特定区域内运动人数对PM2.5数值的影响

刘音吟 邢丽妹 许淑萍

（华北电力大学 北京 102206）

引言

当前，随着PM2.5相关知识的普及以及环保意识的增强，人们对PM2.5污染和危害有了一定了解，也更加重视PM2.5的污染与治理。通过查阅相关资料，了解到致使室内PM2.5数值升高的直接原因之一为：物体的运动带动原本沉积的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，造成PM2.5的污染。同时发现，目前对PM2.5的研究多集中在室外，对室内PM2.5的研究较少。

随着人民生活水平不断提高，人们室内健身的需求不断增加，室内体育馆的人流量也随之增加。为保证人们拥有绿色健康的室内运动环境，对卫生清洁状况良好的室内空间内运动人数变化对PM2.5数值的影响进行研究，收集数据，总结规律，有计划地调控室内人数，从而更有效地将室内PM2.5的数值控制在标准范围内，在实现场地利用最大化的同时，满足人们在室内健康运动的需求。

1、研究对象与方法

1.1、研究对象

2019年9月至2020年1月本文对某大学活动中心进行室内PM2.5数值采集，通过现场考察，选定13个固定地点进行定点测量，具体位置如图1所示。①号位相当于“室外”PM2.5大气环境；②号位为人员进出区；③号位为人员开会区；④号位周围有跑步机，但在实验期间未被使用；⑤、⑥号位为台球区；⑩号位周围有更衣室，人员流动较大。除⑩号位，⑦—[13]号位为乒乓球台区，即人员打球区。

图1 测试点分布图

使用便携式手持PM2.5检测仪进行数据收集。为提高所收集数据的准确性，在测量时，每一个测量位置会停留一分钟，并选取在此一分钟内相对稳定的数值作为当天该号位的PM2.5数据。考虑到除打球人员外，其他人员的活动也会影响PM2.5数值的大小，所以将打球人数和总人数纳入统计范围。

实验日期为2019年12月11日至2020年1月2日,遇雨雪天气暂停。实验期间，共收集到19组可用数据。

1.2、研究方法

本文以文献资料法研究为主，结合实践调查法、控制变量法、方差分析法、综合分析法 （依据各种理论和原理对数据的统计处理）等对研究结果进行分析。研究特定区域内活动人数与运动带动原本沉积的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中数值变化，从而对室内运动环境PM2.5数值变化进行研究。

2、结果与讨论

2.1、运动人数和总人数对室内PM2.5的影响

由于室外PM2.5数值与室内PM2.5数值的关系复杂，通过查阅资料，发现目前没有可用公式能对二者进行直接换算。因此，将①号位数值看作相对于室内而言的“室外”环境PM2.5数值。

采用控制变量法，探究在①号位数值一致时，在所收集数据中选取符合要求的数据组进行比较。其中，采用全场均值（②号位—号位的平均值）来表示室内PM2.5的稳定值，共有五组符合条件的数据。

图2 ①号位PM2.5数值均为9μg/m3时各项数据对比

图3 ①号位PM2.5数值均为19μg/m3时各项数据对比

再对①号位数值相近的数据组进行比较，如图4、5所示。

图4 ①号位数值相差1μg/m3时各项数据对比

图5 ①号位数值相差3μg/m3时各项数据对比

图4得出的结果与之前一致，图5虽显示出在总人数一致的情况下，运动人数与全场均值有相关性，但不能排除①号位数值对全场均值的影响。所以到目前为止，未找到有力的数据证明我们之前的猜想：室内PM2.5数值与打球人数呈正相关。

2.2、室外PM2.5对PM2.5的影响

再次对以上四图进行分析，发现全场均值与①号位数值的变化相似，主要体现在变化幅度和折线走向两方面。①号位的数值的变化幅度越小，全场均值的变化幅度也越小（如图2-5）。当①号位数值下降时，全场均值也有所下降（如图5）。

此时猜想，全场均值的变化与①号位数值变化有关，而①号位数值主要受室外PM2.5数值的影响。如图6所示（其中报导数值是指当天官方网站上发布的北京市昌平区PM2.5数值，即室外PM2.5数值）。

图6 室外与室内PM2.5浓度变化折线图

通过图6，发现全场均值与室外PM2.5数值有明显的正相关性。

对实验的整体流程进行复盘，发现未考虑到活动中心中，室内空调对室内PM2.5数值的影响。由于室内空调具有新风功能，意味着室外空气可通过粗线条的过滤进入室内，进而影响室内PM2.5数值（资料显示，通常情况下，室外PM2.5数值要高于室内数值）。由于室内集中空调安装较早，空调不具有过滤PM2.5的功能，从而使室外空气进入室内，影响室内PM2.5的数值。

2.3、运动人数和总人数对室内局部PM2.5的影响

资料显示，室内PM2.5的形成主要包括直接以固态形式排出的一次粒子和由多相（气—粒）化学反应而形成的二次粒子。其主要来源一般包括：室外污染源、室内污染源以及室内活动引起的粒子再悬浮。室内活动、打扫卫生等造成的二次扬尘等也是室内PM2.5的来源。

通过对同一天内不同号位的数值进行比较，有了新的发现。如图7所示。

图7 同一天内不同号位PM2.5数值变化

为便于观察，制作了图8。

图8 同一天内②- 号位PM2.5数值变化

如图7-8所示，在同一日中，由于不同号位的人数不同，其PM2.5的数值也存在明显差异，从而说明人数会影响室内PM2.5的数值，但其影响没有室外PM2.5数值对室内PM2.5数值的影响大。（这里的人数指总人数，因为人类是绝对运动、相对静止的，所以人类大大小小的活动对室内PM2.5的数值会产生影响，只是相较于室外PM2.5数值的影响而言，其影响较小）。

3、结论

研究发现，在卫生清洁状况良好的室内环境，人们的运动活动会带动原本沉积的PM2.5、PM10微粒漂浮到空中，从而使室内PM2.5数值升高，但其影响没有室外PM2.5浓度对室内PM2.5数值的影响大，说明运动人数不是室内PM2.5数值升高的主要原因。主要原因是受空调（不具有PM2.5过滤功能）新风功能致使室外空气流入室内，进而影响室内PM2.5数值。

4、建议

4.1、对室内运动场所

由于运动不是室内PM2.5数值升高的主要原因，主要原因是集中空调（不具有PM2.5过滤功能）新风功能致使室外空气流入室内，进而影响室内PM2.5数值。资料显示，室外PM2.5数值要高于室内数值，所以大多数时候，室外PM2.5是室内的PM2.5数值升高的主要原因。因此建议在室内安装相关空气净化设备，如，空气净化器、具有过滤PM2.5功能的集中空调等，进而保持室内良好的空气环境。对于未安装空气净化器等的室内环境，也可以通过打开门窗通风的方法对室内PM2.5含量进行调节。但此法要在室内PM2.5的数值高于室外PM2.5数值时使用，否则会适得其反。室外PM2.5数值，可以参考当地环保部门或其他与监测天气状况相关的手机软件、网站等发布的数据。

4.2、对运动者

2020年年初，新型冠状肺炎疫情爆发，且日趋严重。新冠病毒和PM2.5均可以气溶胶的方式传播，并对人的健康产生危害。疫情期间，同时存在于环境中的新冠病毒和PM2.5细颗粒物质是否存在一些关联和相互影响，最近的一些研究解释了一些现象，呼吸危险指数的增加与COVID-19死亡率增加，这也意味着PM2.5的浓度可能与新冠肺炎死亡率成正相关。PM2.5对人体健康危害大，需要引起每个人的重视，更加关注自己和他人的健康。