基于乘客主观评价的地铁车厢气味调研

2022-08-01黄盛浩袁艳平邓梦思

制冷与空调 2022年3期

王涵黄盛浩袁艳平邓梦思

（1.西南交通大学机械工程学院成都 610031；2.西南交通大学唐山研究生院唐山 063000）

0 引言

随着经济发展、人民生活水平的提高以及城市化进程，人们对公共交通的需求也逐渐增大，地面交通已经无法满足人们出行的需要，城市轨道交通逐渐成为城市居民出行的重要方式。地铁以其快速高效的优点，迅速受到大众青睐。自1969年北京成为中国第一个拥有地铁的城市以来，地铁建设进入快车道。截至目前，国内已有33 个城市开通了地铁，就总里程而言，上海以783.7km 位列榜首，其次是北京，里程数为727.8km，然后是成都、广州和深圳，里程数分别为557.7km、530.6km 和423km[1]。地铁能够到达的地方越来越多，选择乘坐地铁的人数也随之增加，然而地铁车厢中空气质量问题和乘客舒适度问题也随之而来。和地面交通工具不同，地铁车厢环境相对封闭，主要通过空调送风系统和过滤系统来降低车厢内污染物浓度。在客流高峰期，如果不及时将车厢内的空气污染物稀释排除，将会导致车厢内空气品质恶化[2]，使乘客产生不良反应，甚至危害健康[3]，所以提高地铁车厢的空气品质对于改善城市居民健康出行十分重要。

已有研究表明，车厢空气中存在一些具有致癌风险的挥发性有机物，例如苯、甲醛、乙苯、乙醛等[4]。龚宇[5]等人在对上海地铁车厢的颗粒物和挥发性有机物的检测中发现苯系物是地铁车厢中最主要的气态污染物，且部分旧地铁线路的PM2.5浓度高于国家标准《环境空气质量标准》中的规定浓度（75μg/m3）。Park[6]等人测量了地铁站内环境的甲醛以及TVOC 的浓度，发现换气次数不足和通风管理不当会导致甲醛和TVOC 水平高，且浓度水平与季节也有一定关系。王宝清[7]等对天津地铁车厢的PM2.5进行测量，发现地下车内PM2.5的浓度要高于地面浓度，说明地铁车厢在地下隧道中行驶时的人体PM2.5暴露浓度要高于地面环境。杨伟超[8]等对地铁内的CO2浓度进行了采样分析，发现地铁内的CO2浓度水平与乘客人数直接相关，客流高峰期时段车厢内的污染物浓度水平要高出其他时段。随着乘客的密度增加，人体对气流的阻碍也会造成车厢内空气的恶化[9]。

地铁车厢内许多污染物是有气味的。在地铁车厢检测到VOC 成分中有苯、甲苯、乙苯、二甲苯等有机物均具有特殊芳香味[5]，且与检测人体散发的VOC 部分[10]相对应，说明了车厢中的有味道的有机物部分来源于人体散发的。由人体散发的部分VOC，如乙酸等短链脂肪酸、烯丙基甲基硫等硫化合物也是有气味的[10]，会增加车厢内异味程度。此外，地铁车厢中一部分VOC 具有刺激性气味，如甲醛，车厢内甲醛浓度的平均值明显高于室外水平[11]。地铁中的甲醛主要来源有建材、装饰材料、保温材料等散发出来[12]，且室内甲醛浓度达到0.05mg/m3时，人体就会产生不适感[13]。由此可知，地铁车厢内气味水平能一定程度上反应车厢空气品质。有必要结合气味对地铁车厢内的空气品质进行深入研究。而且，乘客对地铁车厢内气味有着最直观的感受，因此也有必要从乘客的角度出发，对地铁车厢内气味现状进行调查，为后续地铁车厢空气质量改善措施提供基础数据支撑。

本文基于乘客主观评价，采取问卷调查的方式，对地铁乘客关于车厢内气味的主观感受、乘客的健康意识等相关问题进行了调研，探究了气味的类型以及来源，为后续提高地铁车厢空气品质提供了基础信息。

1 研究方法

1.1 调研目的及内容

本次调研的主要目的是基于乘客的主观角度了解地铁车厢内的空气品质的现状、影响因素以及乘客的健康意识。在设计问卷时，问卷内容主要包括被调研对象的基本信息、对车厢气味的主观感受、受访者的健康意识以及希望采取的地铁环境质量改善措施四个方面，具体内容如表1所示。

表1 问卷调查的内容Table 1 Content of the questionnaire survey

1.2 调研方法及对象

地铁乘客对地铁的空气品质问题会有更直观的感受，本研究将国内地铁乘客作为调研对象，此次调研问卷采用网络问卷的形式随机发放，调查时间为2021年3月19日至4月17日，收回有效问卷共541 份。

问卷调查所得数据统一采用Excel 录入，在数据分析前，对回收的问卷进行人工核查，对于存在个别选项缺失、数据异常或前后问题逻辑不通的问卷剔除，保证数据的可靠性。问卷数据采用SPSS 24.0 软件进行分析。

1.3 文献调研

为便于更清楚全面的了解在地铁车厢中空气品质的研究现状，本研究在主要问卷调研基础上结合文献调研结果，更加全面分析地铁车厢气味与空气品质关系。文献调研过程中，以“metro carriage&air quality”作为英文关键词以及以“地铁车厢&空气品质”作为中文关键词，分别利用“Web of science”数据库、“SpringerLink”数据库和“中国知网”数据库进行主题搜索，共收集到相关文章18 篇，在此基础上总结地铁车厢空气品质的现状。

2 调研结果分析

2.1 调研对象的基本信息

本次调研收回的有效问卷541 份，调查对象的性别、年龄、乘坐地铁的次数和在地铁中停留的时长如表2所示。可以看出，调研对象中男性占据大部分，男女比例约为1.6:1；调研对象分布在多个年龄段，其中20～30 岁比例最大，占全部调研对象的74.86%；调研对象的职业普遍是学生党和上班族，占全部调研对象的93.16%；调研对象常住地区主要分布在华北、华中和西南地区，所占比例分别是20.89%、38.82%、14.79%，这些地区也是城市轨道交通较为发达地区，说明调研结果能代表我国大多数地铁乘客的主观感受；调研对象每周乘坐地铁次数在5 次以内的占据55.45%，而且单次乘地铁时长在15～30 分钟的占42.33%，乘车时间超过30 分钟的占33.27%，人均乘车时长大约在28.6分钟，说明调研对象在地铁环境中暴露的时间较长，这一暴露时长分布为后续健康风险评估提供了基础数据。

表2 乘客基本信息Table 2 Basic Information Of Passenger

2.2 地铁车厢空气质量主观评价

2.2.1 主观气味感受

图1 显示了受访者对地铁车厢内气味的主观感受，52.50%的受访者感受得到车厢内存在异味，说明大多数受访者对地铁车厢内的空气质量并不完全满意，有接近10%的乘客认为地铁车厢气味明显，甚至引起身体不适。由此可见车厢内的异味问题亟待解决，空气品质还需改善。

图1 乘客对车厢气味的主观感受Fig.1 Passengers'subjective perception of carriage smell

2.2.2 气味类型及来源

乘客对车内气味类型以及气味来源的评价如表3所示。

表3 地铁车厢内的气味类型及来源调研结果Table 3 Investigation results of odor types and sources inmetro carriages

车辆自身材料散发的气味和人员流动引起的不新鲜气味被认为是地铁车厢内的主要气味类型，其中，高达73.01%的受访者认为气味类型是由人员流动引起的不新鲜气味，说明这类气味属于车厢内典型气味类型，而刺激性和香味占比较少，这可能是因为地铁环境和周围人携带的气味具有偶然性所导致。在对气味进行溯源的调研中，周围人散发、车厢内的基本设施散发以及车厢空调通风系统带入被认为是主要气味来源，其中，被认为是周围人散发的占比最高，达68.58%，与气味类型中占比最高的人员流动引起的不新鲜气味相对应。已有研究表明，人体散发的VOC 有成百上千种，其中芳香族化合物、硫化合物、短链脂肪酸等都是有气味的，它们会极大的影响感知空气质量[10]。随着乘客密度的增加，车厢内的拥挤情况会导致空气流通性变差，车厢内的空气异味感也随之升高[1]。

2.2.3 影响因素

调研结果表明，受访者认为地铁车厢温度、天气以及季节均会影响地铁车厢空气品质，如图2、表4、表5所示。

表4 天气对地铁车厢气味的影响Table 4 Influence of weather on odor of subway carriage

表5 季节对地铁车厢气味的影响Table 5 The influence of seasons on the smell of metro carriages

图2 温度对地铁车厢气味的影响Fig.2 Influence of temperature on odor of subway carriage

本次调研共有341 人认为车厢温度对车厢气味变化有影响，占所有受访者的63.27%，说明大部分乘客觉得温度是影响车厢内空气质量的一个主要因素。大部分乘客觉得温度在25℃以上时车厢的气味比较明显，这可能是由于温度升高可能会增强材料与人员散发造成的[14]，同时温度升高时也会造成气味传播速度加快。据测量，地铁温度在高峰时段会相应增大，可能显著影响车厢内空气品质，降低乘客乘车的舒适度[9]。

如表4所示，约一半的受访者认为下雨天对地铁车厢气味影响比较明显，雨天会导致空气湿度增大，进而空气流动性会变差，会导致产生的气味很难散发出去。仅有25.88%的受访者认为天气对车厢气味的影响不明显，说明大部分乘客认为天气对地铁车厢的气味产生了影响。如表5所示，超60%的受访者觉得夏季的车厢气味比较明显，夏天的大气温度较高，会导致气味分子的运动加剧，气味的传播也就会较其他季节快一些，而且人体的新陈代谢更加旺盛，代谢率升高时，由人体产生的内源性VOC 浓度也随之增加[10]，因此夏季车厢气味会较其他季节更明显一些。觉得不同季节地铁车厢内气味无明显差别的仅占15.71%，证明绝大部分乘客认为季节对地铁车厢的气味产生了一定影响。以上结果说明地铁车厢内通风设计及运行应该根据不同的气候特点以及季节变化进行针对性调整。

2.3 乘客的健康意识

乘客对地铁车厢内空气污染认识程度的统计结果如表6、图3、图4所示。

表6 地铁车厢内气味可能引起的不适反应Table 6 Possible uncomfortable reactions caused by odors in metro carriages

图3 车厢内气味可能引起的不良反应Fig.3 Possible adverse reactions caused by odor in the carriage

图4 车厢内的气味对乘客选择地铁乘车的影响程度Fig.4 Influence degree of smell in carriage on passengers'choice of metro

由表6 可以看出有75.42%的乘客觉得车厢内的气味会影响到身体健康，仅有19.22%的乘客认为地铁车厢内的气味不会对身体产生影响。如图3所示，大部分受访者认为车厢内的气味会引起产生晕车、呼吸不畅、心情不好等不良反应。如图4所示，33.5%的乘客会因为地铁车厢异味而改变交通方式，如打车、驾车，这不利于低碳交通目标的实现。66.5%的乘客并不会因为地铁车厢的空气污染而选择其他交通方式，说明即便车厢内的气味会引起乘客多种类型的不良反应，但大多数乘客依然会选择地铁出行，这可能是由于地铁的便捷性和经济性导致的，这进一步说明了改善车厢内空气品质的紧迫性，进而提高乘客的乘车舒适性。

2.4 提高地铁车厢空气品质的相关建议

如图5所示，73.1%的受访者希望可以通过增大通风量以及加强空气过滤的方式来改善地铁车厢的空气质量，增大通风量可以加速车厢内与外界的的空气交换，提高空气过滤系统的过滤效果可以过滤掉一部分有机污染物和粉尘颗粒物，以此提高车厢空气质量。根据模拟分析，车厢人员过多时易出现涡流等死角区域，且除送风口及回风口处，车辆两端风速小，污染物会漂浮在空中，造成乘客的不舒适感[15]，即保证室内空气品质的主要措施还是全面通风。

图5 相关建议Fig.5 Recommendations

车厢内的通风系统对乘客的热舒适也起到一定的调节作用，故建议地铁通风系统在人流量低峰期可以适当减少通风量降低能耗，在高峰时段适当增大通风，以提高乘客的乘车的舒适度，为乘客提供较好的乘车环境。空气净化是以提高空气的洁净度为主要目的的空调调节技术，地铁空调系统的空气净化也可以根据不同季节的空气污染物的特点提供合适的新风量，以及采用不同的净化技术，如臭氧负离子空气净化技术、紫外线消毒杀菌技术、活性炭过滤技术等，降低由新风带入车厢的污染物浓度。

3 讨论

文献调研显示，近些年来的多个国家均开展过关于地铁车厢空气品质的研究，其中我国的研究较多集中在部分经济发达省市，如北京、上海、成都、广州等。

表7 为近几年国内地铁车厢空气品质的主观调研结果，由表可知很大一部分工作人员及乘客都认为地铁车厢存在异味，且通风、人流量是造成车厢内异味的主要原因，且异味强弱与季节有关，这与本研究调研结果中关于异味来源、异味季节性变化等结果较为符合。结合已有研究与本研究可知，对地铁车厢气味来源及控制进行研究对于车厢内空气品质改善有助于人们选择乘坐地铁，低碳出行。

表7 近几年国内地铁车厢空气品质主观调查结果总结Table 7 Summary of subjective investigation results of air quality in metro cars in recent years

由近几年国内地铁车厢空气品质实测结果（见表8）可知，车厢内测得的甲醛、NH3、NO2等污染物浓度在《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）和《地铁设计规范》（GB 50157-2013）限值范围内，但车厢内TVOC、颗粒物等的污染物浓度有严重超标现象，因此还需要对车厢内污染物，尤其是带有气味的污染物进行进一步研究，以提出有效的控制措施，改善地铁车厢空气品质。