广州城乡老年人住宅夏季室内环境调查与实测*

徐碧霞，李 琼，吉野博，唐培傑，柳 宇，长谷川兼一，键直树

引言

人口老龄化是当今世界上普遍关注的社会问题，是一个国家及地区社会、经济和人口发展所必需研究的前瞻性问题。大多数老年人往往会在自己的家中度过余生[1]，由于生理机能不断衰退，导致其对外界的温度变化的适应能力降低。因此，良好的室内热环境对老年人保持生理、心理健康都十分重要。

基于上述原因，研究并优化老年人住房室内热环境迫在眉睫[2]。李念平等[3]建立湘西老年人室内热舒适模型。王志盟等[4]研究发现大连市不同的供暖方式是城乡室内热舒适度差异的主要原因，室内温湿度和老年人血压存在关联。李振海等[5]研究发现上海城区室内空气品质较好的地方，老年人心血管疾病患病率低。FAN等[6]的研究表明北京市城市老年人的室内环境优于农村老年人。王媛等[7]研究表明PM2.5是影响老年人健康的主要污染物。殷文军等[8]研究发现广州市大气中的NO2和PM10等污染物会增加人群心脑血管疾病的死亡率。同时也有基于养老设施建设进行的研究[9，10]。广州夏季高温高湿，霉菌滋生，这一时段室内环境状况最为恶劣。此外，中国有一半以上的老年人生活在农村地区，且城乡室内环境差异巨大，因此笔者团队李琼等人在前期研究中对广州市老年人身体健康状况和室内设备使用情况进行了问卷调查，发现老年人健康状况与室内环境质量有一定关系[11]。基于前期工作结果，本文进一步对广州市城乡老年人的居住环境质量进行调查问卷并选取广州典型城市住户和农村住户进行夏季室内环境的实测研究。通过对城市住户与农村住户室内环境的调查与实测，对城乡老年人居住环境质量现状进行把握，发现各自存在的主要问题，获取研究重点，为改善广州老年人的住房环境质量提供依据。并在下一步研究工作中聚焦重点，进一步分析老年人居住环境质量与老年人健康和舒适性的关系，为老年人住宅的细化设计提供依据。

1 调查问卷

2018年8月下旬开始，对116名65岁以上居住在广州的老年人进行了问卷调查，共收到有效问卷116份。问卷的内容主要包括老年人的相关信息、使用空调设备类型和频率等。

本次问卷调查一共调查了116人次，其中农村男性31人，女性31人，城市男性23人，女性31人。农村老年人平均年龄为74.21±6.35岁，城市老年人平均年龄为69.04±5.8岁。城市受访老年人年龄相对较小。根据受访者的身高体重计算出BMI，城市老年人平均BMI为22.77±2.32，农村老年人为22.00±3.44。所有参与调查的城市住户均主要使用空调作为夏季的降温设备，农村住户主要使用风扇，仅有33.87%的农村住户同时安装空调。

2 室内环境实测

2.1 室内环境实测方法

在开展问卷调查的同时，选择部分住户进行详细的夏季室内环境实测。从中共选出10户参与者，其中5户在城市地区，5户在农村地区，农村实测住户的编号为GZ-01至GZ-05，而城市实测住户的编号为GZ-06至GZ-10。所选住户和老年人基本信息见表1。所有被测的农村住户均为一到两层的单栋自建房，老年人卧室均位于一层，城市住户均为位于多层或高层建筑的套间房（图1）。

测量的环境参数包括空气温度、相对湿度、空气中的CO2、PM2.5、CO浓度、挥发性有机物（VOCs）。对于农村住户，2018年8月28日至2018年9月4日拜访住户GZ-01，GZ-02，GZ-03，GZ-04和GZ-05，2018年9月9日至2018年10月16日陆续拜访城市住户GZ-06，GZ-07，GZ-08，GZ-09和GZ-10。第二次拜访在第一次访问后一周进行。在第一次访问期间进行PM2.5、CO和VOCs浓度测量。图2为测量中使用的测量和采样装置。

表1 实测住户及老年人基本信息

图1 实测住户照片（上栏为农村住户，下栏为城市住户）

（1）室外空气温度，湿度：空气温度、湿度双通道数据记录仪（TR-72Ui，T＆D，日本；精度：±0.3℃，±5%RH）（图2a右）用于监测实测住户相应的室外温度和湿度数据。数据记录器放置在防辐射罩中摆放在距离地面1.5m高处，以5分钟的间隔记录一次数据，持续一周的时间。

（2）室内空气温度，湿度，二氧化碳（CO2）：空气温度、湿度和二氧化碳浓度监测三通道数据记录仪（TR-76Ui，T＆D Co.，日本；精度：±0.5℃，±5%RH和±50ppm）（图2a左）用于监测实测住户客厅、老年人的卧室和卫生间的温度、相对湿度和CO2浓度。在每个测量房间中，数据记录器被放置在距离地面约1.1m的方便位置。数据记录器以5min的间隔记录一次数据，持续一周的时间。

（3）室内外PM2.5：室内外空气中PM2.5质量浓度的测量使用MetOne PM监测器（MetOne831，美国; 精度：±0.001 mg/m3）（图2b）。将仪器放置在离地面高约1.1m的测量位点，以3min的间隔记录PM2.5浓度30min，并将平均值计算为局部PM2.5浓度。

（4）室内外一氧化碳（CO）：使用IAQ监测器（Model 2212，KANOMAX，日本精度：±3ppm）（图2c）测量客厅中心点1.1m高度空气中CO浓度，同时测量相应的室外CO浓度。

（5）室内挥发性有机物（VOCs）：对每户住户客厅的空气中醛类和其他挥发性有机物进行取样和分析。便携式真空泵（MP-Σ300，SIBATA Ltd.，日本；精度：±5%；GSP-300FT-2）（图2d）用于醛类物质检测，采样流速为1L/min，采样时间为30 min。便携式真空泵（GASTEC Corp.，日本；精度：±5%）（图2e）用于VOCs检测，采样流速为0.5L/min，采样时间为30 min。采样高度距离房间地面大约1.1m。活性气体管（DNPH活性气体管，SIBATA Ltd.，日本）和固相管（Charcoal Tubes，SIBATA Ltd.，日本）分别收集醛类空气样品和其他VOCs空气样品检测。使用JIS A 1962的高效液相色谱（HPLC）方法分析醛类浓度[12]，并且通过JIS A 1966的气相色谱/质谱（GC/MS）方法测定VOC浓度[13]。

2.2 室内环境实测结果

2.2.1 空气温度和相对湿度

室外和室内气候在测量期间，农村和城市地区的室外气温平均值分别为26.6℃和27.5℃，室外相对湿度平均值分别为88.6%和68.4%。图3显示了每个被测住户的客厅、老年人卧室和卫生间的空气温度及室外空气温度，图4显示了每个被测房间的相对湿度及室外相对湿度。因五户实测农村住户位置相近，且实测时间段相同，所以共用一份室外温湿度数据，数据箱型图分别表示在图3和图4的GZ-05列最右侧。农村住户室内平均空气温度28.0℃，室内平均相对湿度85.6%，城市住户室内平均空气温度28.8℃，室内平均相对湿度64.0%。GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》[14]规定室内夏季温度为22℃～28℃，相对湿度为40%～80%。在农村住户测试期间，所有的客厅、老年人卧室和卫生间大部分时间的室内空气温度均达到标准值，农村住户的室内平均气温比城市住户低0.8℃，室内平均相对湿度高21.6%，此外农村住户的房间与房间之间的室内温度波动幅度小于城市住户。由于农村住户客厅及老年人卧室都处于一楼，较为潮湿，所以农村住户内空气的整体相对湿度较高，且同一住户房间与房间之间的室内相对湿度变化范围比城市住户更小。另外，在两个城市住户（GZ-06和GZ-07）的实测期间，超强台风“山竹”侵入广州，台风期间室内温度有明显下降，相对湿度有明显上升。

图2 实测所使用仪器

图3 实测住户室内外空气温度

图4 实测住户室内外相对湿度

2.2.2 二氧化碳浓度

在大自然环境，空气中CO2的正常含量约为0.04%（400ppm）[15]，CO2浓度主要由房间通风水平影响，通风越良好的房间，室内CO2浓度越接近室外水平，FAN也指出，通风不良可导致室内CO2浓度超过1000ppm[6]。室内CO2浓度一般在500～700ppm，GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定的室内CO2限值为0.1%（1000ppm）[14]。因室外实测仪器TR-72Ui并无CO2实测通道，所以室外CO2浓度参考一般室外自然环境正常含量[15]。图5显示了每个实测住户的客厅、老年人卧室和卫生间中CO2浓度的分布。由于农村住户在白天总是将门窗打开，所以室内外CO2浓度差异较小，总体浓度比城市住户低。总的来说，大部分住户的卧室和客厅CO2浓度相差不大，大部分房间的CO2浓度都低于规定的限值。所有实测住户中，仅住户GZ-06和GZ-08有时CO2浓度高于极限值，其中GZ-06住户的CO2变化幅度较大并且经常处于较高水平，其原因为GZ-06住户每天持续开空调且没有将窗户打开通风，而GZ-07住户卫生间及GZ-08住户所有房间存在通风不良的问题。住户室内通风水平对室内CO2含量具有较大影响，通风较差住户的室内CO2含量比通风良好的住户高。

2.2.3 PM2.5浓度

表2 为实测住户的室内外PM2.5浓度统计结果。JGJ/T 309-2013《建筑通风效果测试与评价标准》[16]提出住宅区24h平均PM2.5浓度的极限水平应低于规定的75μg/m3的限值。从表2中可以看出，农村和城市住户室内外的PM2.5浓度都小于极限水平，农村住户室内平均PM2.5浓度为3.72μg/m3，城市住户室内平均PM2.5浓度为15.17μg/m3，城市住户的室内外平均PM2.5浓度远高于农村住户。大部分住户的室内PM2.5浓度高于室外。

2.2.4 一氧化碳浓度

表3 显示了每个被测住户的室内CO浓度和相应的室外浓度。考虑到老人、儿童与心血管疾病患者的安全，中国环境卫生部门规定：一次测定最高容许浓度为3mg/m3（2.4ppm）。从表3可见，所有住户的CO浓度均远低于中国GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》[14]要求的一次测定最高容许浓度2.4ppm。

2.2.5 挥发性有机物浓度

图5 实测住户室内CO2浓度

图6 实测住户室内VOCs浓度

挥发性有机物（VOCs）会对人体神经系统和呼吸系统产生不可逆伤害[17]，实测的挥发性有机物包括：十四烷、萘、壬醛、D-柠檬烯、2-乙基乙醇、对二氯苯、a-蒎烯、苯乙烯、二甲苯、甲苯、乙苯、乙醛和甲醛。图6为5户农村住户（GZ-01～GZ-05）和5户城市住户（GZ-06～GZ-10）各项有机挥发物的实测结果，其中室内空气的甲醛含量最受关注，农村住户的室内甲醛浓度平均值为1.9μg/m3，城市住户为6.2μg/m3，均远低于GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》[14]要求的最高容许浓度（100μg/m3），但因为城市住户中家具和化工产品较多，城市住户的室内甲醛浓度高于农村住户的室内甲醛浓度。农村住户室内的平均VOCs浓度为155.2μg/m3，城市住户为240.4μg/m3，均低于GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》[14]要求的最高容许浓度（600μg/m3），其中城市住户GZ-06、GZ-08和GZ-10室内VOCs浓度相对较高，均超过了250μg/m3。城市住户GZ-06与GZ-08因通风不良，导致VOCs在室内积累了较高浓度，通风不良同样也导致了室内CO2浓度偏高的问题，如前文2.2.2所述。而城市住户GZ-10室内CO2浓度较低，并未存在通风不良的问题，室内VOCs浓度相对较高的原因为家中物品繁多家具复杂，放置有香烛等物品，存在较多的挥发性有机物污染源，如图1中GZ-10照片所示。城市住户室内空气中的VOCs污染总体上要比农村严重，这与城市住户多使用空调，关闭门窗以及家中化工制品较多，而农村住户习惯敞开门窗，家中家具简单，房间通风良好有关。

表2 实测住户室内PM2.5浓度（单位：μg/m3）

表3 实测住户室内CO浓度（单位：ppm）

3 不同地区结论对比

表4 不同城市主要实测内容及相关结论

广州作为夏热冬暖地区的典型城市，与中国其他地区的城市有较大差异，ZHANG[18]、FAN[6]、王志盟[4]、卫兆欣[19]等人分别对黑龙江、北京、大连、湖南的城乡老年人住宅进行了实地测试，表4为广州和其他各省份或城市主要实测内容及相关结论。

由表4看出，广州城乡住户室内环境实测与其他城市可得出共同结果：与湖南相同，城市住户的更容易受到VOCs污染；与黑龙江和北京相同，通风不良时室内CO2含量容易过高。而因为燃烧煤炭的原因，北方地区的农村住户均易受到PM2.5和CO的污染，广州城乡住户室内环境较之其他省份或城市存在最独特明显的问题是室内相对湿度较高[20]。

结论和建议

本文对广州市城市和农村住户进行了室内环境的问卷与实测，对使用空调设备情况、典型住户的室内温湿度、CO2、PM2.5、CO、挥发性有机物浓度进行了详细的分析，研究得出：

（1）广州城市住户空调的使用率比农村住户高，农村住户的室内温度略低于城市住户，但农村住户室内相对湿度持续较高，室内湿环境较为恶劣。

（2）广州农村住户的室内通风情况良好，室内CO2浓度普遍低于城市住户，经常开空调关闭门窗的城市住户室内CO2浓度明显较高；大部分住户的室内PM2.5浓度高于室外，城市住户的室内外PM2.5浓度普遍高于农村；所有实测住户室内和室外的CO浓度基本一致，且均远低于国家标准规定的上限值。

（3）实测住户的室内挥发性有机物浓度均低于国家标准规定的上限值，但城市住户的老年人居住环境普遍更容易受到挥发性有机物的污染[21]。

根据研究发现广州农村室内普遍潮湿，而潮湿的室内环境容易滋生病菌，不利于患病老年人生活尤其是患风湿疾病的老年人，建议农村地区住宅建设应注重防潮降湿。室内环境通风不良会使得CO2浓度偏高，甚至到达危险水平，尤其是城市住户应当注意通风换气的重要性，避免老年人居住的室内环境CO2浓度过高。部分城市住户家具构成复杂，挥发性有机物污染源多和不注重通风换气，导致室内挥发性有机物浓度偏高，因此城市地区老年人居住的室内环境应当严格挑选环保家具，加强室内通风换气，严密监测室内化学污染物的含量。

图、表来源

文中的图、表均为作者绘制和拍摄。