地下建筑空間空氣污染物的研究及來源

從表1 可以看出，一氧化碳、二氧化碳、PM10 以及甲醛出現(xiàn)頻率最高，說明它們是地下空間空氣質(zhì)量最為關注的指標；氧作為生存保障氣體，也受到關注；其他如苯、氡、二氧化硫等，關注較少。

（1）選定評價標準根據(jù)地下建筑空間的用途分別采用不同的評價標準：

①地下商場空氣品質(zhì)的直接相關標準是 GB/T17216-1998《人防工程平時使用環(huán)境衛(wèi)生標準》中的《地下商場的空氣質(zhì)量標準》，此標準中指出，人防工程中除標準值以外的衛(wèi)生要求應符合GB 9670-1996《商場（店）、書店衛(wèi)生標準》等標準規(guī)定，因此應取上述2種標準中的污染物濃度下限值作為地下商場空氣品質(zhì)標準；

②地鐵車站的空氣品質(zhì)標準選定為GB 9672-1996 《公共交通等候室衛(wèi)生標準》；

③對于地下車庫污染物濃度限值而言，目前我國尚沒有相關標準，考慮到車庫中長時間停留的多為工作人員，因此引用GBZ2-2002《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》中的相關指標作為地下車庫空氣品質(zhì)評價基準。

（2）數(shù)據(jù)分析

1）地鐵車站的空氣衛(wèi)生狀況相對較好，常測污染物 CO₂、CO、可吸入顆粒物 PM10、甲醛等的濃度測試結果符合衛(wèi)生標準要求。

2）地下停車場污染源主要為汽車尾氣，含有CO 、N O_x、SO₂、烴類、煙塵微粒、TVOC 等有害成分。表2列舉了國外部分國家以及國內(nèi)部分城市的地下停車場的 CO 濃度。結果顯示國外地下停車場的空氣質(zhì)量整體上好于國內(nèi)，國內(nèi)部分地下停車場的一氧化碳濃度偏高。

3）地下商場污染物測試中，分別選取地下地上商場中主要污染物 CO₂、CO、可吸入顆粒物PM10、甲醛的數(shù)據(jù)，對比結果表明：地下商場的空氣品質(zhì)明顯差于地上商場。其污染物分布具有如下特征。

① CO₂：地上商場的測試結果大多數(shù)符合標準，而地下商場約有一半存在超標現(xiàn)象，個別濃度達到標準限值4 倍以上。

②可吸入顆粒物 PM10：地上、地下商場均普遍超標，某些地上商場的測試結果超標1~4 倍，而某些地下商場超標 3~10 倍以上。

③ CO：部分地下、地上商場均存在超標現(xiàn)象，但地上商場的濃度均值大多達標。

④總揮發(fā)性有機物（TVOC）中甲醛是其主要代表。分析結果表明，部分地上與地下商場甲醛濃度均超標。

1 試驗研究

從調(diào)研的文獻數(shù)據(jù)分析可以看出，常規(guī)污染物在地下空間大量存在。為使數(shù)據(jù)更具說服力，分別選取了幾處比較典型的地下空間建筑作為測量對象。

（1）測試方法

選取位于南京地區(qū)的3個國防、人防工程在夏季進行了測試和調(diào)查。本次測試選擇了2種不同類型的地下工程：一是處于維護管理狀態(tài)的江蘇省人防指揮所和工程兵工程學院珠山教學坑道；二是平時使用的夫子廟人防地下商場。江蘇省人防指揮所屬于坑道式人防工程，平時有少數(shù)人員值班，空調(diào)除濕系統(tǒng)正常運行；珠山教學坑道屬坑道式國防工程，夏季封閉防潮，冬季自然通風，測試時空調(diào)除濕系統(tǒng)未運行；夫子廟人防地下商場屬淺埋地下人防工程，作為書城、服裝商場和小商品市場使用，空調(diào)除濕系統(tǒng)定時運行。測試中，對上述工程內(nèi)部的一氧化碳、二氧化碳、甲醛、TVOC、氡及其子體等污染物進行了測試。測試時，大多數(shù)采用不同類型的直讀儀器現(xiàn)場測試，少數(shù)指標采取現(xiàn)場采樣后返回實驗室進行分析。檢測所使用的檢測方法及儀器見表3。

（2）數(shù)據(jù)結果

江蘇省人防指揮所、珠山教學坑道、夫子廟人防地下商場的空氣質(zhì)量測定結果，分別見表4－表6。

2 空氣污染物分布特征及成因分析

（1）江蘇省人防指揮所江蘇省人防指揮所是屬于坑道式人防工程，是重要的戰(zhàn)備指揮工程，戰(zhàn)時會有大量的人員進入，其空氣質(zhì)量對指揮員和戰(zhàn)士的健康非常重要。從表4 可以看出，指揮所內(nèi)部空氣質(zhì)量不佳，各種污染物濃度較高。這與人防指揮所建成時間較長，平時處于維護管理狀態(tài)，通風量不夠有關。其中指揮長室內(nèi)一氧化碳、二氧化碳的濃度最高，這主要因為指揮長室長時間處于封閉狀態(tài)，空氣流通不暢。人防指揮所會議室地面析出率達90.2，是因為采用了紫紅色的花崗巖，放射性相應核素含量高的緣故。地下工程內(nèi)部環(huán)境的氡濃度主要和工程所在位置的工程地質(zhì)環(huán)境密切相關。此外，通過測試也可以看出，坑道工程比淺埋掘開式工程氡濃度高，內(nèi)部封閉，平時不使用的工程比內(nèi)部大空間，平時使用的工程氡濃度高。147 房間和指揮部會議室細菌總數(shù)偏高，主要是人員室外引入。配電室的甲醛濃度最高，主要由于絕緣材料和粘膠的散發(fā)。通過分析，總結歸納出各種污染物來源如表7所示。

（2）珠山教學坑道珠山教學坑道屬坑道式國防工程，夏季封閉防潮，冬季自然通風，平時處于維護管理狀態(tài)。測試結果顯示，經(jīng)常有人員活動的空間，如車廂式屯兵洞、電站控制室，CO₂濃度明顯偏高，氡濃度略低；倉庫內(nèi)的甲醛濃度最高，因為各種材料較多，通

風較少；屯兵洞內(nèi)細菌總數(shù)最高，細菌等微生物通常附著在顆粒物上，因此會和顆粒物濃度呈現(xiàn)相關性?？照{(diào)設備在加濕、去濕等處理過程中，本身也易導致微生物的繁殖，并且在缺少陽光、空氣潮濕的地下建筑中，則更會加劇微生物污染。通過分析，總結歸納出各種污染物來源如表8所示。

（3）夫子廟人防地下商場夫子廟人防地下商場屬淺埋地下人防工程，作為書城、服裝商場和小商品市場使用，空調(diào)除濕系統(tǒng)定時運行。相比于江蘇省人防指揮所和珠山教學坑道，夫子廟人防地下商場在甲醛和TVOC濃度上明顯偏高，這是因為室內(nèi)建筑材料裝修和衣服、飾品等較多所致。另外因為人員活動比較多，又屬于淺埋工程，因此，氡的濃度較低?？照{(diào)機房的CO₂明顯低于其他房間，因為人員活動少，通風好。通過分析，總結歸納出各種污染物來源如表9所示。

從上述3個國防、人防工程的測試結果可以看出，處于維護管理狀態(tài)的工程，甲醛濃度各測試點均落在 0 mg/m³~0.06 mg/m³范圍內(nèi)，空氣中細菌總數(shù)在 280 cfu/m³~504 cfu/m³；經(jīng)常使用的工程（夫子廟人防地下商場）甲醛濃度各測試點均落在0.25mg/m³~0.30 mg/m³范圍內(nèi)，空氣中細菌總數(shù)在168cfu/m³~392 cfu/m³。且坑道工程比淺埋掘開式工程氡濃度高，內(nèi)部封閉，平時不使用的工程比平時使用的工程氡濃度高。

3 地下空間空氣污染物的危害

空氣污染對人體健康的危害具有低濃度長期效應和多因素協(xié)同的特點，且地下空間比較封閉，通風狀況劣于地上空間，空氣污染物在空間內(nèi)的不斷循環(huán)，對人體健康的危害很大。

（1）CO：CO 可引起神經(jīng)系統(tǒng)的病變。當空氣中 CO 的濃度輕微升高時，可引起行為改變和工作能力下降；高濃度的 CO可引起腦缺氧和腦水腫，繼而發(fā)生腦血循環(huán)障礙，導致腦組織病變。CO阻礙血液中的血紅蛋白和氧的結合，妨礙機體各組織的輸氧功能，造成缺氧癥。CO中毒嚴重時可出現(xiàn)昏睡、痙攣而造成死亡。長期低濃度接觸 CO對健康也有危害，特別是對神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)有一定損害。

（2）CO₂：室內(nèi)空氣中 CO₂濃度超過一定范圍后對人體產(chǎn)生危害，且存在協(xié)同作用。CO₂濃度增加與室內(nèi)細菌總數(shù)、CO、甲醛濃度呈正相關，使室內(nèi)空氣污染更加嚴重。CO₂污染嚴重時，人體會出現(xiàn)頭痛，耳鳴、全身無力等癥狀，甚至出現(xiàn)急性中毒而導致死亡。

（3）甲醛（HCHO）：甲醛的主要危害表現(xiàn)在對皮膚黏膜的刺激作用。在室內(nèi)達到一定濃度時，人就有不適感，大于 0.15mg/m³的甲醛濃度可引起眼紅、眼癢、咽喉不適或疼痛、聲音嘶啞、胸悶、氣喘等。濃度過高還會引起急性中毒反應，主要表現(xiàn)為過敏性皮炎，肺水腫等。長期低濃度接觸甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)危害巨大，可引發(fā)記憶力減退、神經(jīng)衰弱及呼吸功能性障礙等。甲醛還具有遺傳毒性和致癌作用。

（4）氨（N H₃）：氨對眼睛、鼻黏膜及上呼吸道有強烈的刺激作用，可使接觸者出現(xiàn)咽炎、咳嗽、頭痛等癥狀，嚴重時可出現(xiàn)支氣管痙攣及肺氣腫。氨溶解度極高，極易被吸附在皮膚黏膜和結膜上。NH₃對接觸的皮膚組織有腐蝕和刺激作用，可使組織蛋白變性，破壞細胞膜結構，減弱人體對疾病的抵抗力。濃度過高時除腐蝕作用外，還可以通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟停博和呼吸停止。

（5）可吸入顆粒物（PM10）：PM10 指粒徑小于 10μm 的顆粒物（大氣中除氣體以外的固體、液體、氣溶膠），可以進入人體呼吸道。這些細小的粒子易于富集空氣中的有毒重金屬、酸性氧化物、有機污染物、細菌和病毒，吸入后，隨血液在全身循環(huán)，對人體健康有很大危害。

（6）TVOC：TVOC 指沸點在 50℃~200℃的揮發(fā)性有機化合物，對人體的影響主要表現(xiàn)為感官效應和超敏感效應。

4 結語

作為與現(xiàn)代生活息息相關的地下工程，其污染愈來愈受到重視，如何預防并消除污染已迫在眉睫。本文對近 10 年有關地下商場、地鐵車站、地下車庫這3類典型地下空間污染物研究的文獻進行了整理分析，篩選出 CO、CO₂、PM10 以及甲醛等地下空間特征污染物，并對江蘇省人防指揮所、珠山教學坑道、夫子廟人防地下商場進行了現(xiàn)場調(diào)查和空氣質(zhì)量測試，對調(diào)查測試的結果進行了分析，指出污染物的主要來源及危害，為人們?nèi)绾晤A防污染、避免污染指明方向，并為下一步監(jiān)測儀表的研制奠定了基礎。