李國德++王欣鈺++李娜++武士威++辛士剛++王美艷++孫亞飛

摘 要：在當今的現(xiàn)代化城市中地鐵早已成為了重要交通工具，在國內外的大城市中地鐵的應用是非常廣泛的，但是，由于地鐵人流量大，空氣調節(jié)又主要靠機械通風和中央空調，這樣的通風系統(tǒng)成為了可吸入顆粒物、細菌等微生物的主要污染源。地鐵通常建在人群密集的主干道，這些地方的地面受到了汽車尾氣的污染，地面大氣中的污染物會通過地鐵的空氣調節(jié)系統(tǒng)進入地鐵，這些污染物對人體健康產(chǎn)生嚴重影響，比較敏感的人群會咳嗽、咳痰，最終會沉到肺泡。該文重點介紹了地鐵空氣污染物的種類以及對人體的危害，論述了目前針對地鐵空氣治理的一些凈化技術研究及其進展。

關鍵詞：地鐵 空氣污染物 凈化技術

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0085-02

地鐵是一座城市融入國際大都市現(xiàn)代化交通的顯著標志[1]。目前，在我國乃至全世界都在積極建設發(fā)展地下交通，地鐵已經(jīng)是人類交通的重要工具，其好處人所共知。但是，地鐵作為相對封閉的特殊環(huán)境，由于復雜的多種因素所致，地鐵空氣污染也是非常嚴重，甚至威脅人類的健康。為此，許多專家學者開始致力于地鐵空氣凈化問題研究，取得了很好的進展和應用。

1 地鐵空氣污染物的種類及危害

1.1 金屬元素

地鐵列車快速運行和制動過程中存在車輪與鋼軌之間的嚴重摩擦，導致鋼鐵中的鐵元素和錳、鉻及鎳等其他微量合金元素在摩擦和高溫發(fā)熱的情況下形成微小的顆粒散發(fā)到空氣中。有關研究也顯示，地鐵系統(tǒng)環(huán)境中金屬元素鐵、鉻、錳、鎳等的水平比其他環(huán)境要高得多。這些散發(fā)到空氣中的元素顆粒能夠通過呼吸道和皮膚的吸附進入人體內，進而對人體造成極大危害，它是造成肺癌或皮膚癌的重要原因[2]。

1.2 可吸入固體顆粒物及有害無機小分子

可吸入固體顆粒物主要是懸浮的粉塵微粒，包括灰塵、煙塵，人與動物毛發(fā)、皮屑等。有害無機小分子包括燃燒產(chǎn)生的CO、氮氧化物、SO2等[3]。這些物質是多種污染的運載工具和催化劑，很容易富集于肺泡上，并直接進入血液循環(huán)，輸送至全身，引起肺部組織慢性纖維化，導致肺心病、心血管病等多種疾病。

1.3 揮發(fā)性有機化合物

揮發(fā)性有機化合物除醛類外，常見的還有三氯甲烷、三氯乙烯、氯仿、苯、甲苯、二甲苯等。這些物質隱藏在建筑材料及室內裝修裝飾材料中，在廚房中的油煙和香煙中的煙霧等有機蒸汽也普遍存在[3]。揮發(fā)性有機化合物VOCs中的許多物質有致癌、致畸、致突變性，這些物質易被皮膚、粘膜等吸收，干擾人體內的分泌系統(tǒng)，具有遺傳毒性，嚴重威脅著人們的身體健康。

1.4 懸浮微生物

主要包括細菌、霉菌、病毒等。這類微生物能通過特應性機制、傳染過程和直接毒害途徑等導致人類疾病，對人們的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生危害和影響[4]。

1.5 放射性物質

土壤中含有一定量的氡，而地鐵系統(tǒng)的建筑物主要置于地表之下，四周土壤均可釋放氡氣，加之地鐵通風條件有限，因此地鐵內也存在著氡污染[2]。氡是一種放射性氣體，通過呼吸進入人體，長期的體內照射可能引起局部組織損傷，甚至導致肺癌等嚴重疾病的產(chǎn)生。

2 地鐵空氣凈化技術及進展

2.1 吸附凈化技術

2.1.1 靜電吸附凈化技術

利用靜電吸附的原理來凈化空氣是一個相對成熟的做法。目前，靜電吸附式空氣凈化器已經(jīng)很多見了。其核心裝置是設備安裝有放電絲和負極板，在高壓發(fā)生器的作用下產(chǎn)生直流高壓電壓后形成強靜電場。這樣，當空氣通過裝置時就會吸附空氣中的顆粒物（包括許多微生物）。

2.1.2 吸附劑吸附凈化技術

吸附劑吸附技術主要是采用吸附性能較好的介質作為吸附劑，進而達到吸附危害物的效果。例如：活性炭、活性炭纖維、沸石、分子篩、活性氧化鋁和硅膠等，其中顆粒活性炭、含高錳酸鉀的活性氧化鋁及復合活性炭纖維最常用[5]。吸附技術最大的優(yōu)點是脫除效率高、富集功能強和操作工藝簡單。但這種方法也有一定的不足之處，那就是所有吸附材料只能起到暫時吸附作用，隨溫度、風速升高，所吸附的污染物就有可能游離出來，所以要經(jīng)常更換過濾材料，避免吸附飽和。目前，有關吸附劑吸附技術的研究比較熱。其中，活性炭纖維（ACF）相關研究比較集中，最先是日本學者將活性炭纖維（ACF）用于有機廢氣處理技術研究，此后一些國內外學者圍繞ACF在VOC、甲苯和甲醛吸附方面進行了系列研究和應用，取得較好效果。

2.2 臭氧凈化技術

臭氧是由3個氧原子組成，化學性極不穩(wěn)定，具有較高的氧化作用。由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，并釋放到空氣中，利用它的氧化作用對飄浮于空氣中的各種細菌和病毒進行氧化，從而達到破壞細菌、病菌等微生物的細胞組織和RNA，使得它們終止代謝生長和繁殖，徹底被殺死。

2.3 光觸媒凈化技術

利用光觸媒催化氧化技術降解空氣中的有機污染物是近年來日益受到重視的一項污染治理新技術[6]。光觸媒凈化技術就是利用光催化劑來凈化空氣。當空氣通過涂有催化劑涂層表面時，在光的作用下，空氣中的有機溶劑發(fā)生降解，生成無害物質。目前在許多光催化劑中，二氧化鈦具有廉價、穩(wěn)定性高、催化效率高、無污染等特點[7]。因此，以二氧化鈦為基質進行摻雜或合成新功能光催化劑研究比較集中。

2.4 負離子凈化技術

所謂負離子是指帶負電的微粒子，帶負電荷的空氣中的氧分子和微小的水分子結合即可生成負離子。負離子極易與空氣中懸浮的微小顆粒物相吸附形成比空氣比重的重分子，因此，這些重分子會不斷進行沉降，進而達到凈化空氣的效果。同時，由于負離子還具有中和、還原有害物質和強化、激活人體的生理活動的功效，可以有效降解有害物質，促進人體血液中含氧量增加，提高人體免疫能力，增強人體肌能等[8]。

2.5 紫外線凈化技術

利用紫外線的特殊功效，用紫外燈對空氣中的細菌和病毒進行照射，殺死或滅活細菌和病毒的細胞組織，使生物體內的蛋白質徹底無法生成，導致細菌和病毒立即死亡或喪失繁殖能力。目前，最常用的是253.7 nm波長的UV-C殺菌燈，其具有以下優(yōu)點：殺菌消毒徹底、不殘留任何有毒物質、操作簡便、使用費用低等[8]。

2.6 等離子凈化技術

利用等離子來進行空氣凈化是當前凈化技術研究的熱點之一。等離子的產(chǎn)生是由于低電壓升壓到正高壓及負高壓時會電離空氣產(chǎn)生大量的正離子及負離子，而大量的正、負離子在空氣中進行正負電荷中和的瞬間就會產(chǎn)生巨大的能量釋放，結果會導致其附近的細菌發(fā)生結構改變或能量轉換，進而使細菌死亡。此外，由于等離子產(chǎn)生過程中負離子的數(shù)量大于正離子的數(shù)量，導致多余的負離子飄浮在空氣中，從而也起到負離子凈化作用，達到吸附煙塵、消除異味和促進健康作用。利用非平衡等離子體凈化空氣中揮發(fā)性有機化合物和殺滅細菌是近年來的研究熱點[9]。

3 結語

隨著地下交通的不斷發(fā)展，為確保公眾出行健康，營造良好的乘車環(huán)境，地鐵內公共環(huán)境衛(wèi)生狀況越來越受到重視，由于多種因素導致地鐵空氣污染的嚴重，甚至危及到人體健康，因此急需進行治理。建議在地鐵站中增加空氣凈化消毒系統(tǒng)，增強空氣凈化、過濾及消毒效果。但是由于傳統(tǒng)和新興的各種凈化技術都存在各自的局限性，還不能徹底解決地鐵空氣中的污染物問題，建議相關學者加快將各種凈化技術結合起來，揚長避短，提高凈化效率。

參考文獻

[1] 顧叢匯.地鐵列車車廂內部火災的特性研究[D].北京交通大學，2013.

[2] 聶靜，張金良.地鐵族小心特殊污染[N].健康報，2008-11-11（008）.

[3] 王元元，張立志.室內空氣凈化技術的研究與進展[J].暖通空調，2006，36（12）：24-27.

[4] 林民政.室內空氣污染治理研究進展[J].海峽科學，2014 （7）：46-48.

[5] 王佳媛.室內空氣凈化材料與技術應用研究進展[J].科學咨詢（科技·管理），2012（7）：58-59.

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[8] 荊游.新型室內空氣凈化器的研制[D].哈爾濱工業(yè)大學，2014.

[9] 莫秀娟.室內甲醛污染控制效果的探討[J].福建分析測試，2004，13（2）：1979-1981.