体育场馆内微环境污染的来源种类及控制对策①

李峰 吕永安

(西安建筑科技大学体育学院 陕西西安 710055)

作为大空间建筑的一种形式，现代体育馆的布局和功能由单项向综合性、相对集中的建筑群体发展，由单一功能转变为复合功能，因此场馆内的环境很大程度上会影响运动员的健康状况，尤其是在运动应激状态下，当馆内空气中污染物的含量超过了人体所能适应或正常的生理范围后，就会引起感觉不适，生理生化功能障碍[1]。随着人们对绿色体育的追求，体育场馆理念的革新也体现了绿色、健康的特点。体育场馆的室内环境问题来源和传统的室内环境污染问题有些类似，但也有其独特的特点。如何针对这种污染的特殊性提出相应的应对措施是保证馆内空气质量的关键，因此，该文对各种污染然来源及解决的方法做一综述，为体育场馆内空气污染的治理提供一定的理论依据。

1 体育场馆内微环境的组成要素及其标准

体育场馆微环境是从空间的尺度来定义，具体表现为体育馆内物理环境（声、光、电、磁等）、器械（运动设备）、陈设（馆内装修）等为主的环境；从环境与健康领域来说，是指体育馆与馆内人员所形成的人—物环境，包括室内微环境与体内微环境[2]。通常认为馆内微环境生态平衡应包含温度环境、湿度环境、光环境、声环境和室内空气品质环境[3]。而体育场馆内空气品质可以用“五度”概况，即温度、湿度、清洁度、照度、新鲜度。

1.1 体育场馆温、湿度的特点

作为反映人舒适度的重要参数，温度和湿度是影响人体热感觉、热舒适的最主要的两个因素。我国《体育馆卫生标准》GB9668—1996规定了相对湿度为40%～80%，规定了冬季采暖地区的温度应大于等于16℃，我国《室内空气质量标准》GB18883—2002则规定了夏季室内温度应为22℃～28℃。大型体育场馆可以通过现代空调技术满足馆内人员对舒适度的要求，可是采用集中式中央空调时，如何节能是绿色体育场馆面临的重要挑战。运动项目的不同也要求体育场馆环境要随之调节，人们对比赛和观赛的舒适度要求越来越高，如何在保证引入一定新风量以满足人们舒适性要求的前提下达到节能减排的目的，是未来绿色、智慧体育馆发展的方向。例如，室内游泳池，为了保证运动员比赛的舒适性，馆内空气温度、风速和相对湿度都必须保证在一定的数值范围。如果空气温度过低，运动员从水中出来便会发生颤抖；通风方面，因游泳池的池水不断蒸发，馆内余湿量较大，需要及时采取通风措施，尤其是在冬季，余湿量会散发到空气中形成水雾，使围护结构表面结露。再比如，当进行冰球赛时，也必须采用通风和空调的方法解决冰面起雾和围护结构结露的问题[4]。因此，研究体育馆内温湿度的合理控制，对建设绿色、智慧体育馆这样的高大空间具有重大的意义[5]。

1.2 体育场馆内空气的清洁度

物理污染、化学污染、生物污染、放射性污染源是四大空气污染类型，同时也是体育场馆内环境污染的主要来源。我国《体育馆卫生标准》GB9668—1996规定了室内空气中的可吸入颗粒物（PM10）应≤0.25mg/m3；细菌总数（撞击法）应≤4000cfu/m3；甲醛应≤0.12mg/m3；二氧化碳应≤0.15%。另外，我国《室内空气质量标准》GB188832002还规定与引入了新风有关的二氧化硫、二氧化氮、臭氧及氨、苯系物、TVOC等污染物的允许浓度。2006年，我国卫生部印发的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》针对于集中空调通风系统出风口的细菌总数与真菌总数都做出了规定，其数值不能大于500cfu/m3，PM10应≤0.15mg/m3。生物污染因子在室内空气中积聚的浓度越高，人体被传染上相关疾病的危险性就越大[6]。

1.3 体育馆内的照度

由于体育馆多为封闭型建筑，因此馆内的采光问题对比赛和训练来说就显得非常重要。体育馆内照度要求为1lux，比赛时观众席的照度要求大于5lux。体育中心建筑外部空间比较开敞，随着四季变换，阳光的不同角度照射，可以产生不同的光感，使建筑群体外部空间更显层次感，视觉效果更佳。当前体育馆的设计建造技术可以满足白天和夜晚的比赛照明需求，但是长期处于人工光线环境中人也会因此产生心理和身体上的不适感。因此，在体育馆的设计中应多使用便于自然采光的屋顶或侧高窗设计，尽量减少人工照明时间，多采用自然光线。针对于特定的比赛项目，为了避免眩光、强光直射现象对比赛造成破坏，从而影响运动员正常水平的发挥，需要对光线进行特殊处理。

1.4 体育场馆内空气的新鲜度

空气的新鲜度是空气品质的另一个重要指标[7]，随着体育科学的发展、人们健康意识的提高、科技的进步、运动员和观众对比赛时体育场馆内环境的追求，绿色、智慧体育场馆的理念深入人心，其目的也是实现与促进人、建筑和自然三者之间高度的和谐统一。对于体育馆内人员来说，无论是运动员还是观众，总是希望通过引入新风，达到一定的舒适度，而从功效上来说，引入新风的主要目的是通过稀释馆内空气污染物，使馆内空气中的氧气与二氧化碳的比例尽可能接近大气中的自然状态，从而保证室内空气新鲜度[8]。《体育馆卫生标准》GB9668—1996规定了观众席的新风量应每人≥20m3/h。研究证明，在人群密度大且相对封闭的室内，二氧化碳的增加量和氧气的减少量相比，前者对人体健康造成的影响远远大于后者[9]。

2 体育馆内微环境污染的特征及其危害

与城市环境、水环境、大气环境等宏观环境相比，体育馆内微环境有着独特的特征：第一，影响因子多且变化多样，主要体现在空气品质多变、热湿环境变化大、气流组织分布形式多样、光环境不稳定、噪声来源广、放射性物质难测、微生物指标多样等多种因素；第二，场馆多为封闭或半封闭状态，与外界环境交换少，扩散和稀释能力差；第三，场馆内暴露人群变化大、人员承受能力差异大；第四，人体暴露时间长；第五，微环境的影响因子对健康损害机理复杂，阈值剂量尚不清楚。馆内环境中的绝大多数污染物都是借助于空气传播，可以引起各种刺激症状和过敏反应，即建筑物综合征(SBS)[10]、建筑物关联症(BRI)和多元物质过敏症(MCS)，通过人的呼吸和皮肤对人体造成危害[11]，因此，室内空气质量毋庸置疑成了室内环境问题的研究重点。

2.1 体育馆内物理污染及其危害

体育馆内物理性的污染主要包括噪音污染、光污染、热污染、水污染等。噪音污染主要有体育馆举行比赛、文艺演出和车辆交通所产生的噪声，极易造成头晕、耳鸣和包括噪声性耳聋在内的听觉疲劳、感音神经性听力减退，以及记忆力减退、注意力不集中、心悸、乏力、失眠等植物神经功能紊乱和贫血等[12]。体育馆内热污染主要是指室外热空气和室内空调及人员活动产生热量的累积效应超过了人体所能适应的热舒适范围而对人体产生的不良效应[13]。热污染会对馆内人员的心理产生不利的影响，从而影响训练或比赛成绩。体育馆水污染主要是场馆运行过程中人员用水及器械运营的消耗用水，如果处理不当会造成循环水污染，从而造成病菌的滋生。

2.2 体育馆内化学污染及其危害

体育馆内空气中各种化学物质最为繁多，主要包括甲醛、苯系物、氨气、总挥发性有机物、氡及其子体和悬浮颗粒物等，其污染及对健康的影响是当前最为活跃的研究热点[14]。各种化学物质污染的来源主要是塑胶地板、聚氨酯跑道海绵垫，以及大量的观众、运动员、教练员所产生大量的二氧化碳、氨污染。可导致上呼吸道刺激症状、局部呼吸道黏膜免疫调节异常和吞噬、清除病毒、细菌等异物的功能下降，很容易诱发下呼吸道即气管、支气管及肺部的炎症反应和感染，累及整个呼吸系统。尤其是芳香烃类等两种以上化学物质蓄积时，可致中毒症状，不仅损伤局部黏膜，还可能出现耳鼻咽喉的异常表现，进而影响全身。PM10和PM2.5对人类的危害非常严重，PM2.5微粒是非常小的颗粒，可以直接沉积在肺里。这些污染的特点是成分比较复杂，浓度不是特别高，但是作用时间比较长，对馆内人员的健康造成急性和慢性的损害。

2.3 体育馆内生物污染因素

体育馆内空气生物污染因子主要包括细菌、真菌（包括真菌孢子）、花粉、病毒、生物体有机成分等。室内生物污染因子的来源具有多样性：有的生物污染因子来自室外并随空气进入室内[15,16]；有的建筑材料会形成向室内释放生物污染物的污染源，如浴室、卫生间管道内，环境的相对湿度比较高，室内的建筑材料和设备容易孳生细菌和真菌等微生物，一般来说，当空气中致病性物质达到感染剂量时，往往会引起传染病、过敏性疾病、致癌及致突变，并且还会随着患者打喷嚏、咳嗽等生理活动形成二次生物气溶胶并加以传播。

2.4 体育馆内放射性污染

放射性污染是建筑用混凝土、瓷砖等所产生的污染，初次还会产生很多的射线，对人体产生很大的影响作用。电磁辐射长时期大剂量充斥室内空间会影响人的免疫、生殖和代谢功能，由于能破坏人体所固有的生物电流及其磁场，进而引起体内微环境生态平衡失调，使神经系统和体液调节功能紊乱，出现头疼、乏力、疲倦、烦躁、易激动、失眠等[17]。

3 体育馆内微环境污染的防范措施

体育馆内部空气质量的好坏，直接影响到运动员的比赛情绪和观众的观赏心情。解决这一问题，首先必须处理好建筑中的自然通风换气问题，使建筑能“自然”“自由”的呼吸。为了确保给场馆内人员提供一个良好的空气品质环境，减少馆内非训练因素对运动员训练及比赛造成不利的影响，需要采取科学、有效的应对措施来防范场馆运营过程中所产生的各种不利因素。第一，要处理和避免活动空间的噪声，除了对馆外环境做相应的规划调整以保证较少的噪声影响外，还应该做好内部的声环境设计，比如在比赛厅周围的围护结构中，应设置一定的隔音、吸声处理。第二，由于体育馆人流量比较大的特点，在举办大型体育赛事的时候，比赛场地的空气更新这一问题就显得尤为突出，尽量采用自然通风，及时更新场馆内的空气，营造洁净、清新的比赛环境，也可以在一定程度上缓解观众和运动员急躁的心理；在观众厅中，如果不注意通风换气的设计，很容易造成室内的空气污染，进而影响人们观赛心情和运动员比赛状态。第三，针对馆内生物污染，研究各种污染源的散发特性、传播机理、相互耦合作用的形式及特点、人群健康效应暴露—反应关系的定量评价、室内生物污染多指标风险评估体系才是有效控制建筑室内生物污染的前提条件和重要基础。

4 体育馆内微环境的研究趋势

第一，室内环境生物污染物种类繁多，大小不一，且分布广泛，还因人员活动千差万别而有所不同。因此，针对不同类型建筑的不同功能区域开展建筑室内配套的污染现场测试技术、方法、设备、标准及馆内污染模拟与优化设计技术的研究才是有效实现管内空气污染控制的关键所在。

第二，建立馆内空气污染风险评估体系。对大量不同功能类型的场馆污染状况进行调查、检测，系统地研究馆内污染源种类、污染来源、污染途径、污染机制、运动人群暴露水平，进而系统地针对体育场馆污染健康危害及暴露，建立一套适合我国体育场馆污染的多指标风险评估体系。

第三，根据污染物的传播机理、扩散规律、运动人群暴露特点，研发相应的消毒除菌设施、设备和健康材料及技术。

总之，针对于大空间体育场馆内空气质量的研究，目前仍有许多亟待解决的问题，为了给馆内人员营造一个良好空气质量的环境，使运动员在训练和比赛时尽量少受非自身因素的影响，应该综合各方面的条件，采取各种措施来保证馆内的空气质量。