PM2.5污染測試調查數據分析
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【摘要】近些年來我國各地持續出現霧霾所引起的大霧天氣，逐漸開始受到社會的廣泛關注，作為霧霾其中主要的污染物pm2.5，其是指在空氣環境當中粒徑小于2.5μm的顆粒物，可作為多種常見病毒的載體，人體不經意當中就很容易吸入，從而引發一系列的病癥，因此本文將通過研究檢測車內PM2.5質量濃度，，得知良好的空氣凈化裝置可以有效改善車內空氣質量。
1調查問卷
1.1調查背景
據統計重慶全市機汽車駕駛人員達到了591.6萬人，2019年城區內通過使用汽車方式出行的人數為300余萬人，乘坐出租出行62萬人，其中主城區內私人汽車占總機動車的75.3%。為了進一步了解重慶城區內居民對車內PM2.5危害知識的了解掌握情況，因此在網上提供了在線問卷調查活動[1]，從2019年5月到2019年11月共收到相關答卷152份。
1.2問卷調查結果分析
在問卷調查活動當中男性人員占比61.1%，女性占比38.9%，其年齡在23~42之間的答題者占58.2%，本科學歷及以上學歷86.4%，本次的調查結果相對于2012年的統計調查有著不小的增長。隨著重慶市區的不斷擴大，人們的出行也越來越頻繁，因此結合實際本次的調查統計是成功且合理的。通過調查數據發現密切關注車內污染的調查者占比91.31%，61.21%的人對日常車內的空氣質量不太滿意。被調查者中有56.3%的人認為顆粒物是主要的空氣污染物，65.4%的人認為車內PM2.5的質量濃度與通風方式有著密切的聯系[2]。
2實驗材料以及方法
2.1實驗材料
美國3MENM-3型光散射式粉塵儀以及實驗測試車輛。
2.2實驗階段
2.2.1準備開始階段實驗測試開始前，首先將車內表面覆蓋的材料去除，并將PM2.5測試裝置安放在車內，以來實時檢測車內PM2.5的質量濃度，在實驗進行階段要保證車內的濕度以及溫度達到一個合適的數值，并通過使用煙霧制造器制造出1500±150μg/m3的環境[3]。
2.2.2靜車密閉模式實驗人員攜帶PM2.5檢測儀進入主駕駛室，要保證實現完全密閉的模型，記作車內PM2.5起始質量濃度數值P0，接下來保證汽車處于未被發動的狀態，并將測試儀保持控制在駕乘實驗人員呼吸的口鼻處，每間隔1min進行一次對PM2.5數據的記錄，共記錄10次分別記作P1、P2……P10。
2.2.3怠速內循環密閉模式靜車密閉模式結束后，記錄車內PM2.5的質量濃度數值為K0，接下來進行發動汽車的同時，打開車內空調處于內循環的工作狀態，每隔1min進行一次對PM2.5數據的記錄，共記錄10次分別記作K1、K2……K10。
2.2.4怠速外循環密閉模式怠速內循環密閉模式結束后，將車內空調內循環模式切換至外循環模式，此時記錄下車內PM2.5質量濃度數值為S0，實驗車輛接下來便將進入到怠速外循環模式，每隔1min進行一次對PM2.5數據的記錄，共記錄10次分別記作S1、S2……S10。
2.2.5怠速內循環去除模式怠速外循環密閉模式結束后，將車內空調的外循環模式關閉并切換為內循環模式、確保車輛進入怠速內循環去除模式，記錄下車內PM2.5質量濃度數值B0，實驗車輛接下來便將進入到怠速內循環去除模式，每隔1min進行一次對PM2.5數據的記錄，共記錄10次分別記作B1、B2……B10。
2.3實驗評價
2.3.1實驗車輛密閉性車輛在未發動點火狀態下每隔1min進行一次PM2.5濃度數據的記錄，并根據10次分別所記錄的數據繪制出一個完整的線形圖方便分析評價。2.3.2空調內、外循環模式空氣凈化效率在怠速外循環密閉模式進行的過程當中，S5-S0之差的正值則為在此階段第五分鐘時PM2.5的縮減值，S5除以S0再乘以100%便可以得出實驗車輛外循環的凈化率。S外=S5-S0/S0×100%在怠速內循環密閉模式進行的過程當中，B5-B0之差的正值則為在此階段第五分鐘時PM2.5的縮減值，B5除以B0再乘以100%便可以得出實驗車輛外循環的凈化率。B外=B5-B0/B0×100%
3實驗數據的分析和討論
3.1車內PM2.5質量濃度的測試數據分析
通過繪制出五輛不同車型車輛的實驗數據可以發現，實驗車A、E輛車配備了凈化器，實驗B車配備了花粉過濾器，但是在怠速內外循環均去除模式下，實驗A、E輛相對于其它車可以有效減小車外空氣中PM2.5顆粒的進入，在怠速內循環模式去除的條件下A、E兩車內的PM2.5質量濃度甚至小于20μg/m3。
3.2車內PM2.5濃度影響因素
3.2.1駕駛環境的影響車內的PM2.5濃度數值在不同的駕駛地點呈現出來不同的數值，當車輛在開啟外循環通風模式的前提下，在隧道行駛的過程中，車內的PM2.5數值和車輛在市區公路上行駛的數值差可達到3倍數以上。由于隧道自身結構的問題，難以進行良好的通風，日積月累車輛輪胎所摩擦制造出來的粗制顆粒物便會越來越多，因此會給車輛行駛帶來極大的安全隱患。雖然目前對于隧道顆粒物的過濾沒有一個完美的解決方案，但是在隧道行駛的過程當中通過利用空調內循環模式可以最大限度上減少空氣污染物的吸入。
3.2.2車內溫度以及濕度對其的影響夏季車內的PM2.5濃度為33μg/m3，冬季大約是夏季時期PM2.5數值的五倍為183μg/m3。在冬季車內PM2.5數值和空氣溫度呈正相關的關系，并且車內溫度在18℃~22℃之間發現，車內PM2.5濃度大于50μg/m3的測試值占比為11.83%。通過觀察散點圖，發現夏季車內PM2.5的高質量濃度檢測值，主要集中在29℃左右，占所有測試值的比例較大，為29.31%。在29℃前和后PM2.5質量濃度與大氣溫度呈現兩個相反的趨勢。空氣相對濕度與車內PM2.5質量濃度為正相關關系，冬季的最大濕度是62.1%，最小濕度為13.5%。冬季車內的空氣相對濕度主要在60%左右時，車內的PM2.5質量濃度超過100μg/m3的測試值占比13.21%。重慶夏季空氣的相對濕度較高，在該次測試實驗的數值當中，相對濕度最高為82.2%，最低為48%，當車內濕度處于70%~80%時，有57.58%的PM2.5測試數值超過40μg/m3。
3.2.3通風方式的影響即使在不同季節當中，內循環通風模式車內的PM2.5質量濃度數值都是最低的，并可以保證PM2.5的數值變得十分穩定。但是長時間使用內循環通風會導致車內二氧化碳的含量大幅度提升，當CO2含量超過5%時，便可導致車內人員窒息身亡，因此無法確保自身駕車安全。因此長期行駛在污染環境區域的車輛，應經常對汽車空調過濾網進行清洗或是更換工作。
3.2.4抽煙的影響車內吸煙會使得車內的細小顆粒物數目暴漲，通過打開內、外循環均可以令車內的PM2.5數值得以下降，雖然內循環可以很大程度上的減少車內顆粒物的存在，但是車內的空氣質量卻不會得到改善，車內人員還會出現一定的不適感。若長時間進行開窗通風，就會比較受到外界空氣的影響，所以建議駕駛人員不在車內吸煙。
4結語
觀察實驗結果可以發現，使用性能良好的車內空氣凈化器可以有效降低車內PM2.5的質量濃度，并可知當汽車在開啟內循環時凈化效率要明顯得高于外循環。通過分析得出以季節、通風方式和道路類型為控制變量的分析方式能很好的反映車內PM2.5質量濃度的變動，可為城區機動車內空氣污染調查和評價提供參考意義。
參考文獻
[1]舒偉，余錫孟，李炳峰，等.轎車車內空氣污染現狀及控制[J].環境研究與監測，2018，31（3）：49-51.
[2]彭勃聞.汽車內空氣污染常見類型與影響[J].內蒙古科技與經濟，2016（17）：43，45.
[3]夏捷.車內空氣污染預防及治理研究[J].汽車與配件，2016（2）：72-73.
作者：謝欣穎 單位：重慶大學