特定區域內運動人數對PM2.5數值的影響

劉音吟 邢麗妹 許淑萍

（華北電力大學 北京 102206）

引言

當前，隨著PM2.5相關知識的普及以及環保意識的增強，人們對PM2.5污染和危害有了一定了解，也更加重視PM2.5的污染與治理。通過查閱相關資料，了解到致使室內PM2.5數值升高的直接原因之一為：物體的運動帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，造成PM2.5的污染。同時發現，目前對PM2.5的研究多集中在室外，對室內PM2.5的研究較少。

隨著人民生活水平不斷提高，人們室內健身的需求不斷增加，室內體育館的人流量也隨之增加。為保證人們擁有綠色健康的室內運動環境，對衛生清潔狀況良好的室內空間內運動人數變化對PM2.5數值的影響進行研究，收集數據，總結規律，有計劃地調控室內人數，從而更有效地將室內PM2.5的數值控制在標準范圍內，在實現場地利用最大化的同時，滿足人們在室內健康運動的需求。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

2019年9月至2020年1月本文對某大學活動中心進行室內PM2.5數值采集，通過現場考察，選定13個固定地點進行定點測量，具體位置如圖1所示。①號位相當于“室外”PM2.5大氣環境；②號位為人員進出區；③號位為人員開會區；④號位周圍有跑步機，但在實驗期間未被使用；⑤、⑥號位為臺球區；⑩號位周圍有更衣室，人員流動較大。除⑩號位，⑦—[13]號位為乒乓球臺區，即人員打球區。

圖1 測試點分布圖

使用便攜式手持PM2.5檢測儀進行數據收集。為提高所收集數據的準確性，在測量時，每一個測量位置會停留一分鐘，并選取在此一分鐘內相對穩定的數值作為當天該號位的PM2.5數據。考慮到除打球人員外，其他人員的活動也會影響PM2.5數值的大小，所以將打球人數和總人數納入統計范圍。

實驗日期為2019年12月11日至2020年1月2日,遇雨雪天氣暫停。實驗期間，共收集到19組可用數據。

1.2、研究方法

本文以文獻資料法研究為主，結合實踐調查法、控制變量法、方差分析法、綜合分析法 （依據各種理論和原理對數據的統計處理）等對研究結果進行分析。研究特定區域內活動人數與運動帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中數值變化，從而對室內運動環境PM2.5數值變化進行研究。

2、結果與討論

2.1、運動人數和總人數對室內PM2.5的影響

由于室外PM2.5數值與室內PM2.5數值的關系復雜，通過查閱資料，發現目前沒有可用公式能對二者進行直接換算。因此，將①號位數值看作相對于室內而言的“室外”環境PM2.5數值。

采用控制變量法，探究在①號位數值一致時，在所收集數據中選取符合要求的數據組進行比較。其中，采用全場均值（②號位—號位的平均值）來表示室內PM2.5的穩定值，共有五組符合條件的數據。

圖2 ①號位PM2.5數值均為9μg/m3時各項數據對比

圖3 ①號位PM2.5數值均為19μg/m3時各項數據對比

再對①號位數值相近的數據組進行比較，如圖4、5所示。

圖4 ①號位數值相差1μg/m3時各項數據對比

圖5 ①號位數值相差3μg/m3時各項數據對比

圖4得出的結果與之前一致，圖5雖顯示出在總人數一致的情況下，運動人數與全場均值有相關性，但不能排除①號位數值對全場均值的影響。所以到目前為止，未找到有力的數據證明我們之前的猜想：室內PM2.5數值與打球人數呈正相關。

2.2、室外PM2.5對PM2.5的影響

再次對以上四圖進行分析，發現全場均值與①號位數值的變化相似，主要體現在變化幅度和折線走向兩方面。①號位的數值的變化幅度越小，全場均值的變化幅度也越小（如圖2-5）。當①號位數值下降時，全場均值也有所下降（如圖5）。

此時猜想，全場均值的變化與①號位數值變化有關，而①號位數值主要受室外PM2.5數值的影響。如圖6所示（其中報導數值是指當天官方網站上發布的北京市昌平區PM2.5數值，即室外PM2.5數值）。

圖6 室外與室內PM2.5濃度變化折線圖

通過圖6，發現全場均值與室外PM2.5數值有明顯的正相關性。

對實驗的整體流程進行復盤，發現未考慮到活動中心中，室內空調對室內PM2.5數值的影響。由于室內空調具有新風功能，意味著室外空氣可通過粗線條的過濾進入室內，進而影響室內PM2.5數值（資料顯示，通常情況下，室外PM2.5數值要高于室內數值）。由于室內集中空調安裝較早，空調不具有過濾PM2.5的功能，從而使室外空氣進入室內，影響室內PM2.5的數值。

2.3、運動人數和總人數對室內局部PM2.5的影響

資料顯示，室內PM2.5的形成主要包括直接以固態形式排出的一次粒子和由多相（氣—粒）化學反應而形成的二次粒子。其主要來源一般包括：室外污染源、室內污染源以及室內活動引起的粒子再懸浮。室內活動、打掃衛生等造成的二次揚塵等也是室內PM2.5的來源。

通過對同一天內不同號位的數值進行比較，有了新的發現。如圖7所示。

圖7 同一天內不同號位PM2.5數值變化

為便于觀察，制作了圖8。

圖8 同一天內②- 號位PM2.5數值變化

如圖7-8所示，在同一日中，由于不同號位的人數不同，其PM2.5的數值也存在明顯差異，從而說明人數會影響室內PM2.5的數值，但其影響沒有室外PM2.5數值對室內PM2.5數值的影響大。（這里的人數指總人數，因為人類是絕對運動、相對靜止的，所以人類大大小小的活動對室內PM2.5的數值會產生影響，只是相較于室外PM2.5數值的影響而言，其影響較小）。

3、結論

研究發現，在衛生清潔狀況良好的室內環境，人們的運動活動會帶動原本沉積的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，從而使室內PM2.5數值升高，但其影響沒有室外PM2.5濃度對室內PM2.5數值的影響大，說明運動人數不是室內PM2.5數值升高的主要原因。主要原因是受空調（不具有PM2.5過濾功能）新風功能致使室外空氣流入室內，進而影響室內PM2.5數值。

4、建議

4.1、對室內運動場所

由于運動不是室內PM2.5數值升高的主要原因，主要原因是集中空調（不具有PM2.5過濾功能）新風功能致使室外空氣流入室內，進而影響室內PM2.5數值。資料顯示，室外PM2.5數值要高于室內數值，所以大多數時候，室外PM2.5是室內的PM2.5數值升高的主要原因。因此建議在室內安裝相關空氣凈化設備，如，空氣凈化器、具有過濾PM2.5功能的集中空調等，進而保持室內良好的空氣環境。對于未安裝空氣凈化器等的室內環境，也可以通過打開門窗通風的方法對室內PM2.5含量進行調節。但此法要在室內PM2.5的數值高于室外PM2.5數值時使用，否則會適得其反。室外PM2.5數值，可以參考當地環保部門或其他與監測天氣狀況相關的手機軟件、網站等發布的數據。

4.2、對運動者

2020年年初，新型冠狀肺炎疫情爆發，且日趨嚴重。新冠病毒和PM2.5均可以氣溶膠的方式傳播，并對人的健康產生危害。疫情期間，同時存在于環境中的新冠病毒和PM2.5細顆粒物質是否存在一些關聯和相互影響，最近的一些研究解釋了一些現象，呼吸危險指數的增加與COVID-19死亡率增加，這也意味著PM2.5的濃度可能與新冠肺炎死亡率成正相關。PM2.5對人體健康危害大，需要引起每個人的重視，更加關注自己和他人的健康。