某兩類全封閉水面艦艇艙室空氣質量調查與評價

潘滬湘，陳 茜，袁海霞，肖存杰，江 璐，燕 銳

隨著海軍造船工藝的不斷發(fā)展，水面作戰(zhàn)艦艇艙室的封閉性越來越高，艙室空氣污染物的種類和濃度也不斷增加。對新型全封閉水面艦艇艙室的空氣進行檢測與艦員主觀評價，可為全面掌握艙室空氣質量現(xiàn)狀，進行艙室空氣質量評價，保護艇員身體健康提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查評價對象

某2類全封閉水面艦艇共6艘，第1類艦2艘，簡稱 Q1、Q2;第2 類艦4 艘，簡稱 H1、H2、H3、H4;調查地點為東海、南海和亞丁灣護航1個航次。

1.2 調查方法

1.2.1 主觀評價 主觀評價是利用人的感覺器官進行描述和主觀評價，一是表達對環(huán)境因素的感覺，二是表達環(huán)境對健康的影響［1]。本研究采取自行設計的調查問卷，對住艙和工作艙的空氣品質、新風量、溫濕度、聲環(huán)境、視覺環(huán)境以及艦員自覺癥狀進行調查。發(fā)放調查問卷465份，回收442份，其中有效385份。艦員年齡18～37歲，住艙人數1～20人，工作戰(zhàn)位包括駕駛室、主機艙、輔機艙、機電、電站等20多個艙室。

1.2.2 客觀評價 采用濃度指標評價法結合水面艦艇艙室空氣組分容許濃度［2]對新型全封閉水面艦艇艙室空氣質量進行評價。采用便攜式儀器現(xiàn)場分析，濃縮采樣管現(xiàn)場采樣，樣品實驗室分析。

1.3 儀器與材料

Agilent 6890N/5975 GC/MS氣質聯(lián)用儀，英國Marx UltrA TD/Unit自動熱解吸系統(tǒng)和液體標準加載平臺;Varian 450氣相色譜儀配有FID和PFPD檢測器，ENTECH 7100A預濃縮儀;科創(chuàng) GC9800氣相色譜儀，F(xiàn)ID檢測器，TVOC熱解析儀;QC-2型大氣采樣儀;Tenax TA直型采樣管，Tenax U型采樣管，華瑞PGM54復合式氣體檢測儀，2 L氣體采樣袋。

2 結果

2.1 主觀調查結果

2.1.1 空氣品質和空氣流通 對空氣品質的調查結果如表1所示。Q1、H4艦員對空氣品質不滿意率(差和很差的百分比)大于60%，對Q2、H3空氣品質不滿意率大于50%，對H1、H2空氣品質不滿意率大于40%。對住艙空氣流通的主觀感受如表2。H1、H2、H3的大多數艦員認為自己住艙的空氣流通很好、好和適中，Q1、H4超過40%的艦員認為住艙空氣流通差。對工作艙空氣流通的主觀感受見表3。Q2超過60%的艦員感覺工作艙的空氣流通差和很差，其他艦大多數艦員認為自己住艙的空氣流通很好、好和適中。和住艙相比，除Q2外，艦員感覺工作艙的空氣流通明顯好于住艙。

表1 艦員對6艘艦艇艙室空氣品質的主觀感受(%)

表2 艦員對6艘艦艇住艙空氣流通的主觀感受(%)

表3 艦員對6艘艦艇工作艙空氣流通的主觀感受(%)

2.1.2 艙室空氣氣味來源 大部分艦員認為住艙、工作艙有異味，且住艙更明顯。住艙中人體異味和臭味明顯高于工作艙，刺激性氣味和揮發(fā)性有機物工作艙明顯高于住艙。住艙中人體異味和臭味程度較高，與住艙中人員集中，汗液、腳臭、其他人體分解產物的揮發(fā)有關;工作艙中刺激性氣味和揮發(fā)性有機物程度最高，主要是裝飾材料、油類的揮發(fā)產物所致。見圖1～3。

圖1 艦員對住艙空氣氣味來源的主觀感受

圖2 艦員對工作艙空氣氣味來源的主觀感受

圖3 艦員對住艙和工作艙空氣的主觀感受比較

2.1.3 艙室環(huán)境綜合因素 圖4為空氣品質、溫濕度、聲環(huán)境、視覺環(huán)境4個環(huán)境綜合因素對艦員影響的主觀感受，Q1、H1、H3的艦員認為聲環(huán)境是影響的第一因素，H4的艦員認為空氣品質是影響的第一因素，Q2、H2的的艦員認為聲環(huán)境和空氣品質對艙室產生同樣的影響。

2.1.4 艦員自覺癥狀 艦員自覺癥狀調查結果見表4。比較明顯的癥狀有疲乏、呼吸不暢，占比均超過40%;頭暈、口干喉痛也比較普遍。H3艦員自覺癥狀明顯多于H2、H4。原因可能是H3艦型較老，新風量不足，設施老化，空氣質量較差，導致艦員癥狀較明顯。對6艘水面艦艇的調查表明，艦員主觀感受對艙室內空氣質量不滿意率超過了半數。為了明確影響主觀感受的主要空氣污染物，本研究還對各艙室的空氣組分進行了定性和定量分析。

圖4 艦員對艙室環(huán)境綜合因素的主觀評價

2.2 定性測定結果

對6艘全封閉水面艦艇航行和碼頭系泊時多個艙室的空氣進行定性分析，共檢出429種化合物，包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、含氧物等有機物和7種無機物。主要成分為:脂肪烴占39.9%，含氧物占28.2%，芳香烴86種占14.3%。定性分析結果見表5。艦員主觀反映的人體異味、臭味、刺激性氣味等，主要是由于酸類化合物、含硫化合物、芳香烴等化學物質的存在。

表5 水面艦艇艙室空氣組分定性分析結果

2.3 定量測定結果

H2、H3和Q2航行期間各組分最高濃度見表6。從表6可以看出，H2艙室內一氧化碳、臭氧、芳香烴、丙酮等多種氣體濃度顯著高于H3和Q2，這與H2航行周期長、距離遠有一定相關。H3艙室內二氧化碳、硫化氫、氨氣濃度較高，這與H3艦型較老、衛(wèi)生間設施老化、異味較大有關。H2艙室中二氧化碳、臭氧濃度超過水面艦艇艙室空氣組分容許濃度，H3艙室中二氧化碳、臭氧、硫化氫濃度超過容許濃度，Q2無組分超過容許濃度。

3 討論

此次問卷調查中，大多數艦員認為艙室空氣質量一般或差，也有部分艦員認為很差。影響艦員主觀感受的綜合環(huán)境因素依次為聲環(huán)境＞空氣品質＞溫濕度＞視覺環(huán)境，說明聲環(huán)境和空氣品質是水面艦艇突出的有害環(huán)境因素。本研究對6艘水面艦艇的調查結果表明，艦員主觀感受對艙室內空氣質量不滿意率超過了半數。

對3艘全封閉水面艦艇的住艙、機艙、作戰(zhàn)指揮室、衛(wèi)生間等住艙和工作艙的空氣組分進行定量分析，共檢出43種組分，其中部分艙室的二氧化碳、臭氧和硫化氫最高濃度超過水面艦艇艙室空氣組分容許濃度。

定性檢出的429種氣體組分，主要來源于油漆涂料、塑料制品、合成橡膠、黏合劑、潤滑劑、油料等非金屬材料的釋放物和人體代謝產物［3]。這些化合物中，脂肪烴多屬低毒或中等毒性;芳香烴中多屬中等毒性，也有高毒類化合物苯;鹵代烴的毒性差別較大。此外，苯、氯乙烯、氯甲烷等是致癌或可疑致癌物［4]。還存在甲硫醚、硫化氫、二硫化碳等惡臭氣體，對艦員的嗅覺有強烈的刺激作用。

表4 各艦艇艇員自覺癥狀比較(%)

雖然定量檢出的組分大部分未超標，但有害化學物質種類和數量較多，還包括高毒和致癌物質，通常艙室內多種化學污染物協(xié)同作用于機體，如一氧化碳與硫化氫具有相互增毒作用;同時艦艇存在的有害物理因素也會降低機體對化學污染物的耐受性。因此，艙室內污染物濃度不超標并不等于空氣品質就好。單純依靠室內空氣品質客觀評價結果是不全面的。就舒適性而言，化學污染的不良刺激影響艦員的主觀感受。調查結果也表明，艦員對空氣品質的平均接受率小于50%，低于美國標準62-1999中提出的室內空氣品質應滿足的80%的可接受率［5]。艦員主觀感受對艙室空氣質量并不滿意，且艦員的部分主觀感受與定性、定量檢測結果一致。

水面艦艇是一個比較特殊的環(huán)境，艦艇不僅是艦員的作業(yè)場所，也是他們的居住場所，碼頭系泊和航行時艦員工作、生活都在艦上，接觸有害氣體的機會和時間增加，對艦員的生理和心理均會造成一定程度的影響，可能引起艦員的部分生理反應或病理變化。

［1] Wei XQ，Li NP，Zhou H，et al.Investigation and analysis on indoor air quality of large commercial office building in summer［J] .J Southeast Univ(English Edition)，2010，26(2):243-245.

［2] GJB 7497-2012.水面艦艇艙室空氣組分容許濃度［S] .

［3] 彭光明.AIP潛艇艙室大氣環(huán)境控制研究［J] 中國艦船研究，2006，1(2):62-65.

［4] 董華模.化學物的毒性及環(huán)境保護參數手冊［M] .北京:人民衛(wèi)生出版社.1988:28-29，130-131.

［5] ASHRAE Standard 62-1999.Ventilation for acceptable indoor air quality［S] .