中的函数对数据聚类分析。
聚类的算法如下：
function ATTR-Cluster（attr）
attrScaled=zscore（attr）；%数据标准化
dis=pdist（attrScaled，’Euclid’）；%欧式距离
tree=linkage（dis，’method’）；%method分别取single/complete/average
TreeCluster=（tree，6）；%构造最多6类的构造类
使用函数c=cophenet（tree，dis）计算不同的聚类方法的相干系数，该函数用来度量聚类结果的有效性，对于要求很高的解，c应接近1。计算最短距离法、最长距离法和平均距离法的相干系数分别为0.6746，0.7831和0.7463，在这3种实验方法中，最长距离法是效果最好的一种方法。
3 结论
本文依据AQI技术规定，使用MATLAB工具对合肥市空气质量数据进行了分析，认为合肥市近半年空气污染程度较高，污染物PM2.5、PM10和CO对合肥市空气污染影响程度较高；对参与评价空气质量的污染物的监测数据进行聚类分析，实验结果说明聚类结果与各项污染物的监测值综合评价关系较为密切，能够综合反映合肥市的空气质量状况。数据分析也进一步证明了新的空气质量评价标准增加了3个污染物项目，对于评价空气质量更为科学。
空气质量数据进行分析，可以帮助找到影响空气质量的影响因子，确定导致空气污染的主要污染物项目，但是，环境空气质量除了受这些污染物项目的影响，还受到当地的气候环境变化的影响，这需要更进一步的研究才能有助于解决空气污染治理问题。
参考文献
[1]范金城，梅长林.数据分析[M].北京：科学出版社，2002.
[2]周品，赵新芬.MATLAB数理统计分析[M].北京：国防工业出版社，2009.
关键词：车内空气质量；现状；控制
中图分类号：X820.2文献标识码：A文章编号：1674-9944（2012）12-0017-03
1引言
随着社会的发展和人们生活水平的日益提高，汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的重要交通工具。据工信部数据表明，2011年，我国汽车市场实现平稳增长，汽车产销量双超1840万辆，汽车保有量已突破1亿辆。汽车给人们生活带来方便的同时，车内空气污染也会危害驾驶员与乘客的身体健康。我国已经出现多起消费者由于汽车内部有毒有害气体严重超标、损害消费者身体健康而投诉汽车生产厂家的案例。不断提升的生活质量要求和日益增强的健康关注度使得人们对汽车车内空气质量与舒适性的要求越来越高，汽车车内空气环境质量成为人们日益关注的热点问题。
影响车内空气质量的指标有易挥发性有机物、气味及雾化性，车内空气污染问题主要由车内易挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）造成的，已引起政府有关部门的高度重视，并制定了车内空气质量标准，以加强对车内空气质量的管理。本文通过分析国内外车内VOC相关法规现状及其差异、控制消减措施，以期为汽车企业的设计生产、销售及检测机构提供技术参考，为汽车消费者提供信息指导。
2车内VOC定义
造成车内空气污染的物质主要是易挥发性有机物，很多国家的研究者用VOC含量的高低来表示污染程度。易挥发性有机物是指在常温状态下容易挥发的有机化合物，目前，尚未有被国际上一致认可的定义，现在最常用的有世界卫生组织、美国联邦环保署及国际标准组织等组织制定的定义[1]。世界卫生组织（WHO）对挥发性有机物的定义为：熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称（表1）。美国联邦环保署（EPA）的定义：除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。国际标准ISO 4618-1-1998对VOC的定义是：原则上，在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体和/或固体。德国DIN 55649-2000标准规定在通常压力条件下，沸点或初馏点低于或等于250℃的任何有机化合物。
上述VOC的定义分为两类，一类是普通意义上的VOC定义，只说明什么是挥发性有机物，或者是在什么条件下是挥发性有机物；另一类是环保意义上的定义，即会产生危害的那一类挥发性有机物。从环保意义上说，挥发和参加大气光化学反应的化合物具有危害性，不挥发或不参加大气光化学反应的化合物不构成危害。
3车内VOC的来源及危害
3.1车内VOC的来源
车内VOC的来源有很多，主要有以下3个方面[2]。
3.1.1内饰件/内饰材料
车内空气质量状况与车辆制造工艺和零部件种类有直接关系，车内VOC的主要来源是汽车内饰件/内饰材料，主要有：新车内饰，如车内地板、门内护板、车顶棚衬里等；新车的车内各配件，如座椅、座垫和座椅套等；生产中所使用材料，如油漆、稀释剂和黏合剂等。
3.1.2汽车自身排放
汽车自身排放的污染物，主要有CH、CO、NOx、苯烯烃、芳香烃、微生物等，能够通过排气管、曲轴箱、燃油蒸发等途径进入车内，造成车内污染。
3.1.3外部污染物
如果车辆密封不严，外界环境的污染物将进入车内环境，造成车内空气污染，这种车内污染在交通堵塞的情况下尤为明显。车外空气中污染物主要来自于燃料燃烧、交通运输等产生的VOCs。
3.2车内VOC的危害
VOC中危害最大的两种化学成分是苯和甲醛。
苯是具有特殊气味的一种有机化合物，胶水、油漆、涂料、溶剂等含有大量的苯、甲苯和二甲苯等。慢性苯中毒主要使骨髓造血功能发生障碍。人在散发着苯气味的密闭房间里，会出现头晕、胸闷、恶心、呕吐等中毒症状。
甲醛是无色、具强烈刺激性气味的气体，水溶液通称福尔马林。装饰用品、车内饰品及许多使用有机涂料和高分子材料的生活用品等均会散发甲醛。甲醛对粘膜有强烈的刺激作用，特别对眼、鼻和呼吸道的刺激作用最强，是一种致癌物质，能引起皮肤过敏，还影响中枢神经系统，长时间吸入可引起胃癌。
4国内外相关标准法规分析
截至目前，日本、韩国、俄罗斯、中国等国家均颁布了针对汽车车内空气质量的国家规范，美国、澳大利亚等国家对新车内部VOC含量的规定参照室内VOC含量标准，还有部分国家没有制定相关标准，但其国内企业具有内部标准，如德国，大众、宝马等企业有自己的内部标准。本文主要讨论各国家标准之间的异同。
4.1我国室内和车内空气质量标准的差异
为了预防和控制室内空气污染，保护人体健康，国家质检总局联合卫生部、环保部颁布了《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）。该标准引入室内空气质量概念，明确提出“室内空气应无毒、无害、无异常嗅味”的要求。其中规定的控制项目包括化学性、物理性、生物性和放射性污染。规定控制的化学性污染物不仅包括人们熟悉的甲醛、苯、氨、氧等污染物质，还有可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫等13项化学性污染物质。《室内空气质量标准》与国家标准委以前的《民用建筑室内环境污染控制规范》、10种《室内装饰装修材料有害物质限量》共同构成了我国较完整的室内环境污染控制和评价体系。
《长途客车内空气质量要求》（GB/T 17729-2009）规定了长途客车车厢内空气主要成分（氧气、二氧化碳和一氧化碳）的含量要求，但没有涉及易挥发性有机物。
我国自2012年3月1日起执行《乘用车内空气质量评价指南》（GB/T 27630-2011），以下简称《指南》，限制车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的最高浓度（表2），该标准是我国第一次就乘用车内空气质量的相关标准，它的实施填补了车内空气质量问题的法律空白。
按照《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》（HJ/T400-2007），在车辆中共定性检测到200多种有机物，其中苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙苯、甲醛、乙醛和丙烯醛在车内的检出率高达98%。因此限制上述8种易挥发性有机物是很有必要的。表2显示我国对车内空气质量的要求远低于室内空气质量，其中差别较大的是甲苯、乙苯和二甲苯，可能是由于汽车内空间狭小、密闭，车内VOC浓度远高于室内空气的原因。
《指南》对于认定车内空气质量，促进绿色环保的技术、配件、原料的有效推广，保障消费者的合法权益，具有重要意义。实施后，一方面它将敦促汽车生产厂商重视汽车内饰的用料和生产工艺过程，以提高车内空气质量；另一方面它也会成为消费者维护自身权益的依据。
虽然我国了《指南》，但是也必须看到《指南》并非强制标准。也就是说，即使消费者发现自己的爱车车内空气污染程度“超标”，也无法根据《指南》进行维权。在这种现实情况下，企业自律显得尤为重要。在国外，各国虽然也没有成熟的车内空气污染强制标准，但是诸如奔驰、大众、宝马等知名企业早就采用了先进的第三方监测系统对其产品进行相关检测，以保障消费者利益。
4.2国内外车内空气质量标准的差异
美国和澳大利亚没有专门针对新车内部VOC含量的限制，均参照室内VOC含量标准。美国绿色建筑委员会规定：室内TVOC含量不超过0.5 mg/m3。1992年澳大利亚国家健康与医学研究理事会（NHMRC）建议：TVOC每小时平均含量不要超过0.5 mg/m3；任何VOC每小时平均含量不要超过0.25 mg/m3。
2004年俄罗斯颁布《汽车交通工具乘客厢和驾驶室空气中污染物含量实验标准和方法》（P51206-2004），确定了汽车发动机燃料燃烧、燃料气化和涂料在乘客厢和驾驶室内产生污染物质的含量要求，主要检测在行驶过程中的车内污染物，规定的排放因子有CO、NO2、NO、CH4、甲醛等。
日本汽车工业协会（JAMA）将汽车内空间视为居住空间的一部分，集合行业整体的力量开展研究，并注重汽车不同于住宅的特点及环保，制定了《汽车内VOC检测方法》和《降低汽车内VOC的自主举措》。自主举措要求：乘用车从2007年度发售的新车型、货车和客车等商用车从2008年度发售的新车型开始，需达到厚生劳动省规定的室内13种物质的浓度指导值。而且，此后各公司也要继续努力降低汽车内浓度。
2007年6月，韩国建设部颁布《新规制作汽车的室内空气质量管理标准》，该管理标准规定新生产汽车的挥发性污染物排放检测方法和标准（表3）。
通过比较，可以看出：
（1） 日本限制的车内VOC种类相对多一些，共限制14种有害物质，而俄罗斯只限制了甲醛的最高浓度。甲醛是各国都限制的有害气体。
（2） 同种类VOC不同国家的限值大多不同，有的相差几倍，如我国对车内甲苯含量的限值是日本的4倍。同时，各国均没有限制总挥发性有机化合物（TVOC）的数量，对车内空气质量的要求低于室内空气质量。
5控制车内VOC的措施
车内空气污染物的控制和净化主要通过源头控制和末端治理两种途径来进行[3，4]。
5.1源头控制
汽车内饰件/内饰材料受热释放出的VOC是污染车内空气的主要原因，对汽车内饰件及所用材料提出严格的VOC限值要求，从原材料和工艺入手，通过严格控制有害物质发挥，来提高车内空气质量，将从根源上解决车内空气污染问题。关键控制技术体现在3个方面。5.1.1合理的控制策略
汽车主机厂根据实际情况实行“由整体到局部”的控制策略，即把整车控制目标分解到各个零部件/材料中去，制定各零部件/材料的VOC释放限值企业标准。建立合理的管理体系，严格监控供应商所提品的质量，以实现整车控制的目标。
5.1.2选材控制
通过掌握不同内饰材料、涂料、胶粘剂等材料对车内VOC影响的信息，采用环保材料，从而从源头消减VOC释放量。
5.1.3加工过程控制
汽车制造厂商都应当尽快提高生产标准、改良生产工艺、使用绿色环保的材料，确保产品环保、安全，共同推进车内空气质量的不断提高。
5.2末端治理
末端治理汽车车内空气污染物的方法有多种，如通风换气法、喷洒清新剂法、活性炭吸附法、臭氧杀菌消毒法、负离子法、光触媒法及生物净化等[5]。
6结语
车内空气污染正逐渐凸现，越来越受到人们的重视，尽管各国在治理车内空气污染方面已积累不少经验，但要从根本上解决此问题，还有许多工作要做。
随着国家提出振兴汽车产业，我国的汽车行业更加蓬勃发展，在不久的将来中国的汽车保有量将超过美国，真正成为世界第一汽车大国，而对于VOC的关注度还没有达到发达国家的关注水平。因此，有必要加强对汽车企业和广大老百姓的宣传，提倡汽车企业在汽车内饰的研发和生产上采用环保材料，这样不仅有利于使用者的健康，也是对环保汽车产品的宣传推广。
参考文献：
[1]马辉，陈文波.车内有害气体（VOC）现状研究[J].汽车工艺与材料，2006（8）：13～14.
[2]陈炳基.浅谈汽车内空气污染来源及影响因素[J].环境科学与管理，2008，33（8）：142～145.
[3]杨红刚，李刚，解科峰，等.汽车车内空气污染与对策[J].环境与健康杂志，2007，24（10）：822～823.
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