進博會室外吸煙點周邊空氣污染水平及優化設置研究

謝臣晨，陳 德，龔正陽，賈曉嫻，樂坤蕾，孫源樵，高晶蓉，丁 園，蔡云飛，趙卓慧，殷竹琰，承語芝

大型展會活動一般指由一個城市主辦的有組織、有計劃、有主題的社會活動，通常有三個顯著特點：一是鮮明的目的性；二是周密的計劃；三是參與人群數量眾多[1]。煙草煙霧中含有250種有毒有害物質和至少69種致癌物質。吸煙和二手煙霧都嚴重危害公眾健康。根據《上海市公共場所控制吸煙條例》的規定及疏堵結合的原則，在室內全面禁煙的前提下，通常要求設置室外吸煙點。但如果室外吸煙點設置不規范，往往不能達到理想的效果，且容易造成人群二手煙暴露的健康風險。做好大型展會活動中室外吸煙點的設置，對于保護人群健康、控制吸煙點對臨近建筑室內空氣質量的影響均有重要的作用和意義。

煙草燃燒產生大量的細小顆粒物及揮發性有機物，常以PM2.5為代表性顆粒物指標開展測量和評價[2-4]。PM2.5是指空氣動力學直徑≤2.5μm的顆粒物[5]，因其比表面積大，表面吸附多種有毒有害物質，且顆粒細小更易被人體吸入[6]，產生的危害更大。已有多項研究表明PM2.5除了對呼吸系統和心血管系統產生危害以外，還會引起生殖能力降低、致畸、致突變、誘發白血病等不良效應[7-11]。WHO發布公告稱，如果大氣中PM2.5的濃度長期＞10μg/m3，人的死亡風險就會上升[12]。同時，更細小的粒子比如PM1.0在煙草燃燒所產生的細粒子中也占據了一定比例，因此，有必要針對危害可能更大的細小粒徑PM1.0開展同步測試。

本研究通過對第三屆中國國際進口博覽會（以下簡稱“第三屆進博會”）展館的室外吸煙點周邊空氣開展實時監測，了解室外吸煙點及其周邊空氣的污染情況，為相關大型展會活動場館室外吸煙點設置提供優化建議。

1 對象與方法

1.1 對象

選取第三屆進博會場館室外吸煙點8個，其中2個作為定點實時監測點，6個作為隨機多次監測點。2個定點監測中的1個位于場館0米層（7.1館與8.1館之間），因周邊建筑物阻隔所以通風差；另1個位于場館16米層（國家會議中心前，靠近5.1館），可與室外大氣充分通風。定點實時監測中，監測設備置于吸煙點中央，距離地面1～1.2m的高度。6個隨機多次監測點在場館不同樓層的室外吸煙點（靠近1.1館、1.2館、2.1館、2.2館、7.1館、7.2館分別選定）。在每個吸煙點周邊，放置同款監測儀（距離地面1～1.2m），分別測試距離吸煙點周邊不同距離（≤6m、＞6m）的空氣污染物水平。

1.2 方法

測試設備采用基于傳感器原理的由復旦大學公共衛生學院與上海市環境監測中心聯合研發的同款便攜式FS Air 2.0空氣質量監測儀（其中包括國產攀藤顆粒物激光傳感器A003，瑞典森爾Senseair二氧化碳傳感器S8-0053以及瑞士盛思銳Sensirion溫濕度傳感器SHT30），可實時上傳監測點位空氣的 PM1.0、PM2.5、PM10、CO2、溫度及相對濕度數據，同步記錄測試點位相對吸煙點位的風向位置信息。本次監測共六天（2020年11月5—10日，即第三屆進博會開幕至閉幕期間），每日監測自9:00起，至16:00結束，主要涵蓋了場館開放期間每日的人流高峰時段。

1.3 統計學處理

運用獨立樣本t檢驗對0米層與16米層固定吸煙點的PM1.0、PM2.5、PM10濃度差異及PM2.5/PM10比值差異進行檢驗（檢驗水準P＜0.01）。FS Air 2.0空氣質量監測儀在本次測試前后，均與標準設備或標準氣體進行比對。其中，顆粒物傳感器與美國賽默飛1405-F TEOM? 連續環境空氣監測器進行長期比對，其測試前后與TEOM的相關性（R2）為0.91，二氧化碳傳感器與多濃度二氧化碳標準氣體（0 ppm，500 ppm，1 000 ppm，1 500 ppm，3 000 ppm，5 000 ppm）比對，其測試前后相關性（R2）均為0.98。

2 結果

2.1 定點實時監測室外吸煙點周邊的空氣污染情況

2.1.1 固定吸煙點的監測結果

整個展會期間，0米層固定吸煙點的PM1.0、PM2.5、PM10和CO2瞬時濃度平均值分別達到167 μg/m3、317 μg/m3、354 μg/m3和 1 619 mg/m3。展會期間每日空氣污染物的瞬時均值和范圍見表1。0米層固定吸煙點PM2.5濃度值六日的10min平均濃度趨勢變化見圖1。

表1 0米層固定吸煙點每日空氣污染物瞬時濃度

圖1 0米層固定吸煙點6日PM2.510min平均濃度趨勢變化圖

16米層固定吸煙點在監測期間，PM1.0、PM2.5、PM10、CO2平均瞬時濃度值分別為 80 μg/m3、138 μg/m3、153 μg/m3和 1 229mg/m3。每日空氣污染物瞬時濃度均值及范圍見表2；16米層固定吸煙點PM2.5濃度值6日的10min平均濃度趨勢變化見圖2。

表2 16米層固定吸煙點每日空氣污染物瞬時濃度

圖2 16米層固定吸煙點6日PM2.510min平均濃度趨勢變化圖

2.1.2 固定吸煙點監測結果比較

2.1.2 .1 固定吸煙點空氣污染物水平的比較

兩個固定吸煙點在監測全程中的PM1.0、PM2.5、PM10濃度間均存在差異，0米層的空氣污染物濃度約是16米層的2～3倍，差異具有統計學意義（P＜0.01）。見表3。

表3 0米層、16米層固定吸煙點監測全程空氣污染物平均濃度比較 (μg/m3)

2.1.2 .2 0米層、16米層固定吸煙點監測全程PM2.5/PM10比值情況

0米層固定吸煙點監測全程PM2.5/PM10的比值平均為89.3%，16米層固定吸煙點兩者的比值平均為87.0%，差異有統計學意義（P＜0.01）。見表4。從兩者全程比值動態圖中可以看到，處于16米層的固定吸煙點，其PM2.5/PM10比值＜80%的情況較多。見圖3和圖4。

表4 0米層、16米層固定吸煙點監測全程PM2.5/PM10比值比較

圖3 0米層固定吸煙點PM2.5/PM10濃度比值時間趨勢變化圖

圖4 16米層固定吸煙點PM2.5/PM10濃度比值時間趨勢變化圖

同時，與上海市空氣質量監測站點-國展中心站（與固定吸煙點的直線距離約800m）監測的數據作比較。可以發現，同地點空曠區域普通大氣狀態下，室外PM2.5/PM10濃度的比值平均為79.8%，與室外吸煙點處的濃度比值情況不同。見圖5。

圖5 上海市空氣質量監測站點-國展中心站PM2.5/PM10濃度比值時間趨勢變化圖

2.2 分段定時監測室外吸煙點的周邊空氣污染物

2.2.1 吸煙點周邊不同距離位置的空氣污染情況

在距離吸煙點周邊不同距離（≤6m、＞6m）位置處，分別開展空氣污染監測并同時記錄吸煙人數、所在位置的風向等信息，共得有效監測數據53次。結果顯示，無明顯風向情況下，距離≤6m點位的空氣PM2.5濃度達最大值（即各次監測時段有效數據中PM2.5濃度達到的最大值，下同）的頻次最多，達到13次，且13次中PM2.5濃度最大值達到704 μg/m3；吸煙點的下風向位置中，距離≤6m達到PM2.5濃度最大值的頻次最多，達到9次，且9次中PM2.5濃度最大值達到1 132 μg/m3；吸煙點的上風向位置中，距離≤6m達到PM2.5濃度最大值的頻次最多，達到9次，且9次中PM2.5濃度最大值達到1 072 μg/m3；當報告“有風但無法判斷風向”情況下，距離≤6m達到PM2.5濃度最大值的頻次最多，達到16次，且16次中PM2.5濃度最大值達到966 μg/m3。由上可見，在各類風向情況下，距離吸煙點≤6m時，出現PM2.5濃度最大值的頻次均為最多。見表5。

表5 距吸煙點不同距離PM2.5濃度達最大值及出現的頻次情況

2.2.2 吸煙點周邊不同距離處空氣PM2.5濃度的變化

對隨機選擇的8個室外吸煙點進行不同距離空氣PM2.5濃度變化的測試。將監測儀器由外圈向吸煙點內圈靠近，以記錄與吸煙點不同距離的空氣PM2.5濃度情況。將不同點位監測記錄的PM2.5濃度與監測數據產生的時間點進行分析后發現，在監測儀器逐步靠近吸煙點的過程中，空氣PM2.5的濃度呈現逐漸上升的趨勢，這提示吸煙產生的細顆粒物是當時空氣污染的主要發生源。空氣細顆粒物的濃度水平與其和發生源的距離呈現明顯的負向關聯，因此，在環境允許的情況下應將室外吸煙點設置在遠離人群的位置。

3 討論

3.1 進博會室外吸煙點周邊空氣污染情況較為嚴重，應更加科學地進行優化設置

第三屆中國國際進口博覽會（The 3rd China International Import Expo）是由中華人民共和國商務部和上海市人民政府主辦的大型博覽會，總展覽面積近36萬m2，近40萬名專業觀眾注冊報名，3 000多名境內外記者報名采訪。根據本次研究，進博會場館室外吸煙點周邊的空氣污染較為嚴重，固定吸煙點周邊空氣中的PM1.0、PM2.5、PM10瞬時平均濃度都在較高范圍值（峰值＞1 000 μg/m3），且在不通風的情況下更為嚴重；同時，無論吸煙點處于上風向還是下風向，隨著靠近吸煙點的距離縮小，PM2.5的濃度值呈現上升趨勢。此外，吸煙點處空氣污染物PM2.5/PM10比值較高，0米層更高，且顯著高于普通大氣環境中的比值，提示細顆粒物的占比加大，這與煙草煙霧的污染源特征有關，可作為后續監測的特征性指標之一。說明此次進博會室外吸煙點的設置情況不盡如人意，吸煙點的設置缺乏合理性。

3.2 從煙草煙霧環境監測入手，進一步為大型活動中室外吸煙點設置提出科學建議

已有研究顯示，利用大型活動的影響推行無煙理念是一種行之有效的措施[13]。《上海市公共場所控制吸煙條例》第八條對吸煙點設置做出規定，但已有的實踐經驗表明，條例中對于吸煙點設置的規定和要求可能無法對某些具體或復雜場景做出詳細指導。本次研究顯示，對于大型活動室外吸煙點的設置，應盡量選擇空氣流通較好的區域，這也符合WHO《煙草控制框架公約》第8條及其《實施準則》提及的“室外吸煙點應為非封閉的空間，有利于空氣流通。如有頂棚，則四周遮擋（有墻壁或擋板）的面積應限定面積范圍”規定；其次，應盡量遠離非吸煙區。本次研究環境監測數據顯示，至少應＞6米的距離可以顯著降低其影響，這也符合《國家衛生區技術評估重點內容（二）：健康教育和健康促進》要求的“與非吸煙區（即建筑物）隔離，至少間隔6米”的要求。如在有條件的情況下，應盡量擴大室外吸煙點與非吸煙區、人群聚集和人行主通道之間的距離，以最大可能保護公眾健康安全。

3.3 研究的不足及后續完善和應用方向

由于煙草煙霧實時監測過程中指標數據的影響因素較多，例如實時監測時吸煙的人數變化、在吸煙點停留的時間、風向、吸煙人群距離監測儀器的距離等，因此，本次研究對于室外吸煙點的環境監測未能將所有影響因素納入。可能在移動式監測過程中，雖然距離發生了改變但吸煙人數也同時發生改變的情況，導致在監測結果中出現了離吸煙點越近，但環境污染指標值下降的情況。此外，本研究中對風向的判定屬于定性判定，需要進一步采用定量和計量設備的驗證。雖然監測結果顯示影響吸煙點周邊空氣污染情況的主要因素是距離吸煙點的距離而不是風向，但加入準確風向判定的數據對后續吸煙點設置方案的優化會提供更有力的依據。最后，本次研究未設置非吸煙點作為對照也是研究設計的缺陷。

目前，我國許多城市已頒布實施了控煙法規，室內控煙狀況不斷好轉，但控煙監管執法仍存在一定難度和盲區，缺乏高效的監督手段，實施效果有待進一步加強[14]。因此，本研究探索和嘗試開展針對煙草煙霧的環境監測方法研究，可為控煙監管領域的主動和被動識別煙草煙霧的環境監測提供更客觀、科學、直觀的證據支持。同時，本次研究從大型展會活動的室外吸煙點為切入點，探索運用環境監測的評價方法，包括對于PM1.0、PM10、CO2等空氣污染物的實時監測，也有助于完善室外吸煙點設置的規范及標準，減少和降低人群在室外二手煙暴露的健康風險。