北京某小学教室PM10浓度变化特征

张蕊 甄国新 刘晓涛 朱春晓 石琼 聂立刚 王瑞霞

有研究表明教室内空气污染会对人群健康产生多种不利影响[1],小学生处于生长发育的关键期,是对空气污染相对敏感的人群之一,小学生有70%～80%的上学时间是在教室内度过的,而在普通教室的时间又占其中的70%～80%[2]。2017-2018学年,对北京市某小学教室内PM10浓度监测,分析数据变化特征,为提升小学教室内的空气质量提供卫生学依据,结果如下。

1 对象与方法

1.1 样本来源 在北京市某小学设1个监测点,教室位于教学楼一层阳面,距离公路约200 m,监测设备位于教室后部,距离地面1.0 m。教室容积为262.0 m3,室外通风窗面积12 m2,楼道通风窗面积1.2 m2,门面积3.8 m2。学生42人。

1.2 方法和仪器 采用在线监测,每三个月对设备进行一次全面维护,关闭仪器后送至厂家进行维护和校准。为检验仪器的准确性,选择隔壁教室和室外监测点作为平行和空白对照。仪器生产厂家为北京市联合深蓝国际贸易有限公司,型号为LD-5C,光散射法检测PM10浓度。

1.3 数据整理方法 1 h读数12次,计算平均值;日均值仅计算教学期的平均值。教学期定义为：每日8 ∶00-12 ∶00、13 ∶00-17 ∶00。

1.4 统计学方法 利用Excel 2010建立数据库,SPSS 20.0软件进行数据分析。采用非参数检验和Pearsonχ2检验分别对不同天气、不同季节教室内的PM10浓度进行分析。

2 结果

2.1 监测数据总体情况 2017年9月-2018年6月,教学期共统计1 127 h,样本率为92%。教学期PM10浓度小时均值的变化范围是 0.018～0.520 mg/m3。

2.2 不同污染等级天气条件下教室内PM10浓度日均值比较 将所有监测数据,按照污染天气与非污染天气分成两组。污染天气116 d,教室内PM10浓度日均值的中位数为0.110 mg/m3;非污染天气120 d,教室内PM10浓度日均值的中位数为0.042 mg/m3。对两组的PM10浓度进行Mann-Whitney检验,差异有统计学意义(P＜0.05),认为污染天气教室内PM10浓度较高。采用多个独立样本的非参数检验(Kruskal-Walis H(K))对不同日期教室内PM10浓度日均值进行比较,P＜0.05,差异有统计学意义。认为监测当日空气质量级别越高,教室内PM10的浓度越高(表1)。

表1 不同空气质量级别教室内PM10浓度日均值比较

2.3 教学期不同季节教室内PM10浓度情况 对上学日教学期不同季节教室内PM10浓度的合格与不合格情况进行Pearsonχ2检验,差异无统计学意义(P＞0.05,表 2)。

表2 教学期不同季节教室内PM10浓度时间合格率

2.4 日间教室内PM10浓度受季节和教学活动的综合影响 学生在教室上课时间70%是在非采暖期。分别对采暖期和非采暖期教学活动对教室内PM10浓度日均值的影响进行Mann-Whitney检验,教学活动对PM10浓度的影响无统计学意义(P＞0.05);但在重污染天气教学活动导致教室内PM10浓度升高明显。采暖期65 d,教室内PM10浓度日均值的中位数为0.048 mg/m3;非采暖期156 d,教室内PM10浓度日均值的中位数为0.057 mg/m3。对两组的PM10浓度日均值进行Mann-Whitney检验,差异有统计学意义(P＜0.05),认为非采暖期教室内PM10污染更严重。

3 讨论

3.1 调查发现,教室内空气质量受室外空气质量影响很大,与蔡明昱等[3]研究结果相同。季节对教学期教室内PM10浓度影响不明显,而同类的研究结果发现冬季和采暖期污染较严重[4,5]。可能由于监测期间北京地区冬季实施停工令和煤改电措施有关。有研究发现,大型活动期间的控制措施使空气中的PM10浓度明显降低[6]。可见政府的政策性措施对提升教室内空气质量有很大帮助。

3.2 重污染天气学生基本上所有时间在教室内停留,可能是造成室内PM10浓度升高的原因,重污染天气应加强教室除尘,建议开启空气净化设备。

3.3 大气中的PM10在午后会出现降低趋势。建议在上学日,室外空气质量良好的情况下,应加强教室通风换气,以使教室内PM10浓度随室外颗粒物浓度的降低而降低。

3.4 非采暖期教室内PM10浓度较高,并且学生大部分的上课时间是在非采暖期。应重视非采暖期教室内空气质量的控制。近年来,有学者提出使用室内新风系统来改善空气质量,可以有效降低教室内PM10浓度[7],但应当注意新风系统使用不当反而会对室内空气造成污染。