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技術文章

Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質量綜合評價報告

閱讀：23發(fā)布時間：2026-1-16

Dustmate粉塵檢測儀入選微環(huán)境空氣質量綜合評價報告
摘要：
白郁華^* 李湉湉劉兆榮李金龍

北京大學環(huán)境科學與工程學院，環(huán)境科學系，北京 100871

: yhbai@

本研究通過監(jiān)測北京市公共交通工具微環(huán)境內一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物的濃度，進而對各交通工具微環(huán)境內的空氣質量進行了綜合評價。研究顯示，在北京市公共交通系統(tǒng)中，空氣質量的排序為，城鐵的車內空氣質量*好，其次為地鐵，出租車，而公共汽車的車內空氣質量*差?？傮w來說，交通工具內顆粒物及二氧化碳的污染較為嚴重，濃度相對較高。一氧化碳在道路交通系統(tǒng)中污染較嚴重。

關鍵詞：交通工具微環(huán)境空氣質量評價

中圖分類號：X131.1

Air Quality Assessment in Public Transportation Vehicles inBeijing, China

Yuhua Bai Tiantian Li Zhaorong Liu Jinlong Li

Department of Environmental Sciences, College of Environmental Science and Engineer

PekingUniversity, Beijing 100871, China

Abstract: This study measured the concentrations of carbon monoxide, carbon dioxide, particle matter, benzene in public transportation vehicles inBeijing, China. The air quality assessment was conducted in different public transportation vehicles. The main conclusions are: railway passenger cars have the best air quality, following by subway passenger cars and taxis. Buses have the worst air quality. Particulate matter and carbon dioxide concentrations are high in all public transportation vehicles. Carbon monoxide concentrations are high in taxis and buses.

Key Words: Transportation vehicle, Microenvironment, Air quality assessment

生活在大都市中的人們會不可避免地使用到各種各樣的交通工具并且在交通工具中渡過相當長的時間。研究顯示，普通人群在交通工具微環(huán)境中的時間占**總時間的7.5%（ISIAQ, 2005）。而對于在交通工具微環(huán)境中工作的人群（司機、售票員）來說，在交通工具微環(huán)境中渡過的時間會達到**時間的30%以上（Jo and Yu, 2001）。由于交通工具內的環(huán)境相對封閉，且一直處于流動源污染帶上，因此交通工具微環(huán)境內污染物質的濃度常常高于室外大氣及建筑室內濃度（Fernandez et al., 1995a,b）。在這一環(huán)境的暴露具有時間長，濃度高，涉及人群廣的特點。交通工具微環(huán)境內的空氣質量對多數人群的健康具有重要的影響。因此，交通工具微環(huán)境內空氣質量逐漸受到了公眾的重視，國外研究人員從上個世紀七十年代末期開始進行此方向的研究，并得到了一些有益的結論，但是在我國這方面的研究基本呈現真空狀態(tài)，相關研究亟需開展。

近年來，我國經濟高速發(fā)展，城市化進程加劇，城市人口不斷增加，城市面積不斷擴大，乘通工具已成為人們的一種主要出行方式。以北京為例，城市面積1.68萬平方公里，人口已達1500萬，因此各種交通工具成為人們穿梭在偌大的都市中*主要的代步工具。與發(fā)達國家人們出行通常依靠私家車的情況不同，在我國公共交通工具仍是人們出行**的交通工具。據調查，六成以上北京市民出行依靠公共交通工具，公共交通系統(tǒng)在北京市城市交通系統(tǒng)中占主體地位（康悅, 2002）。在2005年，北京市公共交通系統(tǒng)（城鐵、地鐵、出租車及公共汽車）年運送乘客數接近60億人次（北京, 2006）。而近年來北京的交通擁堵狀況加劇，車輛行駛速度緩慢，人們置身于茫茫車流之中的時間比以往更長（康悅, 2002）。因此交通工具微環(huán)境的空氣質量狀況直接關系著人們的健康安全問題。本研究的研究目的是對北京市各公共交通工具的空氣質量進行綜合評價。

1. 研究方法

1.1 現場監(jiān)測

在2004年7月至2006年8月選取北京市城鐵、地鐵、出租車、公共汽車中具有代表性的車輛進行了一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、苯系物車內濃度監(jiān)測，具體的研究設計、研究方法詳見文獻（李湉湉，2007）。實驗所用儀器設備如表1所示。

表1 檢測項目及所用儀器

檢測項目	原理	儀器設備
苯系物	氣相色譜法	Varian3400型毛細管柱氣相色譜儀
顆粒物	光學色散原理	便攜式英國 DustMate 粉塵檢測儀(申貝總代理）
一氧化碳	非分散紅外原理	便攜式GXH-3051一氧化碳分析儀
二氧化碳	非分散紅外原理	便攜式PCO2/10二氧化碳分析儀

1.2 空氣質量評價方法

交通工具微環(huán)境空氣質量綜合評價采用姚志麒（1993）提出的*高值與平均值兼顧的空氣質量指數法對交通工具微環(huán)境內的空氣質量進行評價。此方法在室內及交通工具微環(huán)境空氣質量評價中已有**應用的先例（白郁華等, 1998；沈晉明等, 1995; Li et al., 2007）。

該方法首先將各污染物的平均濃度（C_{i）除以該污染物的評價標準（S_{i），得到質量分指數I_{i，選出其中*大值（I_{max），再求出i個污染物質量分指數的平均值（I_{av），兩者的幾何均數即為空氣質量指數（I）。其數學表達式如式1示：}}}}}

其中：I：空氣質量指數；

I_{max：*大質量分指數；}

I_{av：平均質量分指數；}

C_{i：第i種污染物的濃度；}

S_{i：第i種污染物的評價標準值；}

k：污染物個數

I的數值越大，反映綜合污染越嚴重，通過引入室內空氣污染質量等級（沈晉明, 1997）判斷標準，如表2所示，對交通工具微環(huán)境內的空氣質量進行判斷，本研究所監(jiān)測污染物的國家室內空氣質量標準數值如表4所示（室內空氣質量聯(lián)合起草小組, 2002）。該評價方法中，分指數定義為污染物濃度C_{i與標準值S_{i之比，S_{i的倒數可看作其權重系數，形象地表示了某個污染物濃度與其標準值間的距離。該指數有如下特點：}}}

（1）形式簡單，計算方便，適應污染物個數的增減，適用于綜合評價幾種污染物共同作用下的空氣質量。

（2）兼顧了各參數中*大值與平均值的影響。由于人的感覺與污染物濃度大小不成線性比例，當某一污染物污染嚴重時，可能會造成比較大的危害，引入I_{max項就是為了體現污染*嚴重的因子對整個空氣質量的影響。}

表2 室內空氣質量等級判斷標準

空氣質量指數I	室內空氣質量等級	等級評語
≤0.49	I	清潔
0.50-0.99	II	未污染
1.00-1.49	III	輕污染
1.50-1.99	IV	中污染
≥2.00	V	重污染

2 結果及討論

2.1 污染物濃度水平

各交通工具微環(huán)境內的污染物樣本量、濃度算術均值、標準偏差如表3所示。

表3交通工具微環(huán)境內污染物濃度

目標污染物		單位	公共汽車			出租車			城鐵			地鐵
目標污染物		單位	N	Mean	SD	N	Mean	SD	N	Mean	SD	N	Mean	SD
一氧化碳		ppm	642	6.8	18.5	173	8.5	5.6	194	0.8	0.4	156	1.8	0.8
二氧化碳		ppm	660	1253.5	633.0	170	2004.9	937.0	201	1177.4	432.3	156	986.0	279.0
PM10		μg?m^-3	633	757.9	1116.7	142	131.5	144.8	83	108.4	56.0	156	324.8	125.5
苯		μg?m^-3	87	17.3	15.9	38	14.5	11.1	18	13.7	5.5	21	7.6	2.1
甲苯		μg?m^-3	88	44.2	67.0	38	12.7	10.2	18	12.4	4.7	26	9.7	3.5
二甲苯	m/p	μg?m^-3	87	38.5	45.7	38	10.8	11.2	18	4.1	2.3	20	7.7	2.3
二甲苯	O	μg?m^-3	85	16.9	25.0	38	5.4	5.6	18	4.1	2.3	20	7.7	2.3

由于目前我國未出臺交通工具微環(huán)境內的空氣質量標準，故本研究將測得的交通工具微環(huán)境內污染物濃度數值與我國室內空氣質量標準（GB/T 18883-2002）（室內空氣質量聯(lián)合起草小組, 2002）相比較，如表4所示。從超標情況來看，在各種交通工具中，公交汽車的污染*嚴重，除了苯不超標外，其它污染物質不同程度的超出標準值，其中PM₁₀超標*為嚴重，超標率達到了84%。而城鐵的車內空氣質量*好，僅有二氧化碳超出標準值。對于不同的污染物質來說，所有交通工具微環(huán)境內的二氧化碳均呈現不同程度的超標現象，以出租車內二氧化碳的超標率為*，達到了92%。一氧化碳在道路交通系統(tǒng)公共汽車及出租車中出現了超標現象，且出租車的超標率要高于公共汽車。除城鐵外，其它交通工具內的顆粒物污染均呈現超標狀況，其中地鐵的PM₁₀污染較為嚴重，超標率為91%。而苯系物在各交通工具內的濃度均較低，僅在公共汽車內出現了甲苯及二甲苯的超標現象，且超標率很低，僅為3%。

表4 交通工具微環(huán)境內污染物質超標情況

監(jiān)測項目	單位	標準值^a	超標率
監(jiān)測項目	單位	標準值^a	公交車	出租車	城鐵	地鐵
CO	ppm	8.0	10%	45%	0%	0%
CO2	%	0.10	50%	92%	60%	37%
PM10	mg/m3	0.15	84%	33%	0%	91%
苯	mg/m3	0.11	0%	0%	0%	0%
甲苯	mg/m3	0.20	3%	0%	0%	0%
二甲苯	mg/m3	0.20	3%	0%	0%	0%

a來自于室內空氣質量標準（GB/T 18883-2002）（室內空氣質量聯(lián)合起草小組, 2002）

2.2 空氣質量綜合評價

在本研究測定的通風方式下，各交通工具微環(huán)境內的空氣質量綜合評價結果如表5所示。城鐵車廂內空氣質量*好，為II級未污染的級別，二氧化碳是首要的污染物，這主要是乘客數量較多造成的，目前車內的通風系統(tǒng)基本可以保證車內較清潔的空氣質量，在原有基礎上改善車廂內通風換氣系統(tǒng)，將有助于車內空氣質量的進一步提高。在軌道交通系統(tǒng)中，地鐵的污染要比城鐵嚴重，屬于輕度污染，其中PM_{10的污染*為嚴重，由于地鐵車廂內并無PM_{10來源，所以地鐵地下運行環(huán)境空氣質量的改善，將促進地鐵車廂內空氣質量的提高。而非空調公共汽車在開窗情況下的車內空氣質量*差，為V級重度污染的級別，PM_{10為首要污染物，污染指數達到了9.70，與其它道路交通系統(tǒng)交通工具相比可發(fā)現，車輛在開窗的情況下會使得車內空氣質量下降，且其首要污染物均為顆粒物。而關窗情況下，車內空氣質量相對較好，這是因為在關窗的情況下，各種車輛均不同程度的阻止了車外顆粒物進入車內?？照{車由于空調系統(tǒng)的運行，會過濾掉車內的大顆粒物，所以其車內的大顆粒物濃度會顯著下降，車內空氣質量較好，同時首要污染物發(fā)生變化，在空調公共汽車中為一氧化碳，而出租車的首要污染物為二氧化碳。}}}

表5 交通工具微環(huán)境內空氣質量綜合指數

	空調公共汽車		非空調公共汽車		出租車	地鐵	城鐵
通風方式	關窗	開窗	關窗	開窗	關窗	關窗	關窗
I 值	1.34	1.53	2.36	4.23	1.17	1.13	0.66
Imax 值及其	1.82	2.80	4.62	9.70	2.00	2.17	1.17
所屬污染物	CO	PM10	PM10	PM10	CO2	PM10	CO2
車內空氣質量等級	III	IV	V	V	III	III	I

3 結論

在各種交通工具內，二氧化碳濃度超標率（與國家室內空氣質量標準比較）均達30%以上，其中，二氧化碳在出租車內的污染*為嚴重，平均值達2005ppm。除城鐵外，地鐵、出租車、公共汽車內的顆粒物濃度超標率均達30%以上，特別是公共汽車內的顆粒物污染非常嚴重，PM_{10平均值達758μg?m^{-3。在道路交通系統(tǒng)公共汽車及出租車中，一氧化碳濃度較高存在著一定的污染情況，超標率達到10%以上，出租車內的一氧化碳污染較為嚴重，平均值達8.5ppm。}}

在北京市公共交通系統(tǒng)中，空氣質量的排序為：城鐵的車內空氣質量*好，其次為地鐵，出租車，而公共汽車的車內空氣質量*差?？偟膩碚f，軌道交通系統(tǒng)的車內空氣質量要好于道路交通系統(tǒng)。通風方式及空氣交換率大小在不同程度上決定著車內空氣質量及車內的首要污染物。在關窗及空氣交換率較小的情況下，車內的空氣質量較好且首要污染物多為具有車內明顯來源的污染物如一氧化碳、二氧化碳等。在開窗及空氣交換率較大的情況下，車內的空氣質量較差且首要污染物為顆粒物。

參考文獻

[1] 白郁華, 陳旦華, 1998. 室內環(huán)境質量調查——北京大學園區(qū)室內空氣污染綜合評價. 北京: 原子能出版社.

[2] 北京市, 2006. 北京市統(tǒng)計年鑒2006. 北京:中國統(tǒng)計出版社.

[3] 李湉湉,2007.公共交通工具微環(huán)境空氣污染物人群暴露研究.北京大學博士研究生畢業(yè)論文.

[4] 康悅, 2002. 北京市民公共交通狀況滿意度調查.

[5] 沈晉明, 毛繼傳, 孫光前, 1995. 上海辦公大樓空氣品質客觀評價. 建筑熱能通風空調. 4:14-17.

[6] 沈晉明, 1997. 室內空氣品質的評價. 暖通空調. 4:22-25.

[7] 室內空氣質量聯(lián)合起草小組, 2002. 室內空氣質量標準（GB/T 18883-2002）. , 衛(wèi)生部, 國家.

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[9] Fernandez A.A., Ashmore M.R., 1995a. Exposure of commuters to carbon monoxide in Mexico City I. Measurement of in-vehicle concentrations. Atmospheric Environment. 29: 525-539.

[10] Fernandez A.A., Ashmore M.R., 1995b. Exposure of commuters to carbon monoxide in Mexico City II. C omparison of in-vehicle and fixed-site concentrations. Journal of exposure analysis and environmental epidemiology. 5: 497-510.

[11] International Society of Indoor Air Quality and Climate (ISIAQ), 2005. Summary Report of Indoor Air 2005 Forums. The 10th International Conference on Indoor Air Quality and Climate,Beijing, China.

[12] Jo W.K., Yu C.H., 2001. Public bus and taxicab drivers’ exposure to aromatic work-time volatile organic compounds. Environmental Research Section A. 86: 66-72.

[13] Li TT, Bai YH, Liu ZR and Li JL, 2007. In-train Air Quality Assessment of the Railway Transit System inBeijing, China. Transportation Research Part D: Transport and Environment. 12:64-67.

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