摘 要 依据《公共场所集中空调通风系统卫生规范》（2006），对K 市地铁已投入使用的空气净化设备（A）和即将在S 市和 K 市地铁中使用的 2 套空气净化设备（B 和 C）进行了验收检测。结果发现，采用静电式空气净化器作为净化单元的3 套设备颗粒物净化效率都能达到标准要求，净化率接近或超过70%。设备C 微生物去除效率超过70%，而配置紫外灯的设备A 和B 微生物去除效率均大于 90%，其它卫生安全方面的指标均符合要求。这种大型空气净化设备的现场检测在国内极为少见，这次的成功检测为今后进行类似检测提供了重要的参考和借鉴。

关键词 空气净化设备；轨道交通；颗粒物

 

      在城市化加速推进和建设低碳经济的背景下，轨道交通建设热潮在我国悄然兴起，近年来得到快速发展，成为缓解交通和资源压力的重要举措。据有关数据统计，截至目前，我国已有10个城市开通了 31 条城市轨道交通线，运营里程达900 多 km，同时国内有30 多个城市制定了城市轨道交通建设规划，并且有25 个城市已经得到国家批准。快速安全便捷的轨道交通给人们的出行带来了诸多便利，但是由于目前轨道交通线路较少，因人员拥挤引起的安全隐患和因人流车流造成的空气污染已成为制约其发展的重要因素。为了保证地铁内环境卫生，部分地铁站点在空调通风系统中加装空气净化设备，用以去除空气中的颗粒物、微生物和有机污染物等。国家有关部门也非常重视公共场所通风系统的安全卫生，卫生部2006 年相继颁布了《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》^[1]和《公共场所集中空调通风系统卫生规范》^[2]。其中《公共场所集中空调通风系统卫生规范》对空气净化设备的性能和卫生安全提出了严格的要求，对保持公共场所的卫生安全，预防和控制公共场所疾病传播起到了积极的作用。空气净化设备在投放市场前都要经过国家有关质检部门的权威检测，只有质量合格的产品才能使用；但是这类检测主要在实验室中完成，送检样品也仅为一个或几个净化器模块，像地铁通风系统中空气净化设备均是由几个甚至几十个净化器模块组成，体积庞大，一般的检测台根本无法检测，相关的检测方法也鲜有报道。另外，现场检测更加贴近实际运行状况，检测结果更有实际意义。为此，本文选取 S 市和 K 市地铁站内的 3 套空气净化设备作为研究对象，在实际的运行环境中对净化设备的运行状况进行研究，以得到这些净化设备真实的净化效果，为今后进行类似的检测和研究提供了重要的参考和指导。

 

      测试的3套空气净化设备，其中1套是K市某地铁站已投入运行的设备 A，另外2套分别是由国内两家著名空调企业为K市和S市地铁生产的净化设备 B 和 C，正在调试运行，还没有正式使用。3 套设备都是由粗效过滤器、空气净化器、表冷器、风机、整流消声设备和风管组成，其中起净化消毒作用的是空气净化器段，它的性能关系到整套设备运行效果，所以作为这次研究的主要对象。设备 A 由 25 个标准空气净化器模块组成，设备 B 和C 分别由 12 个标准净化器模块组成，设备A和 B的后侧均安装有紫外灯管，辅助杀菌消毒。设备A进风端面为 3200 mm×3000 mm，设计运行风量为90000 m³/h，设备 B 进风端面为 2200 mm×2000mm，设计运行风量为 40000 m³/h，设备 C 进风端面为 2000 mm×1800 mm，设计运行风量为38000m³/ h 。

 

      《公共场所集中空调通风系统卫生规范》中对于通风系统中的净化设备提出了细致的要求，其中包括卫生安全性能要求和卫生要求，见表1和表2 。依据上述标准，并结合设备实际情况，设置以下检测项目：空气净化装置的内部阻力、颗粒物一次通过净化效率及连续运行效果、微生物一次通过净化效率、臭氧增加量、紫外线增加量、TVOC增加量。

      分别在净化器段前后各设置 6 个采样孔，管道两侧各为 3 个，位置见图 1。前采样孔设置在净化器与粗效过滤器之间，后采样孔设置在净化器和表冷器之间，前后采样孔距净化器 20 cm，孔径以插入采样管为宜。采样时，将采样管从孔中插入在采样点处采样，采样点为每个模块的中心位置附近。

      依据 GB/T 14295-2008《空气过滤器》^[3]中关于采样管的要求，制造不锈钢采样管，长约 120cm，内壁光滑。采样管通过硅胶管与采样或测试仪器连接，采样时不锈钢采样管前端进气口正对气流的方向。

      参照设备阻力实验室检测方法，用皮托管和微型风压计分别测试净化设备前后的管壁的平均静压，因为检测点和净化设备距离较近，净化设备前后的管壁静压差就约等于净化设备阻力。颗粒物净化效率采用计重浓度，以可吸入颗粒物（PM10）的浓度表示，颗粒物采样时间为 5 min，前后各6次，即每个采样孔 1 次。微生物检测前，依据 GB/T18883（2002）^[3]的方法制备培养基，恒温保存，检测时力求迅速、卫生、无菌操作，采样时间为3 min，前后各 6 次。采样结束后，应尽快将培养皿放入培养箱中培养，同时将同批次试验用培养基置 35℃~37℃培养箱中培养作为阴性对照，48 h后记录结果，为避免实验过程中造成的偏差，取三组有效数据，计算净化效率。

      臭氧分析仪在测试前开机预热30 min，为避免数据波动，前后各采样 30 min，正常运行风量下，前后分别各记录 6 组数据。TVOC使用大气采样仪和 Tenax 管采样，采样时间为 10 min，采样流量为 0.5 L/min，前后各 6 次。采样后 Tenax 管密封保存，然后带回试验室气相色谱定量分析。参照《消毒技术规范》^[4]（2002 版）有关规定，用紫外照度计检测设备紫外线泄漏量，为避免外界光线的影响，测试时间选择在夜晚，分别在空调机组净化消毒段的两侧和顶部检测。

      阻力检测仪器为皮托管（上海交通大学仪器厂）和 5815 微型风压计（美国TSI 公司，相对误差 ±1 Pa）； 颗粒物检测仪器为 AM510 个体粉尘测试仪（美国 TSI 公司，相对误差为 2%）；微生物测试仪器为 JWL-6 六级撞击式微生物采样仪（北京检测仪器有限公司，采集率≥95%）、立式压力蒸汽灭菌器（上海博讯实业有限公司）和电热恒温培养箱（上海飞越仪器有限公司）；臭氧测试仪器为ZX-01 臭氧分析仪（北京超能自控实验技术研究所，相对误差 0.002 mg/m³）；TVOC 采样使用QC-2 大气采样仪（北京市劳动保护研究所，流量稳定性≤ 5%），分析使用 GC900 气相色谱仪（上海科创色谱仪器有限公司）。紫外线检测仪器为UV-B 紫外辐照计（北京师范大学光电仪器厂，误差≤ 5 % ）。

 

      设备阻力直接反映设备能耗，经常被作为一项节能指标考查。我国《公共建筑节能设计标准》^[4]（GB 50189-2005）要求，粗效过滤器初阻力≤50Pa，终阻力≤ 100 Pa，中效过滤器初阻力≤ 80Pa，终阻力≤ 160 Pa。3 套设备采用的净化器都为静电式空气净化器，阻力较小，阻力均≤50 Pa，满足卫生规范对阻力的要求，也符合节能的需要。设备阻力测试数据见表 3。

      颗粒物一次通过净化效率及24h连续运行效果检测结果见表 4。可以看出，不论是初始净化效率，还是连续运行24 h后净化效率，都超过了标准要求，设备A和设备B净化效率略高于70%，设备C 净化效率略低于 70%。连续运行 24 h 后，净化效率下降值均＜ 10%，其中 A 设备的净化效率为2.4%，下降最多，可能是因为设备 A 已经安装使用一段时间，设备已经有部分积尘。其他两个效率下降值均＜1%，属于正常的波动范围，可见设备对颗粒物净化效果较好，能够满足地铁站通风系统对进风中颗粒物的去除要求。

 

      静电式空气净化器由美国加利福尼亚大学Penny 博士于 1935 年首次设计完成，利用电晕放电原理，使空气中的粉尘带上电荷，然后借助库仑力作用，将带电粒子捕集在集尘设备上，达到除尘净化空气的目的。其特点为集尘效率高，设备阻力小，同时因为粉尘、灰尘等是微生物赖以生存的机体，杀菌效果也很好。从表 5 可以看出，3 套设备杀菌效率均超过70%，尤其是设备A和设备B杀菌效率都达到90% 以上，这是因为设备 A 和设备B 在其净化器出风侧配置了多个紫外灯，通过紫外线对细胞、病毒等单细胞微生物的照射，破坏其生命中枢DNA（去氧核糖核酸）的结构，使构成该微生物的蛋白质无法形成，使其立即死亡或丧失繁殖能力。因此，两种技术的结合更有助于清除微生物，在我国这种净化器与紫外线结合的技术已广泛使用，其净化效果以得到人们认可。