劉音吟 邢麗妹 許淑萍

（華北電力大學(xué) 北京 102206）

引言

當(dāng)前，隨著PM2.5相關(guān)知識(shí)的普及以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)PM2.5污染和危害有了一定了解，也更加重視PM2.5的污染與治理。通過(guò)查閱相關(guān)資料，了解到致使室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的直接原因之一為：物體的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，造成PM2.5的污染。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)PM2.5的研究多集中在室外，對(duì)室內(nèi)PM2.5的研究較少。

隨著人民生活水平不斷提高，人們室內(nèi)健身的需求不斷增加，室內(nèi)體育館的人流量也隨之增加。為保證人們擁有綠色健康的室內(nèi)運(yùn)動(dòng)環(huán)境，對(duì)衛(wèi)生清潔狀況良好的室內(nèi)空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)人數(shù)變化對(duì)PM2.5數(shù)值的影響進(jìn)行研究，收集數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律，有計(jì)劃地調(diào)控室內(nèi)人數(shù)，從而更有效地將室內(nèi)PM2.5的數(shù)值控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地利用最大化的同時(shí)，滿足人們?cè)谑覂?nèi)健康運(yùn)動(dòng)的需求。

1、研究對(duì)象與方法

1.1、研究對(duì)象

2019年9月至2020年1月本文對(duì)某大學(xué)活動(dòng)中心進(jìn)行室內(nèi)PM2.5數(shù)值采集，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察，選定13個(gè)固定地點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量，具體位置如圖1所示。①號(hào)位相當(dāng)于“室外”PM2.5大氣環(huán)境；②號(hào)位為人員進(jìn)出區(qū)；③號(hào)位為人員開(kāi)會(huì)區(qū)；④號(hào)位周圍有跑步機(jī)，但在實(shí)驗(yàn)期間未被使用；⑤、⑥號(hào)位為臺(tái)球區(qū)；⑩號(hào)位周圍有更衣室，人員流動(dòng)較大。除⑩號(hào)位，⑦—[13]號(hào)位為乒乓球臺(tái)區(qū)，即人員打球區(qū)。

圖1 測(cè)試點(diǎn)分布圖

使用便攜式手持PM2.5檢測(cè)儀進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。為提高所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在測(cè)量時(shí)，每一個(gè)測(cè)量位置會(huì)停留一分鐘，并選取在此一分鐘內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值作為當(dāng)天該號(hào)位的PM2.5數(shù)據(jù)?？紤]到除打球人員外，其他人員的活動(dòng)也會(huì)影響PM2.5數(shù)值的大小，所以將打球人數(shù)和總?cè)藬?shù)納入統(tǒng)計(jì)范圍。

實(shí)驗(yàn)日期為2019年12月11日至2020年1月2日,遇雨雪天氣暫停。實(shí)驗(yàn)期間，共收集到19組可用數(shù)據(jù)。

1.2、研究方法

本文以文獻(xiàn)資料法研究為主，結(jié)合實(shí)踐調(diào)查法、控制變量法、方差分析法、綜合分析法 （依據(jù)各種理論和原理對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理）等對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析。研究特定區(qū)域內(nèi)活動(dòng)人數(shù)與運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中數(shù)值變化，從而對(duì)室內(nèi)運(yùn)動(dòng)環(huán)境PM2.5數(shù)值變化進(jìn)行研究。

2、結(jié)果與討論

2.1、運(yùn)動(dòng)人數(shù)和總?cè)藬?shù)對(duì)室內(nèi)PM2.5的影響

由于室外PM2.5數(shù)值與室內(nèi)PM2.5數(shù)值的關(guān)系復(fù)雜，通過(guò)查閱資料，發(fā)現(xiàn)目前沒(méi)有可用公式能對(duì)二者進(jìn)行直接換算。因此，將①號(hào)位數(shù)值看作相對(duì)于室內(nèi)而言的“室外”環(huán)境PM2.5數(shù)值。

采用控制變量法，探究在①號(hào)位數(shù)值一致時(shí)，在所收集數(shù)據(jù)中選取符合要求的數(shù)據(jù)組進(jìn)行比較。其中，采用全場(chǎng)均值（②號(hào)位—號(hào)位的平均值）來(lái)表示室內(nèi)PM2.5的穩(wěn)定值，共有五組符合條件的數(shù)據(jù)。

圖2 ①號(hào)位PM2.5數(shù)值均為9μg/m3時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比

圖3 ①號(hào)位PM2.5數(shù)值均為19μg/m3時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比

再對(duì)①號(hào)位數(shù)值相近的數(shù)據(jù)組進(jìn)行比較，如圖4、5所示。

圖4 ①號(hào)位數(shù)值相差1μg/m3時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比

圖5 ①號(hào)位數(shù)值相差3μg/m3時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比

圖4得出的結(jié)果與之前一致，圖5雖顯示出在總?cè)藬?shù)一致的情況下，運(yùn)動(dòng)人數(shù)與全場(chǎng)均值有相關(guān)性，但不能排除①號(hào)位數(shù)值對(duì)全場(chǎng)均值的影響。所以到目前為止，未找到有力的數(shù)據(jù)證明我們之前的猜想：室內(nèi)PM2.5數(shù)值與打球人數(shù)呈正相關(guān)。

2.2、室外PM2.5對(duì)PM2.5的影響

再次對(duì)以上四圖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)全場(chǎng)均值與①號(hào)位數(shù)值的變化相似，主要體現(xiàn)在變化幅度和折線走向兩方面。①號(hào)位的數(shù)值的變化幅度越小，全場(chǎng)均值的變化幅度也越?。ㄈ鐖D2-5）。當(dāng)①號(hào)位數(shù)值下降時(shí)，全場(chǎng)均值也有所下降（如圖5）。

此時(shí)猜想，全場(chǎng)均值的變化與①號(hào)位數(shù)值變化有關(guān)，而①號(hào)位數(shù)值主要受室外PM2.5數(shù)值的影響。如圖6所示（其中報(bào)導(dǎo)數(shù)值是指當(dāng)天官方網(wǎng)站上發(fā)布的北京市昌平區(qū)PM2.5數(shù)值，即室外PM2.5數(shù)值）。

圖6 室外與室內(nèi)PM2.5濃度變化折線圖

通過(guò)圖6，發(fā)現(xiàn)全場(chǎng)均值與室外PM2.5數(shù)值有明顯的正相關(guān)性。

對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體流程進(jìn)行復(fù)盤，發(fā)現(xiàn)未考慮到活動(dòng)中心中，室內(nèi)空調(diào)對(duì)室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響。由于室內(nèi)空調(diào)具有新風(fēng)功能，意味著室外空氣可通過(guò)粗線條的過(guò)濾進(jìn)入室內(nèi)，進(jìn)而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值（資料顯示，通常情況下，室外PM2.5數(shù)值要高于室內(nèi)數(shù)值）。由于室內(nèi)集中空調(diào)安裝較早，空調(diào)不具有過(guò)濾PM2.5的功能，從而使室外空氣進(jìn)入室內(nèi)，影響室內(nèi)PM2.5的數(shù)值。

2.3、運(yùn)動(dòng)人數(shù)和總?cè)藬?shù)對(duì)室內(nèi)局部PM2.5的影響

資料顯示，室內(nèi)PM2.5的形成主要包括直接以固態(tài)形式排出的一次粒子和由多相（氣—粒）化學(xué)反應(yīng)而形成的二次粒子。其主要來(lái)源一般包括：室外污染源、室內(nèi)污染源以及室內(nèi)活動(dòng)引起的粒子再懸浮。室內(nèi)活動(dòng)、打掃衛(wèi)生等造成的二次揚(yáng)塵等也是室內(nèi)PM2.5的來(lái)源。

通過(guò)對(duì)同一天內(nèi)不同號(hào)位的數(shù)值進(jìn)行比較，有了新的發(fā)現(xiàn)。如圖7所示。

圖7 同一天內(nèi)不同號(hào)位PM2.5數(shù)值變化

為便于觀察，制作了圖8。

圖8 同一天內(nèi)②- 號(hào)位PM2.5數(shù)值變化

如圖7-8所示，在同一日中，由于不同號(hào)位的人數(shù)不同，其PM2.5的數(shù)值也存在明顯差異，從而說(shuō)明人數(shù)會(huì)影響室內(nèi)PM2.5的數(shù)值，但其影響沒(méi)有室外PM2.5數(shù)值對(duì)室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響大。（這里的人數(shù)指總?cè)藬?shù)，因?yàn)槿祟愂墙^對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)靜止的，所以人類大大小小的活動(dòng)對(duì)室內(nèi)PM2.5的數(shù)值會(huì)產(chǎn)生影響，只是相較于室外PM2.5數(shù)值的影響而言，其影響較小）。

3、結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)生清潔狀況良好的室內(nèi)環(huán)境，人們的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)會(huì)帶動(dòng)原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，從而使室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高，但其影響沒(méi)有室外PM2.5濃度對(duì)室內(nèi)PM2.5數(shù)值的影響大，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)人數(shù)不是室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的主要原因。主要原因是受空調(diào)（不具有PM2.5過(guò)濾功能）新風(fēng)功能致使室外空氣流入室內(nèi)，進(jìn)而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值。

4、建議

4.1、對(duì)室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所

由于運(yùn)動(dòng)不是室內(nèi)PM2.5數(shù)值升高的主要原因，主要原因是集中空調(diào)（不具有PM2.5過(guò)濾功能）新風(fēng)功能致使室外空氣流入室內(nèi)，進(jìn)而影響室內(nèi)PM2.5數(shù)值。資料顯示，室外PM2.5數(shù)值要高于室內(nèi)數(shù)值，所以大多數(shù)時(shí)候，室外PM2.5是室內(nèi)的PM2.5數(shù)值升高的主要原因。因此建議在室內(nèi)安裝相關(guān)空氣凈化設(shè)備，如，空氣凈化器、具有過(guò)濾PM2.5功能的集中空調(diào)等，進(jìn)而保持室內(nèi)良好的空氣環(huán)境。對(duì)于未安裝空氣凈化器等的室內(nèi)環(huán)境，也可以通過(guò)打開(kāi)門窗通風(fēng)的方法對(duì)室內(nèi)PM2.5含量進(jìn)行調(diào)節(jié)。但此法要在室內(nèi)PM2.5的數(shù)值高于室外PM2.5數(shù)值時(shí)使用，否則會(huì)適得其反。室外PM2.5數(shù)值，可以參考當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門或其他與監(jiān)測(cè)天氣狀況相關(guān)的手機(jī)軟件、網(wǎng)站等發(fā)布的數(shù)據(jù)。

4.2、對(duì)運(yùn)動(dòng)者

2020年年初，新型冠狀肺炎疫情爆發(fā)，且日趨嚴(yán)重。新冠病毒和PM2.5均可以氣溶膠的方式傳播，并對(duì)人的健康產(chǎn)生危害。疫情期間，同時(shí)存在于環(huán)境中的新冠病毒和PM2.5細(xì)顆粒物質(zhì)是否存在一些關(guān)聯(lián)和相互影響，最近的一些研究解釋了一些現(xiàn)象，呼吸危險(xiǎn)指數(shù)的增加與COVID-19死亡率增加，這也意味著PM2.5的濃度可能與新冠肺炎死亡率成正相關(guān)。PM2.5對(duì)人體健康危害大，需要引起每個(gè)人的重視，更加關(guān)注自己和他人的健康。