崔璽康 張志雄 胡震東
在飛機(jī)客艙這種半密閉空間內(nèi),空氣質(zhì)量與乘客、機(jī)組人員的健康及對(duì)舒適性的感受息息相關(guān)。因此,近年來(lái)飛機(jī)制造商已將良好的客艙空氣品質(zhì)作為飛機(jī)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。
氣態(tài)污染物水平現(xiàn)狀
除了由于高污染引起的突發(fā)事件,常規(guī)運(yùn)行的航班客艙內(nèi)也存在低濃度的各類氣態(tài)污染物。相較于其他環(huán)境諸如家庭住宅、學(xué)校教室等,飛機(jī)客艙具有高人員密度、高材料負(fù)載率、半密閉空間等特征??傮w來(lái)看,影響客艙內(nèi)化學(xué)污染物暴露的因素主要有以下幾類:
首先是地面等候階段的機(jī)場(chǎng)空氣環(huán)境。機(jī)場(chǎng)的空氣污染,如飛機(jī)、汽車的尾氣等是航班等候階段的主要污染物來(lái)源。由于室外空氣未經(jīng)過(guò)濾直接進(jìn)入艙內(nèi),空氣中的污染物,如有機(jī)化合物(VOCs)和臭氧會(huì)直接被帶入艙內(nèi)。
第二是艙內(nèi)飾面材料??团搩?nèi)壁面、天花板、座椅、地毯,各組件連接處的膠合劑及表面漆等都會(huì)散發(fā)有機(jī)化學(xué)污染物,類似于家裝建材,是飛機(jī)客艙環(huán)境中的穩(wěn)定散發(fā)源。
第三是客艙服務(wù)。為營(yíng)造舒適的乘機(jī)體驗(yàn),餐飲服務(wù)和定期清潔服務(wù)必不可少??团搩?nèi)加熱餐食的過(guò)程、乘客用餐的過(guò)程、座椅套表面清潔劑的殘留、長(zhǎng)途航班出入境時(shí)噴灑的殺蟲劑等一系列必要的航空服務(wù)過(guò)程,都是客艙內(nèi)部間歇性氣態(tài)化學(xué)污染物的短期強(qiáng)散發(fā)源。
第四是客艙內(nèi)的人員。高人員密度是客艙環(huán)境的典型特征之一。人員本身也是揮發(fā)性VOCs的散發(fā)源。另外,客艙里的人員所使用的化妝品、香水等產(chǎn)生的刺激性氣味也是特定的VOCs??团摥h(huán)境中,尤其是鄰座、前后排乘客自身所散發(fā)的VOCs會(huì)對(duì)客艙空氣質(zhì)量以及乘客的乘機(jī)滿意度帶來(lái)直接的影響。
第五是通過(guò)客艙環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)入客艙的污染物。液壓油、燃油等的蒸發(fā)和燃燒產(chǎn)物可能通過(guò)環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)入客艙內(nèi)。
第六是其他化學(xué)反應(yīng)?,F(xiàn)有研究表明,約有15%的客艙內(nèi)VOCs是由化學(xué)反應(yīng)二次生成的。雖然現(xiàn)有飛機(jī)均配備了臭氧轉(zhuǎn)換器來(lái)控制臭氧濃度,但客艙內(nèi)的臭氧濃度是否已經(jīng)低到可以忽略臭氧化反應(yīng)的產(chǎn)生尚有待研究??团搩?nèi),角鯊烯與臭氧反應(yīng)生成臭氧副產(chǎn)物,主要包括壬醛、癸醛等醛類VOCs和超細(xì)顆粒物,而這些臭氧化副產(chǎn)物與人體健康和客艙空氣氣味密切相關(guān)。
可見(jiàn),由于客艙內(nèi)氣態(tài)污染物,尤其是VOCs的多源性和其自身種類及化學(xué)反應(yīng)的多樣性、復(fù)雜性,客艙中可揮發(fā)性有機(jī)物的相關(guān)研究亟待深入。為研究艙內(nèi)VOCs及其對(duì)乘客和機(jī)組人員的健康、舒適性感受的影響,國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者已展開(kāi)了一系列調(diào)研。例如,英國(guó)克蘭菲爾德大學(xué)在2007~2010年間對(duì)5種不同機(jī)型的100架航班的空氣質(zhì)量進(jìn)行了采樣分析,發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)的VOCs中檸檬烯和甲苯的含量最高。
營(yíng)造客艙潔凈空氣
健康暴露指標(biāo)是衡量客艙空氣的一個(gè)重要指標(biāo)。在飛機(jī)客艙環(huán)境中,健康暴露基于呼吸為主要暴露途徑的假設(shè),呼吸吸入劑量即為總吸入劑量,可以根據(jù)實(shí)際濃度計(jì)算得到致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和非致癌危害指數(shù)。目前,更多情況是根據(jù)預(yù)設(shè)的危害風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),反算得到相應(yīng)物質(zhì)的濃度限值。
盡管一直有乘客與機(jī)組人員關(guān)心由于客機(jī)客艙的空氣質(zhì)量不好會(huì)對(duì)健康造成負(fù)面影響,但迄今為止仍未有研究能夠非常清晰地量化艙內(nèi)污染對(duì)乘客和機(jī)組人員健康的影響。
從目前的研究來(lái)看,狹義的舒適性指的是污染物引起的“不舒適狀態(tài)”,例如刺激性和氣味。飛機(jī)內(nèi)獨(dú)特的艙室環(huán)境(如氣壓降低、相對(duì)濕度低、臭氧、一氧化碳、殺蟲劑、揮發(fā)性有機(jī)化合物和生物制劑等氣態(tài)污染物的暴露風(fēng)險(xiǎn))會(huì)導(dǎo)致干眼癥和較低的舒適程度。
另外,狹小空間內(nèi),鄰座異味及短暫的其他氣味感知均會(huì)帶來(lái)人體刺激性,從而引起乘客的“氣味抱怨”。而人體氣味感知主要與各個(gè)化合物對(duì)人體本身的嗅閾值相關(guān),不同VOCs氣味閾值不同(如部分醛類物質(zhì)氣味易被人體感知),不同人員對(duì)相同氣味的感知力差異也很大,且多種VOCs混合后與人員感知關(guān)系尚不明確。
一般來(lái)說(shuō),上述問(wèn)題可以通過(guò)從源控制、客艙通風(fēng)及空氣凈化等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際操作中,一些污染源由于技術(shù)等原因無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)得到有效改善,如目前已有的活性炭型空氣過(guò)濾器的氣態(tài)污染物凈化效率和使用壽命往往不盡如人意,是否有更合理的客艙通風(fēng)、凈化方式是值得進(jìn)一步探索的問(wèn)題。
與建筑室內(nèi)環(huán)境相比,涉及客艙內(nèi)空氣質(zhì)量尤其是針對(duì)VOCs濃度限值的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)很少。目前可找到的關(guān)于飛機(jī)客艙VOCs污染水平規(guī)定參考值主要來(lái)源于歐洲航空工業(yè)協(xié)會(huì)和俄羅斯的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)考慮到了客艙中污染物的可能來(lái)源,選取了飛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的幾種標(biāo)志化合物,如丙酮。俄羅斯民航還對(duì)甲醛、甲苯、汽油蒸汽、礦物潤(rùn)滑油蒸氣及浮質(zhì)、合成潤(rùn)滑油蒸氣及浮質(zhì)、丙烯醛、苯酚、甲醛等進(jìn)行了規(guī)定。
其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如美國(guó)聯(lián)邦航空規(guī)章FAR25-2017,以及中國(guó)民用航空規(guī)章CCAR25-2016,僅規(guī)定了部分氣態(tài)污染物(如O3,CO,CO2),而未給出VOCs的相關(guān)指標(biāo),國(guó)標(biāo)GB9673-1996《公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中,同樣對(duì)飛機(jī)客艙的VOCs濃度限值沒(méi)有要求。
當(dāng)今時(shí)代,人們坐飛機(jī)出行的次數(shù)越來(lái)越多,在客艙中的時(shí)長(zhǎng)與次數(shù)持續(xù)增長(zhǎng),為保證一個(gè)更安全、更健康、更舒適的客艙環(huán)境,未來(lái)亟待建立一個(gè)控制商業(yè)航班艙內(nèi)污染物的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
筆者認(rèn)為,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)飛機(jī)客艙中的污染物濃度應(yīng)當(dāng)分適用場(chǎng)景、分級(jí)別進(jìn)行設(shè)置,如安全值(短期暴露)、健康值(基于長(zhǎng)期健康暴露)、舒適值(基于人員氣味感知)等。截至目前,國(guó)際上尚無(wú)完善的商用飛機(jī)客艙內(nèi)污染物行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提出并建立合理的適航標(biāo)準(zhǔn)是引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的重要契機(jī),也是一個(gè)全新的挑戰(zhàn),對(duì)增強(qiáng)國(guó)產(chǎn)飛機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要戰(zhàn)略意義。