某铁路站房卫生间污染物浓度实测研究

赵金罡 于靖华* 姚华伟 王敏 杨颉 冷康鑫 杨清晨 龚梦雅 鲁展 邹磊 夏提古丽·艾尼瓦尔

1 华中科技大学环境科学与工程学院

2 中铁第四勘察设计院集团有限公司

卫生间作为重要的生活基础设施，其室内环境一直广受关注。国内外学者对于卫生间的污染问题已经进行了大量研究[1-5]，提出了通风系统、排水系统等存在的问题及优化设计方案，但主要针对的是住宅建筑和一般公共建筑。而公共卫生间作为人员密集场所必备的公共活动空间，在车站建筑中也发挥了不可替代的作用[6]。火车站不仅是重要的交通枢纽，而且是一个城市的门面，所以近年来，火车站卫生间的室内环境也引起了广泛的关注。为了改善火车站卫生间空气品质，提升游客出行体验，很多火车站对站内卫生间进行了改造。为评估卫生间改造效果，同时研究分析火车站卫生间空气品质的影响因素，本文选取某大型铁路旅客站房候车室卫生间，于2019 年2 月针对卫生间的服务人数，氨气浓度及通风量等内容展开实地调研测试，调研结果可为铁路客站卫生间改造起到一定的指导作用。

1 车站及其内卫生间简介

本次调研所选取的火车站属大型火车站，单日旅客发送量为17～18 万人次。该车站一层为出站层，二层为候车室，三层为商业夹层。二层候车室公共卫生间男、女厕所和第三卫生间均为8 个，厕位合计359个。商业夹层候车室公共卫生间男、女厕所均为4 个，第三卫生间2 个，厕位合计74 个。本文调研对象为二层候车室内未改造及已改造的两个典型卫生间。未改造卫生间厕位数共56，其中男厕厕位32，女厕厕位24。已改造卫生间厕位数共34，其中男厕厕位22（其中大便池7 个，小便池15 个），女厕厕位12。未改造卫生间采用单独上排风的方式，顶部设有方形排风口。已改造的卫生间采用上排风+下排风的方式，顶部及吊顶四周内侧面设有条缝形排风口，且每个蹲厕位下部设有两个圆形可开闭排风口，由男女厕位数可得女厕的下排风量比重高于男厕。

2 卫生间服务人数统计

火车站作为人流量极大的公共场所（尤其是春运期间），其内卫生间的服务能力面临较大的考验，且如厕人数也会对室内环境产生较为重要的影响。故调研期间逐时记录卫生间进出人数，并观察其内排队情况，将测量数据与规范要求对比，评估卫生间的服务能力。

2.1 卫生间逐时服务人数

在所测试卫生间门口安装红外客流计数仪获取卫生间服务人数的逐时数据。将2 月23 日11:00 时至24 日13:00 时未改造卫生间、已改造卫生间男女厕服务人数随时间的变化曲线绘制如图1 所示。

图1 调研时段候车室男厕/女厕逐时服务人数

由图1（a）可知，未改造卫生间中男、女厕服务人数基本持平，调研时段内男女厕服务人数比约为1.04:1，其中男厕最大服务人数为423 人/h，女厕最大服务人数为372 人/h，均出现在14:00～15:00 时段。12:00～16:00 时段均出现有排队现象。其中男厕大便区排队时间较长，约半小时左右。女厕排队时间较短，仅持续数分钟，但出现次数多。

如图1（b）所示，已改造卫生间中男厕服务人数均高于女厕，调研时段内，男厕服务人数约为女厕的1.62倍，其中男厕最大服务人数为210 人/小时，女厕最大服务人数为125 人/h，分别出现在13:00-14:00 时段和19:00-20:00 时段。在23 日14:20 左右，因保洁人员打扫卫生，已改造卫生间暂停使用半小时左右，因此14:00-15:00 时段的服务人数偏少。

2.2 单个厕位服务人数

调研时段内，对未改造卫生间，男厕最高服务人数为423 人/h，全天服务4837 人，厕位数为32 个，因此，男厕单个厕位最高服务能力为13.2 人/(厕位.h)，日平均服务人数为151.2 人/(厕位.天)。女厕最大服务人数为372 人/h，全天服务人数为4629 人/天，厕位数为24 个，女厕单个厕位最高服务能力为15.5 人/(厕位.h)，日平均服务人数为192.9 人/(厕位.天)。

对已改造卫生间，男厕服务人数最大为210 人/h，全天服务2374 人，厕位数为22 个，因此，男厕单个厕位最高服务人数为9.5 人/(厕位.h)，日平均服务人数为107.9 人/(厕位.天)。女厕服务人数最大值为125 人/h，全天服务人数为1489 人/天，厕位数为12 个，女厕单个厕位最高服务人数为10.4 人/(厕位.h)，日平均服务人数为124.1 人/(厕位.天)。由于两个卫生间的位置的不同，改造后的卫生间未出现排队现象，因此计算出来的服务人数还未达到该卫生间的最大服务能力。

根据《铁路旅客车站设计规范》(TB10100-2018)和《城市公共厕所卫生标准》(GTB 17217-1998)，可得该站卫生间服务能力评价如表1。两个卫生间的高峰小时服务人数均低于标准中规定的卫生间服务能力。对于卫生间日平均服务人数，只有已改造男厕未超标。

表1 火车站候车室卫生间服务能力评价

3 氨气浓度测试

氨气作为卫生间的主要污染物，使室内环境恶化，危害人体健康，因此以该浓度作为评价卫生间室内环境的参数。本次调研使用氨气检测仪测试氨气的浓度。分别在两个卫生间选取不同的测点及高度进行了测量，并选择最高浓度位置进行了氨气浓度的逐时测量。

3.1 未改造卫生间

3.1.1 卫生间测点布置

所调研火车站候车室未改造卫生间内部布局及测点布置如图2 所示。

图2 调研火车站候车室未改造卫生间布局图及测点位置标示

3.1.2 氨气浓度测试结果及分析

针对选取的卫生间，进行不同水平高度处的氨气浓度测试，测点高度取值分别为0.3m，0.9m 和1.7m。

1）男卫生间氨气浓度分布特性

未改造卫生间男厕不同高度氨气浓度的测试结果如图3 所示。

图3 候车室未改造男厕氨气浓度曲线

由测试结果可知，测试时段内男厕各测点的氨气浓度均高于0.6 ppm，0.3 m 高度处受污染源影响浓度较高，随高度增加，浓度变低，0.9 m 和1.7 m 高度之间浓度差别不大。氨气浓度的大小与测点位置有关，小便区的氨气浓度远高于大便区，其中01 测点的浓度最高。故选取01 测点作为男厕的关注重点，进行氨气浓度逐时测试，图4 为同时段男厕的服务人数与氨气浓度随时间的变化。由图4 可得，在测试时段，随着男厕服务人数的减少，氨气浓度有降低的趋势。测试时间内，氨气浓度均在1.5 ppm 以上，最高3.05 ppm，最低1.65 ppm。整个男厕的氨气浓度都满足《城市公共厕所卫生标准》中规定的三类厕所氨气浓度限值（低于3.95 ppm）。

图4 候车室未改造男厕01 测点氨气浓度与服务人数的逐时波动情况

2）女卫生间氨气浓度分布特性

未改造卫生间女厕不同高度氨气浓度的测试结果如图5 所示。

测试结果表明，女厕氨气浓度范围在0.27～0.46 ppm 间，在高度方向上没有明显的分层，原因可能是未改造女厕服务人数较多，使用频率较高，其内空气上下流动，因此氨气浓度在高度上没有明显分布规律。女厕各测点中测点22 的氨气浓度最高，因此将22 点作为女厕关注重点，进行氨气浓度逐时测试，同时段女厕服务人数与氨气浓度随时间的变化如图6 所示。

图5 候车室未改造女厕不同高度氨气浓度分布曲线

图6 候车室未改造女厕氨气浓度与服务人数的逐时波动情况

测试时段内，女厕氨气浓度最高值为0.78 ppm，出现在18-19 时段，最低值为0.44 ppm，出现在12-13时段。由图6 可知，23 日18:00-20:00 时段内，氨气浓度随服务人数降低而降低，但23 日13-18 时段内，如厕人数未变的情况下，氨气浓度逐渐升高，分析原因可能是由于女厕内排风量不足，室内氨气积累引起。整个女卫的氨气浓度满足了《城市公共厕所卫生标准》GB/T 17217-1998 中规定的二类厕所氨气浓度限值要求（低于1.318 ppm）。

3）男女卫生间氨气浓度对比分析

由未改造男、女厕的测试结果可知，男厕氨气浓度远高于女厕，约为同时段女厕氨气浓度的3 倍，一是因为男厕使用人数高于女厕，二是因为小便区与大便区排水系统不同，从与保洁员的沟通过程中了解到，小便斗排水管偏细，与大便区相比，发生堵塞时更难疏通。

3.2 已改造卫生间

3.2.1 卫生间测点布置

候车室已改造卫生间内部布局及测点布置如图7（图中虚线示意厕位上部靠墙灯管，以及上部条形排风位置）所示。

图7 候车室已改造卫生间平面布局图

3.2.2 氨气浓度测试结果及分析

对所调研卫生间的男女厕进行氨气浓度测试，包括不同高度（0.3 m，0.9 m 和1.7 m）及浓度随时间的变化情况。

1）男厕氨气浓度分布特性

如未改造卫生间的测量过程，01 点的氨气浓度略高，因此选取01 点作为重点测量，得到01 点0.9 m 高度处氨气浓度与男厕服务人数随时间变化情况，如图8 所示。

图8 候车室已改造男厕氨气浓度与服务人数的逐时波动情况

测量结果表明，随着时间推移，氨气浓度在0.5 ppm 上下波动，满足了《城市公共厕所卫生标准》GB/T 17217-1998 中规定的二类厕所氨气浓度限值要求（低于1.318 ppm）。氨气浓度与服务人数的变化未呈现相关性，可能是该卫生间服务人数远未达到最大服务能力，且排风系统效果较好的原因。

2）女厕氨气浓度分布特性

选取01 点为女厕的氨气浓度测量点，该点0.9 m高度处氨气浓度与女厕服务人数随时间变化情况见图9。数据测试结果表明，女卫生间氨气最高浓度为0.42 ppm，氨气浓度与服务人数同样未呈现强相关性，整个女卫的氨气浓度满足了《城市公共厕所卫生标准》GB/T 17217-1998 中规定的二类厕所氨气浓度限值要求（低于1.318 ppm）。

图9 候车室已改造女厕氨气浓度与服务人数的逐时波动情况

3）男女厕氨气浓度对比分析

将男、女厕氨气浓度测量结果对比可知，同时刻男厕氨气浓度略高于女厕，平均值约为女厕的1.3 倍，服务人数约为女厕的1.5 倍，均满足了《城市公共厕所卫生标准》GB/T 17217-1998 中规定的二类厕所氨气浓度限值要求（低于1.318 ppm），但并未达到一类厕所氨气浓度限值要求（0.395 ppm）。

4 通风量测试

4.1 未改造卫生间

由于顶部排风口测量风速存在一定困难，本次选择测量进风口门洞处的风速及面积，按照质量守恒原理，计算排风口的风量。采用对角线法对门洞不同位置的风速进行测试，测试结果如表2 所示。候车室未改造男、女厕门洞尺寸为高×宽=2.3 m×1.4 m，已改造男、女厕门洞尺寸为高×宽=2.4 m×1.4 m。

表2 未改造卫生间排风量测量

将得到的未改造卫生间男女厕换气次数与《铁路旅客车站设计规范》TB10100-2018 规定的15～20 次/h的标准统计对比如表3 所示，候车室未改造卫生间男女厕换气次数均未达到标准。

表3 未改造卫生间换气次数及评价结果

4.2 已改造卫生间

候车室已改造男、女厕门洞尺寸为高×宽=2.4 m×1.4 m，采用对角线法对门洞不同位置的风速进行测试，测试结果如表4 所示。

表4 已改造卫生间排风量测量

计算的改造后男女厕换气次数分别为20 次和12.4 次，两卫生间数值差异较大，可能是由于男女卫生间排风机运行功率不同而使风量有所不同。将计算所得已改造卫生间男女厕换气次数与《铁路旅客车站设计规范》TB10100-2018 规定的15～20 次/h 的标准统计对比如表5 所示，男厕换气次数满足设计标准。而女厕换气次数稍低于标准。

表5 候车室已改造卫生间换气次数及评价结果

5 未改造和已改造的卫生间测试结果对比分析

对候车室未改造和已改造卫生间的测量结果进行统计并列于表6。由前述可知，未改造卫生间排风形式为单独上排风，排风量折合换气次数为6.4～8.37 次/h。在测试时段，氨气浓度与厕所服务人数有较强相关性。男厕为1.65～3.05 ppm，女厕为0.44～0.78 ppm。已改造男、女卫生间服务人数分别为9.5 和10.4 人/(厕位.h)，采用上排风+下排风的方式，排风量折合换气次数男卫生间为20 次/h，女卫生间为12.4 次/h,为未改造卫生间的2～3 倍。女厕氨气浓度为0.31～0.42 ppm，男厕氨气浓度为0.48～0.51 ppm，最高污染物浓度为未改造卫生间的17%～54%，因此已改造卫生间的室内环境整体优于未改造卫生间。由于男卫生间与女卫生间上下排风量的比重不同（见图7），下排风量比重女厕高于男厕，因此在男厕服务人数少且排风量高的情况下，污染物浓度却高于女厕，说明下排风效果较优。

表6 候车室未改造和已改造卫生间测试结果对比

6 结论

1）未改造卫生间采用单独上排风方式，排风量折合换气次数为6.4～8.37 次/h，远低于现行标准。在测试时段，氨气浓度与厕所服务人数有强相关性。女厕氨气浓度为0.44～0.78 ppm,男厕氨气浓度为1.65～3.05 ppm。

2）已改造卫生间采用上排风+下排风的方式，排风量折合换气次数男卫生间为20 次/h，女卫生间为12.4 次/h，为未改造卫生间的2～3 倍。因此，受排风量，排水系统通畅性及服务人数等因素共同影响，氨气浓度与服务人数未呈现明显的相关性。女厕氨气浓度为0.31～0.42 ppm，男厕氨气浓度为0.48～0.51 ppm，最高污染物浓度为未改造卫生间的17%～54%，室内环境整体优于未改造卫生间。

3）男卫生间下排风量比重小于女卫生间，导致男厕污染物浓度高于女厕，因此下排风效果较优。