某兩類全封閉水面艦艇艙室空氣質(zhì)量調(diào)查與評(píng)價(jià)

潘滬湘，陳 茜，袁海霞，肖存杰，江 璐，燕 銳

隨著海軍造船工藝的不斷發(fā)展，水面作戰(zhàn)艦艇艙室的封閉性越來越高，艙室空氣污染物的種類和濃度也不斷增加。對(duì)新型全封閉水面艦艇艙室的空氣進(jìn)行檢測與艦員主觀評(píng)價(jià)，可為全面掌握艙室空氣質(zhì)量現(xiàn)狀，進(jìn)行艙室空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，保護(hù)艇員身體健康提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查評(píng)價(jià)對(duì)象

某2類全封閉水面艦艇共6艘，第1類艦2艘，簡稱 Q1、Q2;第2 類艦4 艘，簡稱 H1、H2、H3、H4;調(diào)查地點(diǎn)為東海、南海和亞丁灣護(hù)航1個(gè)航次。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 主觀評(píng)價(jià) 主觀評(píng)價(jià)是利用人的感覺器官進(jìn)行描述和主觀評(píng)價(jià)，一是表達(dá)對(duì)環(huán)境因素的感覺，二是表達(dá)環(huán)境對(duì)健康的影響［1]。本研究采取自行設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷，對(duì)住艙和工作艙的空氣品質(zhì)、新風(fēng)量、溫濕度、聲環(huán)境、視覺環(huán)境以及艦員自覺癥狀進(jìn)行調(diào)查。發(fā)放調(diào)查問卷465份，回收442份，其中有效385份。艦員年齡18～37歲，住艙人數(shù)1～20人，工作戰(zhàn)位包括駕駛室、主機(jī)艙、輔機(jī)艙、機(jī)電、電站等20多個(gè)艙室。

1.2.2 客觀評(píng)價(jià) 采用濃度指標(biāo)評(píng)價(jià)法結(jié)合水面艦艇艙室空氣組分容許濃度［2]對(duì)新型全封閉水面艦艇艙室空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用便攜式儀器現(xiàn)場分析，濃縮采樣管現(xiàn)場采樣，樣品實(shí)驗(yàn)室分析。

1.3 儀器與材料

Agilent 6890N/5975 GC/MS氣質(zhì)聯(lián)用儀，英國Marx UltrA TD/Unit自動(dòng)熱解吸系統(tǒng)和液體標(biāo)準(zhǔn)加載平臺(tái);Varian 450氣相色譜儀配有FID和PFPD檢測器，ENTECH 7100A預(yù)濃縮儀;科創(chuàng) GC9800氣相色譜儀，F(xiàn)ID檢測器，TVOC熱解析儀;QC-2型大氣采樣儀;Tenax TA直型采樣管，Tenax U型采樣管，華瑞PGM54復(fù)合式氣體檢測儀，2 L氣體采樣袋。

2 結(jié)果

2.1 主觀調(diào)查結(jié)果

2.1.1 空氣品質(zhì)和空氣流通 對(duì)空氣品質(zhì)的調(diào)查結(jié)果如表1所示。Q1、H4艦員對(duì)空氣品質(zhì)不滿意率(差和很差的百分比)大于60%，對(duì)Q2、H3空氣品質(zhì)不滿意率大于50%，對(duì)H1、H2空氣品質(zhì)不滿意率大于40%。對(duì)住艙空氣流通的主觀感受如表2。H1、H2、H3的大多數(shù)艦員認(rèn)為自己住艙的空氣流通很好、好和適中，Q1、H4超過40%的艦員認(rèn)為住艙空氣流通差。對(duì)工作艙空氣流通的主觀感受見表3。Q2超過60%的艦員感覺工作艙的空氣流通差和很差，其他艦大多數(shù)艦員認(rèn)為自己住艙的空氣流通很好、好和適中。和住艙相比，除Q2外，艦員感覺工作艙的空氣流通明顯好于住艙。

表1 艦員對(duì)6艘艦艇艙室空氣品質(zhì)的主觀感受(%)

表2 艦員對(duì)6艘艦艇住艙空氣流通的主觀感受(%)

表3 艦員對(duì)6艘艦艇工作艙空氣流通的主觀感受(%)

2.1.2 艙室空氣氣味來源 大部分艦員認(rèn)為住艙、工作艙有異味，且住艙更明顯。住艙中人體異味和臭味明顯高于工作艙，刺激性氣味和揮發(fā)性有機(jī)物工作艙明顯高于住艙。住艙中人體異味和臭味程度較高，與住艙中人員集中，汗液、腳臭、其他人體分解產(chǎn)物的揮發(fā)有關(guān);工作艙中刺激性氣味和揮發(fā)性有機(jī)物程度最高，主要是裝飾材料、油類的揮發(fā)產(chǎn)物所致。見圖1～3。

圖1 艦員對(duì)住艙空氣氣味來源的主觀感受

圖2 艦員對(duì)工作艙空氣氣味來源的主觀感受

圖3 艦員對(duì)住艙和工作艙空氣的主觀感受比較

2.1.3 艙室環(huán)境綜合因素 圖4為空氣品質(zhì)、溫濕度、聲環(huán)境、視覺環(huán)境4個(gè)環(huán)境綜合因素對(duì)艦員影響的主觀感受，Q1、H1、H3的艦員認(rèn)為聲環(huán)境是影響的第一因素，H4的艦員認(rèn)為空氣品質(zhì)是影響的第一因素，Q2、H2的的艦員認(rèn)為聲環(huán)境和空氣品質(zhì)對(duì)艙室產(chǎn)生同樣的影響。

2.1.4 艦員自覺癥狀 艦員自覺癥狀調(diào)查結(jié)果見表4。比較明顯的癥狀有疲乏、呼吸不暢，占比均超過40%;頭暈、口干喉痛也比較普遍。H3艦員自覺癥狀明顯多于H2、H4。原因可能是H3艦型較老，新風(fēng)量不足，設(shè)施老化，空氣質(zhì)量較差，導(dǎo)致艦員癥狀較明顯。對(duì)6艘水面艦艇的調(diào)查表明，艦員主觀感受對(duì)艙室內(nèi)空氣質(zhì)量不滿意率超過了半數(shù)。為了明確影響主觀感受的主要空氣污染物，本研究還對(duì)各艙室的空氣組分進(jìn)行了定性和定量分析。

圖4 艦員對(duì)艙室環(huán)境綜合因素的主觀評(píng)價(jià)

2.2 定性測定結(jié)果

對(duì)6艘全封閉水面艦艇航行和碼頭系泊時(shí)多個(gè)艙室的空氣進(jìn)行定性分析，共檢出429種化合物，包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、含氧物等有機(jī)物和7種無機(jī)物。主要成分為:脂肪烴占39.9%，含氧物占28.2%，芳香烴86種占14.3%。定性分析結(jié)果見表5。艦員主觀反映的人體異味、臭味、刺激性氣味等，主要是由于酸類化合物、含硫化合物、芳香烴等化學(xué)物質(zhì)的存在。

表5 水面艦艇艙室空氣組分定性分析結(jié)果

2.3 定量測定結(jié)果

H2、H3和Q2航行期間各組分最高濃度見表6。從表6可以看出，H2艙室內(nèi)一氧化碳、臭氧、芳香烴、丙酮等多種氣體濃度顯著高于H3和Q2，這與H2航行周期長、距離遠(yuǎn)有一定相關(guān)。H3艙室內(nèi)二氧化碳、硫化氫、氨氣濃度較高，這與H3艦型較老、衛(wèi)生間設(shè)施老化、異味較大有關(guān)。H2艙室中二氧化碳、臭氧濃度超過水面艦艇艙室空氣組分容許濃度，H3艙室中二氧化碳、臭氧、硫化氫濃度超過容許濃度，Q2無組分超過容許濃度。

3 討論

此次問卷調(diào)查中，大多數(shù)艦員認(rèn)為艙室空氣質(zhì)量一般或差，也有部分艦員認(rèn)為很差。影響艦員主觀感受的綜合環(huán)境因素依次為聲環(huán)境＞空氣品質(zhì)＞溫濕度＞視覺環(huán)境，說明聲環(huán)境和空氣品質(zhì)是水面艦艇突出的有害環(huán)境因素。本研究對(duì)6艘水面艦艇的調(diào)查結(jié)果表明，艦員主觀感受對(duì)艙室內(nèi)空氣質(zhì)量不滿意率超過了半數(shù)。

對(duì)3艘全封閉水面艦艇的住艙、機(jī)艙、作戰(zhàn)指揮室、衛(wèi)生間等住艙和工作艙的空氣組分進(jìn)行定量分析，共檢出43種組分，其中部分艙室的二氧化碳、臭氧和硫化氫最高濃度超過水面艦艇艙室空氣組分容許濃度。

定性檢出的429種氣體組分，主要來源于油漆涂料、塑料制品、合成橡膠、黏合劑、潤滑劑、油料等非金屬材料的釋放物和人體代謝產(chǎn)物［3]。這些化合物中，脂肪烴多屬低毒或中等毒性;芳香烴中多屬中等毒性，也有高毒類化合物苯;鹵代烴的毒性差別較大。此外，苯、氯乙烯、氯甲烷等是致癌或可疑致癌物［4]。還存在甲硫醚、硫化氫、二硫化碳等惡臭氣體，對(duì)艦員的嗅覺有強(qiáng)烈的刺激作用。

表4 各艦艇艇員自覺癥狀比較(%)

雖然定量檢出的組分大部分未超標(biāo)，但有害化學(xué)物質(zhì)種類和數(shù)量較多，還包括高毒和致癌物質(zhì)，通常艙室內(nèi)多種化學(xué)污染物協(xié)同作用于機(jī)體，如一氧化碳與硫化氫具有相互增毒作用;同時(shí)艦艇存在的有害物理因素也會(huì)降低機(jī)體對(duì)化學(xué)污染物的耐受性。因此，艙室內(nèi)污染物濃度不超標(biāo)并不等于空氣品質(zhì)就好。單純依靠室內(nèi)空氣品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)結(jié)果是不全面的。就舒適性而言，化學(xué)污染的不良刺激影響艦員的主觀感受。調(diào)查結(jié)果也表明，艦員對(duì)空氣品質(zhì)的平均接受率小于50%，低于美國標(biāo)準(zhǔn)62-1999中提出的室內(nèi)空氣品質(zhì)應(yīng)滿足的80%的可接受率［5]。艦員主觀感受對(duì)艙室空氣質(zhì)量并不滿意，且艦員的部分主觀感受與定性、定量檢測結(jié)果一致。

水面艦艇是一個(gè)比較特殊的環(huán)境，艦艇不僅是艦員的作業(yè)場所，也是他們的居住場所，碼頭系泊和航行時(shí)艦員工作、生活都在艦上，接觸有害氣體的機(jī)會(huì)和時(shí)間增加，對(duì)艦員的生理和心理均會(huì)造成一定程度的影響，可能引起艦員的部分生理反應(yīng)或病理變化。

［1] Wei XQ，Li NP，Zhou H，et al.Investigation and analysis on indoor air quality of large commercial office building in summer［J] .J Southeast Univ(English Edition)，2010，26(2):243-245.

［2] GJB 7497-2012.水面艦艇艙室空氣組分容許濃度［S] .

［3] 彭光明.AIP潛艇艙室大氣環(huán)境控制研究［J] 中國艦船研究，2006，1(2):62-65.

［4] 董華模.化學(xué)物的毒性及環(huán)境保護(hù)參數(shù)手冊(cè)［M] .北京:人民衛(wèi)生出版社.1988:28-29，130-131.

［5] ASHRAE Standard 62-1999.Ventilation for acceptable indoor air quality［S] .