城市轨道交通站点室内环境的现状及改善技术

中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通 2016年度统计和分析报告》指出，截至 2016 年底，中国大陆地区共 30 个城市开通运营城市轨道交通，共计 133 条线路，站点数量达到 3 000～4 000 个，高架站台比例约20%～30%。同时，在建、规划线路规模进一步扩大，投资额持续增长，建设速度稳健提升。

另一方面，由于轨交站点及车厢相对封闭，人员密度大，产生了大量异味和CO2，并产生各种细菌、真菌等微生物。列车钢轮常年与钢轨高温摩擦，使得空气中漂浮有大量细微金属粉尘。这些均对乘客造成了潜在的健康危害。除了室内空气品质，轨道交通站点的声环境、热湿环境、光环境也在设计、运营中表现出其特殊性。

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本文选取了 4 个上海城市轨道交通典型站点进行室内环境监测，并结合文献调研，提出了若干改善站点室内环境品质的措施。同时讨论了城市轨道交通站点室内环境的控制的指标建议。

1 站点室内环境检测

1.1 站点室内环境检测

在 2018 年 3 月 7 日和 3 月 8 日，对上海地铁 17 号线的 1 个车站和10 号线的 3 个车站进行室内环境检测。4个站点均具有一定的代表性，均为地下站，其中 2 个郊区站，2 个市区站；1 个新建站，3 个运行约 8 年的既有车站；2个标准站， 2个换乘站。测试站点信息如表 1 所示。

选购新鲜的蔬菜水果，优先选用当地、当季的蔬菜水果。尽可能选择多个品种蔬菜（叶类、茎类、花类、瓜类、根类等）、菌藻（蘑菇、木耳、海带等）类。

 

表1 测试站点信息汇总

  

站编号 站点线路 站点特征 站点新旧 测试时间A 10 号线 市区站 老线（8 年） 3月7日B 10 号线 市区换乘站 老线（8 年） 3月7日C 10 号线 郊区站 老线（8 年） 3月8日D 17 号线 郊区站 新线 3月8日

1.2.3 噪声

 

表2 测试项目及测点布置

  

区域分布 测试参数 测点位置站厅层中央温 湿 度，CO2浓 度，PM2.5/PM10，照度，噪声，甲醛，TVOC，真菌菌落总数售票窗口附近、站厅中央站厅层出入口附近温 湿 度，CO2浓 度，PM2.5/PM10，照度，噪声，甲醛，TVOC，真菌菌落总数出入口的室内部分站台温 湿 度，CO2浓 度，PM2.5/PM10，照度，噪声，甲醛，TVOC，真菌菌落总数站台中央设备间 温湿度，照度，噪声 控制机房，空调机房

测试使用的仪器有：Testo625 温湿度计、EZY-1S CO2 测试仪、HT-1300/1301照度计、Testo425 风速仪、VP6120 室内空气品质检测仪、电热恒温培养箱、紫外可见分光光度计、气相色谱仪等。

1.2 检测结果分析

1.2.1 PM2.5、PM10

4 个车站 1 d中噪声值分布如图 3 所示。

  

图1 4 个车站 1 d 中 PM2.5、PM10 值分布

总体上看，颗粒物浓度 PM2.5 的范围为 25 ～183 μg/m3，PM10 的范围为 27 ～221 μg/m3，波动范围大，且最高值均大于目前的相关标准限值。同一个车站里，早高峰时车站内的颗粒物浓度最低，中午和晚上时相对较高，主要原因是受室外空气质量影响。颗粒物浓度在标准站和换乘站之间无明显差别。同一个车站的不同部位，站台的颗粒物浓度微略高于其他区域。

在测试过程中发现，3 月 8 日测量 C、D 车站时，由于室外颗粒物浓度比3 月 7 日测量 A、B 车站时高，测得的车站内颗粒物浓度也明显超过 A、B站内颗粒物浓度。由此可见，车站内颗粒物浓度受室外大气环境影响显著。当室外空气品质优良时，站内空气品质达标；室外空气品质差时，站内相关指标严重超过相关标准限值（PM2.5 为 0.075 mg/m³，PM10 为 0.15 mg/m³）。其他因素，如客流量和是否为换乘站对颗粒物浓度无明显影响，有屏蔽门的车站，列车行进对站台颗粒物浓度影响很小。相对封闭的车控室/服务窗口的颗粒物浓度会稍低。

经调研和实测显示，地铁站点内颗粒物浓度变化主要取决于室外颗粒物浓度。由于车站通过各出入口及隧道与室外有大量的通风，颗粒物浓度控制有难度。屏蔽门对于站台的颗粒物浓度有一定的改善作用，可以减少由于列出进站导致的站台颗粒物浓度变化。其次，优化站台内的空调环境所产生的微小气候以及站台结构可以一定程度降低颗粒物浓度。

4 个车站 1 d中照度值分布如图 2 所示。

  

图2 4 个车站 1 d 中照度值分布

检测结果显示，就地下车站而言，照度随早高峰、平峰及晚高峰的变化不明显。车站站厅、站台、主体出入口照度大多在 100～150 lx 之间，出入口门厅、站台、通道的照度普遍稍低于 GB 16275—200X 《城市轨道交通照明》设计标准设计规定值的 150 lx，站厅地面照度也普遍低于 GB 16275—200X 设计标准设计规定值的 200 lx。车控室及服务窗口工作面照度比其他空间地面照度偏高，约为 150～200 lx之间。此外，D 站作为新站，车站内各区域的照度均比其他 3 个老站照度高。

例3 (1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:___。

车站在早上 7:00～9:00 和下午 17:00～19:00 为运营高峰时间段，在其他时段为平峰段。分别选择 1 天对 4 个车站的早高峰、平峰及晚高峰时段进行检测，测试项目及测点布置如表 2 所示。

4 个车站 1 天中 PM2.5、PM10 值分布如图 1 所示。

  

图3 4 个车站 1 d 中噪声值分布

检测结果显示，车站各区域高峰与平峰期的噪声没有明显差别，噪声值分布在 51～79 dB之间。因为有列车通过，站台噪声均大于其他区域的噪声值，范围分布在 71.5～79 dB之间。现行地铁噪声评价的主要依据为 GB 14227—2006 《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》，其规定车站站台最大容许噪声限值为 80 dB。但是根据声环境质量标准（表 3）的规定，环境噪声一旦超过 75 dB 就属于“很吵闹”级别。在这种环境下，人们会感到烦躁，难以进行语言交流，长期还会损害听力神经。可见目前车站站台的声环境限值是相对宽松的。

 

表3 环境噪声质量等级

  

等级 分级名称 LAcq/dB一安静 ＜45二较安静 45～50三一般 50～56四吵闹 56～75五很吵闹 ＞75

测试显示，地铁车站室内环境对人的健康产生影响的参数主要有空气中有害微生物浓度、噪声环境以及颗粒物浓度几种。

菌株菌落生长和产孢量数据使用SPSS软件分析，多重比较使用Ducan′s法，生物测定数据应用DPS数据处理系统进行统计分析，时间—死亡率机率值分析法建立致病力回归方程，估算致死中时(LT50)[15]。

复方阿嗪米特肠溶片含有动物胰脏提取物胰酶，根据《中国药典》通则1107，微生物限度检查包括需氧菌总数计数、霉菌和酵母菌总数计数及控制菌（大肠埃希菌和沙门菌）检查。按需氧菌总数计数、霉菌和酵母菌总数计数方法适用性试验要求，试验菌的菌数回收率在50%～200%，控制菌检查要求阳性对照组中检出大肠埃希菌、沙门菌[2]。在建立检查方法过程中，沙氏葡萄糖琼脂培养基（SDA）上其他类型菌落的生长造成霉菌和酵母菌总数超出限度规定，干扰了结果判断。本文就此情况进行试验研究，建立更合理的检查法，真实反映该制剂的微生物染菌程度，有助于企业切实掌握产品质量，把控好制剂生产环节，为市场及时提供合格的产品。

  

图4 4 个车站 1 d 中甲醛、TVOC 浓度分布布

根据检测结果显示，4 个车站各区域甲醛的检测范围为0.016 ～0.030 mg/m3，TVOC 的检测范围为 0.254～0.514 mg/m3，均低于 GB/T 1883—2002 《室内空气质量标准》的标准限值（甲醛为 0.1 mg/m3，TVOC 为0.6 mg/m3）。说明无论是运营了若干年的老站，还是刚刚开通运营的新站，由于车站内有大量通风换气，甲醛和 TVOC 的浓度均低于GB/T 1883—2002 所规定的浓度限值，不会对乘客身体健康造成影响。

1.1.5 真菌菌落总数

2.3.1 Box-Behnken模型建立及试验结果。通过响应面设计Box-Behnken对GASP提取率建立数学模型，优化提取工艺参数，共有17个试验点，12个分析因子，5个零点。以分析因子为自变量在A、B、C构成三维顶点；零点为区域的中心点。零点试验重复5 次，用以估算试验误差[20]。以GASP提取率为响应值，试验结果见表2。

The authors gratefully acknowledge the help of Mrs.Sue Travis to improve the English style.

对 4 个站的真菌菌落总数进行测试，结果显示，真菌菌落总数均大于相关标准要求。其中新站的站厅和站台层真菌菌落总数超出了 DB 31 405—2012 《上海市集中空调通风系统卫生管理规范》中规定的限值的 500 CFU/m³，高达 920 CFU/m³。由此可见，作为南方地区的地下站点，由于地区本身气候潮湿，相对民用建筑而言滋生菌落的可能性相对较大。尽管相对地铁本身的环境质量要求而言并不超标，但对南方地区而言，菌落控制应充分考虑，以防菌群失控滋生。

2 站点室内环境改善措施

1.2.4 甲醛、TVOC

2.1 颗粒物浓度控制措施

1.2.2 照度

2.2 噪声控制措施

地铁站内的噪声主要由于列车进站或出站过程中车轮与轨道的碰撞和摩擦、制动及设备运行产生的，使得候车区及工作区的噪声升高，影响身心健康。控制站内噪声的措施主要有以下措施。

（1）站内噪声级与站台是否进行吸声处理有关。站点设计时应做声学专项设计，在站内墙壁、天花板以及站台附近隧道应做相应的吸声处理，以减少声的反射和混响。

（2）经技术经济性分析合理的条件下，应设站台屏蔽门。同时将隔声量作为站台屏蔽门设计的重要指标，如采用隔声效果好的材料、改进门的密封结构等。

4 个车站 1 d 中甲醛、TVOC 浓度分布如图 4 所示。

（3）此外，改进轮轨的冲击与摩擦，提高轮轨吸振能力以进行声源控制。如司机开车平稳，适当增加出站加速和进站刹车距离；或乘客在公共场合保持安静等措施，也可以改善站点声环境，营造相对和谐安静的车站环境。

式中，Sorce(Si)为综合评价函数，i=1,2,…,m；qij表示服务请求者请求的QoS属性参数与第i个候选Web服务中第j个QoS属性参数相匹配的综合相似度；wj表示服务请求者对所请求的QoS属性参数中第j个QoS属性的关注程度，且满足w1+w2+…+ wn=1。第j个QoS属性的权重wj其取值范围在[0,1]区间内，如果值越趋近于1，则表示服务请求者的个性化需求对此项的要求越高。

2.3 微生物控制措施

目前国内外成熟应用的空气净化消毒方式主要包括：光等离子杀菌、光触媒杀菌、紫外线杀菌、活性炭吸附、静电除尘、负离子杀菌、臭氧杀菌等。

在地铁车站空调系统风管或空调机组内可以设置净化消毒装置，杀灭循环空气及机组表冷器上的细菌、病毒，提高站厅室内空气品质，降低人群感染率。由于地铁车站空调系统的特殊性，空气净化装置在选使时，除了需要满足WS294—2012《公共场所集中空调通风系统卫生规范》要求外，还需要考虑空调系统设备风量大及尺寸大的特点，推荐采用紫外线杀菌技术、静电杀菌除尘技术或纳米光子技术。

交流变频器的主要用途是对交流电动机实现无级调速。具有凋速范围宽、功能齐全、性能可靠、通用性强、操作灵活、使用简便等优点，被各行各业广泛采用并大力推广。在石油化工企业中，安装变频调速器不仪可以保证生产系统的稳定性、安令性，还具有显著的节能效果。本文主要介绍变频诵速器在石油化工企业中的应用。

印度于 2014 年发布的绿色地铁评价标准 IGBC[Green Mass Rapid Transit System (MRTS)] 的得分项中规定，地下车站需安装紫外线杀菌辐照(UVGI)灯。俄罗斯莫斯科地铁站在列车车厢内部表面、扶梯扶手、铁路车站通道和站台的空气使用了 UVGI，并由相关机构测定这三种典型情况下灭活微生物和病原体的适当紫外线剂量。中国成都市地铁3 号线的大部分地铁站采用了纳米光子净化技术，除去空气中的有毒有害气体季异味，并杀灭空气中的致病微生物。

此外，采取有效的防结露防霉措施，改善车站自然通风措施，也可以降低车站有害微生物浓度，提高车站空气品质。

3 站台室内环境控制指标推荐

目前，一些现有的标准对室内环境质量的各项指标进行了相关规定。 GB 16275—200X 对出入口门厅/楼梯/自动扶梯/通道/站台（地面）以及站厅（地面）照度进行了规定。GB/T 1883—2002 对室内 CO2 浓度、甲醛浓度、TVOC 浓度作了规定。GB 14227—2006 对地铁车站站台声环境作了规定。GB 3095—2012《环境空气质量标准》对 PM2.5、PM10 浓度作了相关规定。DB 31 405—2012对空调送风的真菌菌落总数作了规定。

结合检测结果和现有相关标准的规定，在车站声环境的测试结果中，站厅、主体出入口及车控室/服务窗口的噪声均值为 63 dB，站台的噪声均值为 75 dB。经上文分析，目前车站站台 80 dB 的声环境限值是比较宽松的，因此建议站台声环境限值为 75 dB。然而，目前轨交相关标准对站厅、主体出入口及车控室/服务窗口的声环境均无相应规定，因此在地铁环境提升指标中，这一项可进行进一步研究和确定。本文当前尚无更多数据支撑，因此暂不推荐本项指标。

除此之外，测试结果还表明，地下车站内微生物浓度、颗粒物浓度超过目前有关标准限值，因此应在地下车站室内环境空气质量评价中加强这些指标的限值要求。

4 结 语

对上海典型地铁站室内环境的各项参数进行检测显示，有害微生物浓度、颗粒物浓度以及声环境三相指标较不理想，可能会对乘客身体健康造成潜在的影响。针对上述问题，本文通过调研分析，总结了在地铁站内的微生物控制措施、噪声控制措施以及颗粒物浓度控制措施。在分析检测结果和总结现有相关室内环境控制标准的基础上，提出了站点室内环境品质各项参数的控制指标推荐值，为地铁站点室内环境的控制提供参考。