冬季地铁隧道空气中颗粒物体积质量分布及相关性分析

夏春晶张倩陈建云臧建彬

冬季地铁隧道空气中颗粒物体积质量分布及相关性分析

夏春晶1张倩2陈建云2臧建彬2

（1.中车长春轨道客车股份有限公司，130062，长春；2.同济大学机械与能源工程学院，201804，上海//第一作者，高级工程师）

列车在地下运行时，新风从隧道内引入，因而隧道内空气颗粒物的体积质量会严重影响列车车厢内空气的质量，而目前国内外对地铁隧道内空气中颗粒物的研究非常少。采用实地测试的方法，获取了地铁隧道内空气中各粒径颗粒物的体积质量数据，并分析了各粒径颗粒物体积质量的相关性，相关程度高则说明来自同一个来源。结果表明，地铁隧道内空气中颗粒物的粒径分布中，细小颗粒占了主要成分；不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关，列车车厢内空气中不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关，车站站外空气中不同粒径颗粒物体积质量之间中度相关；隧道内、列车车厢内、车站站外空气中的同种粒径颗粒物体积质量之间也高度相关。

地铁隧道；空气颗粒物体积质量；粒径分布；相关性

First-author′s addressCRCC Changchun Railway Vehicles Co.，Ltd.，130062，Changchun，China

随着我国交通事业的发展，地铁已成为城市的主要交通方式之一，其列车车室内的空气质量问题亦受到越来越多的关注。列车在地下运行时，新风从隧道内引入，所以隧道内的空气颗粒物（以下简称为“隧道颗粒物”）的体积质量（俗称“浓度”）会严重地影响到列车车室内的空气质量。

国内外学者对轨道交通系统空气颗粒物的研究主要集中在地铁车站及列车车室内的空气质量这两个方面，对地铁隧道颗粒物的研究非常少。

文献［1］研究表明，地下空间的有害物质来源于地铁隧道内部和外部两个渠道。其中粉尘是由机械通风设备的运作和乘客的活动而带入的。地铁隧道的入口及安装有机械通风装置的风井多位于污染物相对集中的交通干线两侧，净化装置简易，故新风中带入了大量灰尘。

此外，由于隧道内活塞风的带动［2］，较大的粉尘颗粒经长时间磨耗会逐渐变为细小颗粒。其直径越小，进入呼吸道的部位越深。直径为10μm的颗粒物通常沉积在上呼吸道，直径为2μm以下的颗粒物可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，会直接影响肺的通气功能，使机体易处在缺氧状态，长而久之可引发心血管病和呼吸道疾病及肺癌。此外，粉尘在空气中会吸附细菌或者病毒，成为传播疾病的媒介。

本文利用实地测试的方法，在列车运营期间内测试了地铁隧道内部、列车车厢以及地铁车站外部空气的颗粒物体积质量，得到了地铁隧道颗粒物的分布特征，并分析了不同粒径颗粒物之间以及不同环境下同种颗粒物之间的相关性。

1 地铁环境颗粒物测试

本文以上海轨道交通2号线、北京地铁1号线为地铁环境颗粒物测试对象。

1.1测试仪器

试验仪器为TSI 8534型粉尘自记仪，该仪器所测试的颗粒物粒径范围为0.10～15μm，测试精度为3%。

1.2测试方法

于2015-12-02和2016-01-12、2016-01-14和2016-01-19分别测试了上海轨道交通2号线、北京地铁1号线的颗粒物分布。

由于条件限制，在列车刚进入车站站台的入口处布置测点，且每10 s自动记录一个平均值。在列车运行期间，地铁隧道的活塞风非常剧烈，隧道内的颗粒物跟随活塞风运动。测点位置靠近隧道，且活塞风在此处还未发散，故认为该测点位置的颗粒物体积质量可代表隧道内颗粒物体积质量。

测试列车车厢内颗粒物体积质量时，手持自记仪在车厢内走动；测试车站站外体积质量时，手持自记仪在活塞风井边缘走动。

Distribution of Particulate M atter Concentration in M etro Tunnel during theW inter and Correlation Analysis

XIA Chunjing，ZHANG Qian，CHEN Jianyun，ZANG Jianbin

Particulatematter（PM）concentration in tunnel has huge effecton the quality of air inmetro carriage,because fresh air comes from tunnel when train is running underground，but current research on PM concentration in metro system is very rare in the world.By field testing，the concentration data of PM w ith various sizes inmetro tunnel are obtained,the correlation of different particle sizes is analyzed，the high degree of which indicates the same source.The research shows that tiny particle is the main components of tunnel PM，and PM distribution between different particle sizes has a high correlation in tunnel and metro train，but hasmoderate correlation outside the station.PM distribution between tunnel，metro train and the air outside station also has a higher correlation w ith the same particle size.

metro tunnel；particulate matter concentration in air；particle size distribution；correlation

X822.3∶U231

10.16037/j.1007-869x.2017.07.008