进博会室外吸烟点周边空气污染水平及优化设置研究

谢臣晨，陈 德，龚正阳，贾晓娴，乐坤蕾，孙源樵，高晶蓉，丁 园，蔡云飞，赵卓慧，殷竹琰，承语芝

大型展会活动一般指由一个城市主办的有组织、有计划、有主题的社会活动，通常有三个显著特点：一是鲜明的目的性；二是周密的计划；三是参与人群数量众多[1]。烟草烟雾中含有250种有毒有害物质和至少69种致癌物质。吸烟和二手烟雾都严重危害公众健康。根据《上海市公共场所控制吸烟条例》的规定及疏堵结合的原则，在室内全面禁烟的前提下，通常要求设置室外吸烟点。但如果室外吸烟点设置不规范，往往不能达到理想的效果，且容易造成人群二手烟暴露的健康风险。做好大型展会活动中室外吸烟点的设置，对于保护人群健康、控制吸烟点对临近建筑室内空气质量的影响均有重要的作用和意义。

烟草燃烧产生大量的细小颗粒物及挥发性有机物，常以PM2.5为代表性颗粒物指标开展测量和评价[2-4]。PM2.5是指空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物[5]，因其比表面积大，表面吸附多种有毒有害物质，且颗粒细小更易被人体吸入[6]，产生的危害更大。已有多项研究表明PM2.5除了对呼吸系统和心血管系统产生危害以外，还会引起生殖能力降低、致畸、致突变、诱发白血病等不良效应[7-11]。WHO发布公告称，如果大气中PM2.5的浓度长期＞10μg/m3，人的死亡风险就会上升[12]。同时，更细小的粒子比如PM1.0在烟草燃烧所产生的细粒子中也占据了一定比例，因此，有必要针对危害可能更大的细小粒径PM1.0开展同步测试。

本研究通过对第三届中国国际进口博览会（以下简称“第三届进博会”）展馆的室外吸烟点周边空气开展实时监测，了解室外吸烟点及其周边空气的污染情况，为相关大型展会活动场馆室外吸烟点设置提供优化建议。

1 对象与方法

1.1 对象

选取第三届进博会场馆室外吸烟点8个，其中2个作为定点实时监测点，6个作为随机多次监测点。2个定点监测中的1个位于场馆0米层（7.1馆与8.1馆之间），因周边建筑物阻隔所以通风差；另1个位于场馆16米层（国家会议中心前，靠近5.1馆），可与室外大气充分通风。定点实时监测中，监测设备置于吸烟点中央，距离地面1～1.2m的高度。6个随机多次监测点在场馆不同楼层的室外吸烟点（靠近1.1馆、1.2馆、2.1馆、2.2馆、7.1馆、7.2馆分别选定）。在每个吸烟点周边，放置同款监测仪（距离地面1～1.2m），分别测试距离吸烟点周边不同距离（≤6m、＞6m）的空气污染物水平。

1.2 方法

测试设备采用基于传感器原理的由复旦大学公共卫生学院与上海市环境监测中心联合研发的同款便携式FS Air 2.0空气质量监测仪（其中包括国产攀藤颗粒物激光传感器A003，瑞典森尔Senseair二氧化碳传感器S8-0053以及瑞士盛思锐Sensirion温湿度传感器SHT30），可实时上传监测点位空气的 PM1.0、PM2.5、PM10、CO2、温度及相对湿度数据，同步记录测试点位相对吸烟点位的风向位置信息。本次监测共六天（2020年11月5—10日，即第三届进博会开幕至闭幕期间），每日监测自9:00起，至16:00结束，主要涵盖了场馆开放期间每日的人流高峰时段。

1.3 统计学处理

运用独立样本t检验对0米层与16米层固定吸烟点的PM1.0、PM2.5、PM10浓度差异及PM2.5/PM10比值差异进行检验（检验水准P＜0.01）。FS Air 2.0空气质量监测仪在本次测试前后，均与标准设备或标准气体进行比对。其中，颗粒物传感器与美国赛默飞1405-F TEOM™ 连续环境空气监测器进行长期比对，其测试前后与TEOM的相关性（R2）为0.91，二氧化碳传感器与多浓度二氧化碳标准气体（0 ppm，500 ppm，1 000 ppm，1 500 ppm，3 000 ppm，5 000 ppm）比对，其测试前后相关性（R2）均为0.98。

2 结果

2.1 定点实时监测室外吸烟点周边的空气污染情况

2.1.1 固定吸烟点的监测结果

整个展会期间，0米层固定吸烟点的PM1.0、PM2.5、PM10和CO2瞬时浓度平均值分别达到167 μg/m3、317 μg/m3、354 μg/m3和 1 619 mg/m3。展会期间每日空气污染物的瞬时均值和范围见表1。0米层固定吸烟点PM2.5浓度值六日的10min平均浓度趋势变化见图1。

表1 0米层固定吸烟点每日空气污染物瞬时浓度

图1 0米层固定吸烟点6日PM2.510min平均浓度趋势变化图

16米层固定吸烟点在监测期间，PM1.0、PM2.5、PM10、CO2平均瞬时浓度值分别为 80 μg/m3、138 μg/m3、153 μg/m3和 1 229mg/m3。每日空气污染物瞬时浓度均值及范围见表2；16米层固定吸烟点PM2.5浓度值6日的10min平均浓度趋势变化见图2。

表2 16米层固定吸烟点每日空气污染物瞬时浓度

图2 16米层固定吸烟点6日PM2.510min平均浓度趋势变化图

2.1.2 固定吸烟点监测结果比较

2.1.2 .1 固定吸烟点空气污染物水平的比较

两个固定吸烟点在监测全程中的PM1.0、PM2.5、PM10浓度间均存在差异，0米层的空气污染物浓度约是16米层的2～3倍，差异具有统计学意义（P＜0.01）。见表3。

表3 0米层、16米层固定吸烟点监测全程空气污染物平均浓度比较 (μg/m³)

2.1.2 .2 0米层、16米层固定吸烟点监测全程PM2.5/PM10比值情况

0米层固定吸烟点监测全程PM2.5/PM10的比值平均为89.3%，16米层固定吸烟点两者的比值平均为87.0%，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表4。从两者全程比值动态图中可以看到，处于16米层的固定吸烟点，其PM2.5/PM10比值＜80%的情况较多。见图3和图4。

表4 0米层、16米层固定吸烟点监测全程PM2.5/PM10比值比较

图3 0米层固定吸烟点PM2.5/PM10浓度比值时间趋势变化图

图4 16米层固定吸烟点PM2.5/PM10浓度比值时间趋势变化图

同时，与上海市空气质量监测站点-国展中心站（与固定吸烟点的直线距离约800m）监测的数据作比较。可以发现，同地点空旷区域普通大气状态下，室外PM2.5/PM10浓度的比值平均为79.8%，与室外吸烟点处的浓度比值情况不同。见图5。

图5 上海市空气质量监测站点-国展中心站PM2.5/PM10浓度比值时间趋势变化图

2.2 分段定时监测室外吸烟点的周边空气污染物

2.2.1 吸烟点周边不同距离位置的空气污染情况

在距离吸烟点周边不同距离（≤6m、＞6m）位置处，分别开展空气污染监测并同时记录吸烟人数、所在位置的风向等信息，共得有效监测数据53次。结果显示，无明显风向情况下，距离≤6m点位的空气PM2.5浓度达最大值（即各次监测时段有效数据中PM2.5浓度达到的最大值，下同）的频次最多，达到13次，且13次中PM2.5浓度最大值达到704 μg/m³；吸烟点的下风向位置中，距离≤6m达到PM2.5浓度最大值的频次最多，达到9次，且9次中PM2.5浓度最大值达到1 132 μg/m³；吸烟点的上风向位置中，距离≤6m达到PM2.5浓度最大值的频次最多，达到9次，且9次中PM2.5浓度最大值达到1 072 μg/m³；当报告“有风但无法判断风向”情况下，距离≤6m达到PM2.5浓度最大值的频次最多，达到16次，且16次中PM2.5浓度最大值达到966 μg/m³。由上可见，在各类风向情况下，距离吸烟点≤6m时，出现PM2.5浓度最大值的频次均为最多。见表5。

表5 距吸烟点不同距离PM2.5浓度达最大值及出现的频次情况

2.2.2 吸烟点周边不同距离处空气PM2.5浓度的变化

对随机选择的8个室外吸烟点进行不同距离空气PM2.5浓度变化的测试。将监测仪器由外圈向吸烟点内圈靠近，以记录与吸烟点不同距离的空气PM2.5浓度情况。将不同点位监测记录的PM2.5浓度与监测数据产生的时间点进行分析后发现，在监测仪器逐步靠近吸烟点的过程中，空气PM2.5的浓度呈现逐渐上升的趋势，这提示吸烟产生的细颗粒物是当时空气污染的主要发生源。空气细颗粒物的浓度水平与其和发生源的距离呈现明显的负向关联，因此，在环境允许的情况下应将室外吸烟点设置在远离人群的位置。

3 讨论

3.1 进博会室外吸烟点周边空气污染情况较为严重，应更加科学地进行优化设置

第三届中国国际进口博览会（The 3rd China International Import Expo）是由中华人民共和国商务部和上海市人民政府主办的大型博览会，总展览面积近36万m2，近40万名专业观众注册报名，3 000多名境内外记者报名采访。根据本次研究，进博会场馆室外吸烟点周边的空气污染较为严重，固定吸烟点周边空气中的PM1.0、PM2.5、PM10瞬时平均浓度都在较高范围值（峰值＞1 000 μg/m³），且在不通风的情况下更为严重；同时，无论吸烟点处于上风向还是下风向，随着靠近吸烟点的距离缩小，PM2.5的浓度值呈现上升趋势。此外，吸烟点处空气污染物PM2.5/PM10比值较高，0米层更高，且显著高于普通大气环境中的比值，提示细颗粒物的占比加大，这与烟草烟雾的污染源特征有关，可作为后续监测的特征性指标之一。说明此次进博会室外吸烟点的设置情况不尽如人意，吸烟点的设置缺乏合理性。

3.2 从烟草烟雾环境监测入手，进一步为大型活动中室外吸烟点设置提出科学建议

已有研究显示，利用大型活动的影响推行无烟理念是一种行之有效的措施[13]。《上海市公共场所控制吸烟条例》第八条对吸烟点设置做出规定，但已有的实践经验表明，条例中对于吸烟点设置的规定和要求可能无法对某些具体或复杂场景做出详细指导。本次研究显示，对于大型活动室外吸烟点的设置，应尽量选择空气流通较好的区域，这也符合WHO《烟草控制框架公约》第8条及其《实施准则》提及的“室外吸烟点应为非封闭的空间，有利于空气流通。如有顶棚，则四周遮挡（有墙壁或挡板）的面积应限定面积范围”规定；其次，应尽量远离非吸烟区。本次研究环境监测数据显示，至少应＞6米的距离可以显著降低其影响，这也符合《国家卫生区技术评估重点内容（二）：健康教育和健康促进》要求的“与非吸烟区（即建筑物）隔离，至少间隔6米”的要求。如在有条件的情况下，应尽量扩大室外吸烟点与非吸烟区、人群聚集和人行主通道之间的距离，以最大可能保护公众健康安全。

3.3 研究的不足及后续完善和应用方向

由于烟草烟雾实时监测过程中指标数据的影响因素较多，例如实时监测时吸烟的人数变化、在吸烟点停留的时间、风向、吸烟人群距离监测仪器的距离等，因此，本次研究对于室外吸烟点的环境监测未能将所有影响因素纳入。可能在移动式监测过程中，虽然距离发生了改变但吸烟人数也同时发生改变的情况，导致在监测结果中出现了离吸烟点越近，但环境污染指标值下降的情况。此外，本研究中对风向的判定属于定性判定，需要进一步采用定量和计量设备的验证。虽然监测结果显示影响吸烟点周边空气污染情况的主要因素是距离吸烟点的距离而不是风向，但加入准确风向判定的数据对后续吸烟点设置方案的优化会提供更有力的依据。最后，本次研究未设置非吸烟点作为对照也是研究设计的缺陷。

目前，我国许多城市已颁布实施了控烟法规，室内控烟状况不断好转，但控烟监管执法仍存在一定难度和盲区，缺乏高效的监督手段，实施效果有待进一步加强[14]。因此，本研究探索和尝试开展针对烟草烟雾的环境监测方法研究，可为控烟监管领域的主动和被动识别烟草烟雾的环境监测提供更客观、科学、直观的证据支持。同时，本次研究从大型展会活动的室外吸烟点为切入点，探索运用环境监测的评价方法，包括对于PM1.0、PM10、CO2等空气污染物的实时监测，也有助于完善室外吸烟点设置的规范及标准，减少和降低人群在室外二手烟暴露的健康风险。