盧偉華，陳 婧, 馮 璇，魏 巍

《全民健身計劃綱要》的實施以來，我國體育人口不斷增加。室內健身房的興起，又為人們參與體育鍛煉提供了條件和便利。室內健身房空氣品質的好壞直接影響到室內人員的舒適感、鍛煉效果和健康。

近年來，對室內空氣品質的研究已引起國內外學者的關注。室內健身房的研究發(fā)現(xiàn)，室內CO2濃度會隨著運動時間的增加而不斷升高，且與人均容積相關[1，2]。但有關室內CO2濃度過高會對人體運動能力產生何種影響的研究較少。因此，本研究以室內CO2濃度值為重點，研究室內空氣品質對男大學生運動能力的影響。

1 對象與方法

10名健康男大學生作為受試者，在跑臺上以7.2 英里/h速度進行20 min的等負荷運動。受試者基本情況見表1。

表1 受試者基本情況TableⅠ Basic Information of the Subjects

每人完成兩次定量運動，充分休息好后進行第二次。分別在通風情況差和良好的條件下進行（同一室內）。室內溫度均控制在11～16℃，相對濕度控制在30%～60%，氧氣濃度始終保持在20.9%（符合《公共場所衛(wèi)生標準》（GB9668-1996）[3]）。

受試者運動過程中，使用Polar S610i型心率遙控測試儀和Berg自覺用力程度分級表（RPE表，20級）監(jiān)測運動強度。使用ZG-106二氧化碳檢測儀測量室內CO2濃度，發(fā)放根據(jù)ASHRAE的感覺標尺制定的室內空氣品質主觀評價問卷，結合《公共場所衛(wèi)生標準》（GB9668-1996）[3]對室內空氣品質進行評價。發(fā)放問卷20份，收回20份，有效率100%。

2 研究結果

2.1 兩種條件下的二氧化碳濃度

將在通風情況差的條件下進行的測試稱為組1，CO2濃度始終在0.14%以上；在通風情況良好條件下進行的測試稱為組2，CO2濃度始終在0.07%以下。

表2顯示的是兩種條件下，10名受試者運動過程中二氧化碳（CO2）濃度的平均值（第5 min、10 min、15 min、20 min）。

表2 CO2濃度（%）平均值TableⅡ Average Value of the CO2Concentration (%)

2.2 兩種條件下空氣品質的主觀評價

2.2.1 主觀評價總分比較

按照ASHRAE的感覺標尺中各選項得分的規(guī)定，計算問卷中室內空氣品質的主觀評價調查部分的總得分。共11題，最佳得分為2分，分數(shù)值越大，表示對該場館空氣品質的評價越低。

由圖1可見，在兩種通風條件下，運動后空氣品質主觀評價的總分都高于運動前，即對室內空氣品質的評價均降低。且運動前后主觀評價總分均存在P＜0.05水平的顯著性差異。運動前后組2的總分均低于組1，即室內人員對組2的空氣品質評價較組1好，但不存在顯著性差異。

圖1 主觀評價總分Figure 1 Total Points of Subjective Evaluation

2.2.2 空氣可接受率比較

分別計算兩組運動前后的空氣可接受率，得到結果如圖2所示，組1運動后空氣可接受率由運動前的85%下降到75%，組2運動前后的空氣可接受率都是90%，高于組1。但不存在顯著性差異。

圖2 空氣可接受率Figure 2 Acceptable Rate of Air

2.3 兩種條件下運動強度變化的比較

2.3.1 運動中心率變化

分別計算10名受試者在運動過程中每分鐘的平均心率，得到的結果如圖3所示。

圖3 心率比較圖Figure 3 Comparison between the Heart Rates

將10名受試者在組1、組2運動過程中的心率做配對T檢驗，得到的結果如圖1所示，“***”、“**”、“*”分別表示兩組在P＜0.001 、P＜0.01 P＜0.05水平上存在顯著性差異。

由圖3可以看出，運動過程中組1的心率要遠遠高于組2。且均存在不同水平的顯著性。兩組心率均表現(xiàn)出先快速上升，后維持在一個較穩(wěn)定的水平上，且組2較組1先達到該穩(wěn)定水平。分別計算兩組達到穩(wěn)定狀態(tài)后（即第6～19 min）的平均心率，結果如表3所示（N=10，P＜0.001）。

表3 運動過程中的平均心率（次/min）TableⅢ Average Heart Rate in the Process of Exercise (per min)

2.3.2 運動中RPE變化

在運動過程中，每5分鐘記錄1次受試者的主觀感覺（RPE值），將兩個條件下，10名受試者的RPE值做平均值，得到圖4。

圖4 RPE比較圖Figure 4 Comparison of RPE

由圖4可以得到與圖3一致的結果，即組1的RPE值遠高于組1，但二者之間的差異有逐

漸減小的趨勢。即受試者運動過程中，主觀感覺上組2較組1表現(xiàn)的較輕松。

2.3.3 運動后心率恢復情況

本研究，記錄了運動后5 min各受試者的心率恢復情況，計算平均值得到的結果如圖5所示。由圖5可以看出，運動后兩組的心率恢復也存在較大的差異，但差異性小于運動中的心率。

圖5 運動后心率恢復情況Figure 5 Recovery of Heart Rate after the Exercise

3 討論與分析

舒適的健身環(huán)境、高品質的室內空氣能夠給人們帶來愉悅的心情，是室內健身人員健康的保障，同時也是達到良好健身效果的必要保證。對空氣品質的評價涵蓋客觀指標和人的主觀感受兩個方面的內容，才是相對比較科學和全面的[4]。因此，本研究采用了根據(jù)ASHRAE感覺標尺制定主觀評價與客觀評價相結合的方法，對健身房的空氣品質進行評價。同時結合前人和筆者前期的研究發(fā)現(xiàn)：健身房內的CO2濃度和細菌總數(shù)隨著開館時間延長而增高，與開館前相比超標5.6%，且差異有統(tǒng)計學意義，對健身人群的健康造成了直接或間接的危害[2]；運動后女大學生RPE值變化越大，室內CO2濃度升高越多；運動后空氣可接受率低于運動前，并且隨著健身房內參加運動人員密度的增加，其室內空氣可接受率呈下降趨勢[5]；在同一個場館內CO2濃度與參加鍛煉的人數(shù)即場館內人均面積、人均容量有相當?shù)年P系，人均容積越小，CO2濃度越容易超標。即室內CO2的濃度與室內人員密度是呈正比增加的[1]；CO2的體積分數(shù)高于標準值，會對長期在教室內學習的學生會造成一定的影響，使其精神疲勞，心理健康受到影響[6]。綜上，室內CO2濃度是影響人運動能力的重要因素之一，較高濃度的CO2將不利于人的運動，嚴重者甚至危害人的健康。

CO2是無色無味的氣體，高濃度時略帶酸性。主要來源于人的呼氣和含碳物的充分燃燒。正常空氣中的含量約為0.03%～0.04%。當CO2濃度大于0.07%時，少數(shù)敏感的人就會感覺到不良氣味，并產生不適感。當CO2濃度大于0.15%時，會引起呼困難和呼吸頻率加快、減弱人體的活動能力等。研究表明[7]，短時間接觸低于0.1%的CO2，對機體正常的生理功能不會造成影響，但在運動狀況下則可能不同。在CO2濃度超過0.07%的室內環(huán)境中力竭運動后，心率和血乳酸顯著上升，且恢復較慢[8]。激烈運動中引起的缺血、缺氧和能量的大量消耗，使體內產生一系列的反應，可能導致自由基大量生成[9]，引起脂質過氧化反應加強，隨缺氧的進一步加劇，以上反應可變得更為顯著。此外，缺氧將影響機體的內分泌系統(tǒng)功能，影響下丘腦—垂體—腎上腺軸和甲狀腺軸的活動水平，使皮質醇和甲狀腺激素含量發(fā)生變化[9]。而人體在運動過程中，隨著強度的增大，機體為適應代謝的需求，需要消耗更多的O2和排出更多的CO2，會逐漸降低室內的O2分壓并升高CO2等其它污染物濃度[10]。這就要求室內環(huán)境要有較好的通風條件，以保證室內空氣的品質。

本研究中組1的通風情況較組2差，其CO2濃度持續(xù)在0.140%（大于0.07%）以上，組2通風情況良好，CO2濃度始終小于0.07%（溫濕度、氧氣濃度無顯著性差異）。從CO2濃度情況來看，組2的空氣品質要優(yōu)于組1。從主觀問卷調查的結果看，運動前后組2的總分評價都高于組1，但不存在顯著性差異。同時，兩組運動后的總分評價分別低于各自運動前的評價，且存在顯著性差異。即室內人員的運動會降低對空氣品質的評價。另外，運動后組1的空氣可接受率降到了75%，已低于ASHRAE O2-1989所提出的可接受的室內空氣品質應滿足的80%的可接受率[11]。

心率是指每分鐘心臟搏動的次數(shù)，有明顯的個體差異。正常成人心率平均在75 次/min左右。心率與年齡、性別以及生理情況等有關。在運動訓練中，常用心率來反應運動強度。心率越高，運動強度越大[12]。RPE則是用主觀感覺來反應身體負荷強度的一種方法，其不是對身體某一方面感覺的反映，而是對運動中個人的適應能力水平、外界環(huán)境影響、身體疲勞情況等的整體自我感覺[13]。

本研究中，組1在通風條件較差的環(huán)境下，（CO2濃度持續(xù)在0.140%以上），雖然與組2相同負荷的運動，但平均心率達到了165.74 次/min，即82.2%的最大心率。組2通風情況良好（CO2濃度始終小于0.07%），平均心率只達到155.89次/min，即77.3%的最大心率，要遠遠低于組1，且較早達到穩(wěn)定狀態(tài)，恢復也較快。從受試者的主觀感受（RPE值）來看，完成相同負荷的運動，組2較組1輕松。

4 結論與建議

室內CO2濃度的高低對男大學生運動能力有著較大的影響，在完成相同的運動負荷時，CO2濃度越高，心率越高，實際運動負荷越大。能夠維持的運動時間將越短，越難達到預定的運動效果。

因此，在條件允許的情況下盡量在通風條件好、CO2濃度低的環(huán)境中進行體育鍛煉。在室內進行體育鍛煉或體育教學時應充分考慮CO2濃度對運動負荷的影響，合理安排運動負荷，做到科學鍛煉。

[1]絡民煌.福州市健身館內空氣質量現(xiàn)狀與監(jiān)控對策研究[D].福建師范大學，2006

[2]王躍.室內健身場所空氣質量及路徑健身器械生物性污染的調查與研究[J].中國體育科技,2004,5(40):35-37

[3]公共場所衛(wèi)生標準GB 9668-1996

[4]江燕濤.室內空氣品質主觀評價的影響因素分析研究[D].湖南大學，2006

[5]Weihua Lu, Xuan Feng, Wei Wei. (2011). Test and analysis on the indoor air quality of gymnasium in the university. HHBE 2011 Conf.

[6]朱衛(wèi)兵,張小彬,陳威威.北方地區(qū)教室內空氣質量測試與分析[J].暖通空調HV&AC,2007,37(5):112-114

[7]李裕和,等.室內空氣污染對運動時人體機能的影響[J].廣州體育學院學報,1997,17(4):20-26

[8]李裕和,王玉昕,等.場館空氣污染對力竭運動時血皮質醇等生理生化指標及恢復期血乳酸、心率的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志,1996,(4):314

[9]李愛華,朱仲薄,呂望山.劇烈運動對自由基影響的實驗研究[J].中國運動醫(yī)學雜志,1991,(2):79

[10]俞棟,方振東,王建,李旭.室內空氣質量研究現(xiàn)狀[J].重慶工業(yè)高等?？茖W校學報,2004,19(3):14-16

[11]Dong Yu, Zhendong Fang, Jian Wang, Xu Li. (2004). Study on indoor air quality[J].Journal of Chongqing Polytechnic College,19(3):14-16

[12]白瑋,龍惟定.上海市辦公樓室內空氣品質的測試和分析[J].建筑熱能通風空調,2004,23(4):11-15

[13]王瑞元.運動生理學[M].北京：人民體育出版社,2002

[14]楊靜宜,徐峻華.運動處方[M].北京：高等教育出版社，2005

[15]滕淑清.北方健身場館室內氣象對健康的影響[J].哈爾濱體育學院學報,2007,96(25):22-26

[16]高歌,陳海焱,張明星.室內空氣品質評價[J].環(huán)境科學與管理,2006,31(3):173-176

[17]玄克勇,陳喜山.室內空氣品質評估方法評述[J].制冷與空調,2003,(4):54-55