負離子技術(shù)對地鐵站環(huán)境改善效果的研究

離子作用越充分的情況下，負離子凈化效果越好，殘留在空氣中的負離子濃度越低，因此較適合有人流高峰的場合?？傊瑢τ谒惋L(fēng)系統(tǒng)來說，負離子技術(shù)是一項有效的降塵抑菌技術(shù)，對改善地鐵環(huán)境有正面效應(yīng)。盡管徐家匯地鐵站臺的人流量已經(jīng)大大超過了設(shè)計量，而且人流量在全國地鐵站臺中也名列前茅，但是本課題的研究還是證實了負離子技術(shù)對站臺環(huán)境空氣質(zhì)量的改善效果。

2017-07-13 14:21:04上海沃壹健康科技有限公司493

摘要：在三個典型空調(diào)運行季節(jié)對上海徐家匯地鐵站環(huán)境使用負離子技術(shù)前后人流高峰期的污染物與人流量進行了監(jiān)測，研究了負離子技術(shù)對地鐵站臺、站廳環(huán)境的改善效果。著重分析了負離子技術(shù)的特性，評價了其與人流量、氣流分布相關(guān)的凈化效應(yīng)，探討了負離子在地鐵站臺、站廳應(yīng)用的可行性。

地鐵站客流量很大，大的車站每天可達 12～13 萬人次。地鐵站是相對封閉的特殊環(huán)境，自然通風(fēng)不足，不利于空氣中污染物的稀釋與排放;地鐵站是人流集散中心，人群密集、流動性大，易引起流行性疾病傳播。特別是那些老的地鐵站，現(xiàn)實際人流量已遠遠超過設(shè)計人流量，使得這些車站的站臺、站廳的空氣質(zhì)量問題尤為突出。加上車站的空氣處理機組中的空氣過濾器效率偏低，機組老化，空調(diào)系統(tǒng)積塵，站臺與站廳的送風(fēng)口多已發(fā)黑。眾多文獻給出的檢測結(jié)果表明，地鐵站內(nèi)空氣質(zhì)量大多不佳。如何改善車站內(nèi)空氣質(zhì)量已成為一個迫在眉睫的問題。改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的傳統(tǒng)做法是通過提高空氣過濾效果，將室內(nèi)不良顆粒污染物從高濃度降低至可接受水平。盡管空氣過濾是一項十分有效的措施，但是過濾器效率越高，阻力越大，使得空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)壓頭高、能耗大、噪聲難以控制。而且過濾器運行中不斷增長的阻力以及過濾器積塵后需及時清洗、更換，維修工作量較大，往往成為運行管理人員的負擔(dān)。如果過濾器積塵后又受潮，會給微生物滋長提供潛在條件，增大運行期間生物污染的風(fēng)險。因此地鐵站設(shè)計、運行管理人員一直在尋求其他凈化措施。國際標(biāo)準(zhǔn) ISO16814 提出了改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的措施，除空氣過濾手段外，還有靜電除塵、活性炭吸附、光電催化、負離子技術(shù)等其他改善措施。

圖一地鐵站臺、站廳風(fēng)口分布示意圖

圖 3 PM10 與人流量曲線

負離子裝置開啟狀態(tài)下懸浮菌濃度與人流量的動態(tài)變化過程見圖 4，由此可得出：圖 4 懸浮菌濃度與人流量曲線

圖 5 三個典型的運行季節(jié)高峰時段 PM10 質(zhì)量濃度平均值由圖 5 可以得出：

三個典型的空調(diào)運行季節(jié)的懸浮菌水平在冬季、過渡季和夏季三個空調(diào)運行季節(jié)中分別對地鐵站臺、站廳人流高峰期間的懸浮菌濃度進行了全面測試，在負離子裝置開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)下的平均濃度對比見圖 6 和圖 7。由圖 6 與圖 7 可以得出：

結(jié)論
鑒于負離子作用是一個過程，負離子效應(yīng)受到許多因素的影響，因此不能用空氣過濾器效率的方法來評價。在徐家匯地鐵站臺、站廳內(nèi)一年三個典型空調(diào)運行季節(jié)對負離子效應(yīng)進行了現(xiàn)場考核，經(jīng)對現(xiàn)場監(jiān)測與測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可得出如下主要結(jié)論：

1)可吸入顆粒物 PM10 和懸浮菌濃度與人流量正相關(guān)，但是兩者峰值存在一定的延遲，根據(jù)測試結(jié)果分析，PM10 質(zhì)量濃度的峰值點比人流量峰值點延遲 15～30min。

2)負離子的作用效應(yīng)是一個過程，因此對降低 PM10、懸浮菌濃度有滯后性。但懸浮菌濃度的滯后性小于 PM10。采用負離子技術(shù)時應(yīng)對此有相應(yīng)的動態(tài)控制對策。

3)檢測結(jié)果表明負離子技術(shù)能有效降低可吸入顆粒物 PM10 和懸浮菌濃度，即使隨著人流量增大，負離子技術(shù)仍能有效地抑制 PM10 和懸浮菌的濃度，將其控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。

4)盡管本案例的塵埃計數(shù)濃度不能定量反映負離子凈化效果，但能定性反映出負離子技術(shù)可有效凝并小粒徑顆粒物，導(dǎo)致大粒徑顆粒物的計數(shù)濃度呈上升趨勢，對粒徑范圍在 0.3～0.5μm 和 0.5～1μm 內(nèi)的可吸入顆粒物的凝并效果尤為顯著。可改善人呼吸到的空氣質(zhì)量，有利健康。

5)負離子凈化裝置對室內(nèi)輕微活動的人員有一定的生物效應(yīng)，可降低人的 CO2 呼出量。但站臺內(nèi)人流量大、行走速度快、滯留時間短，檢測結(jié)果表明負離子凈化裝置對降低地鐵站臺、站廳內(nèi) CO2 濃度的效果不明顯。

6)本案例表明，在 PM10 本底濃度越高、負離子作用越充分的情況下，負離子凈化效果越好，殘留在空氣中的負離子濃度越低，因此較適合有人流高峰的場合?？傊瑢τ谒惋L(fēng)系統(tǒng)來說，負離子技術(shù)是一項有效的降塵抑菌技術(shù)，對改善地鐵環(huán)境有正面效應(yīng)。盡管徐家匯地鐵站臺的人流量已經(jīng)大大超過了設(shè)計量，而且人流量在全國地鐵站臺中也名列前茅，但是本課題的研究還是證實了負離子技術(shù)對站臺環(huán)境空氣質(zhì)量的改善效果。說明負離子技術(shù)應(yīng)用在這種人流量大、污染物發(fā)生量變化大、開放性的場所是合適的。開放性的場所是合適的。如能從負離子凈化裝置的技術(shù)特性出發(fā)，改進送風(fēng)系統(tǒng)與氣流分布，切實做到動態(tài)控制負離子發(fā)生量，則可在地鐵站臺、站廳的環(huán)境控制上取得更好的效果。