某鐵路站房衛(wèi)生間污染物濃度實(shí)測研究

趙金罡 于靖華* 姚華偉 王敏 楊頡 冷康鑫 楊清晨 龔夢雅 魯展 鄒磊 夏提古麗·艾尼瓦爾

1 華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

2 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

衛(wèi)生間作為重要的生活基礎(chǔ)設(shè)施，其室內(nèi)環(huán)境一直廣受關(guān)注。國內(nèi)外學(xué)者對于衛(wèi)生間的污染問題已經(jīng)進(jìn)行了大量研究[1-5]，提出了通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等存在的問題及優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，但主要針對的是住宅建筑和一般公共建筑。而公共衛(wèi)生間作為人員密集場所必備的公共活動(dòng)空間，在車站建筑中也發(fā)揮了不可替代的作用[6]。火車站不僅是重要的交通樞紐，而且是一個(gè)城市的門面，所以近年來，火車站衛(wèi)生間的室內(nèi)環(huán)境也引起了廣泛的關(guān)注。為了改善火車站衛(wèi)生間空氣品質(zhì)，提升游客出行體驗(yàn)，很多火車站對站內(nèi)衛(wèi)生間進(jìn)行了改造。為評(píng)估衛(wèi)生間改造效果，同時(shí)研究分析火車站衛(wèi)生間空氣品質(zhì)的影響因素，本文選取某大型鐵路旅客站房候車室衛(wèi)生間，于2019 年2 月針對衛(wèi)生間的服務(wù)人數(shù)，氨氣濃度及通風(fēng)量等內(nèi)容展開實(shí)地調(diào)研測試，調(diào)研結(jié)果可為鐵路客站衛(wèi)生間改造起到一定的指導(dǎo)作用。

1 車站及其內(nèi)衛(wèi)生間簡介

本次調(diào)研所選取的火車站屬大型火車站，單日旅客發(fā)送量為17～18 萬人次。該車站一層為出站層，二層為候車室，三層為商業(yè)夾層。二層候車室公共衛(wèi)生間男、女廁所和第三衛(wèi)生間均為8 個(gè)，廁位合計(jì)359個(gè)。商業(yè)夾層候車室公共衛(wèi)生間男、女廁所均為4 個(gè)，第三衛(wèi)生間2 個(gè)，廁位合計(jì)74 個(gè)。本文調(diào)研對象為二層候車室內(nèi)未改造及已改造的兩個(gè)典型衛(wèi)生間。未改造衛(wèi)生間廁位數(shù)共56，其中男廁廁位32，女廁廁位24。已改造衛(wèi)生間廁位數(shù)共34，其中男廁廁位22（其中大便池7 個(gè)，小便池15 個(gè)），女廁廁位12。未改造衛(wèi)生間采用單獨(dú)上排風(fēng)的方式，頂部設(shè)有方形排風(fēng)口。已改造的衛(wèi)生間采用上排風(fēng)+下排風(fēng)的方式，頂部及吊頂四周內(nèi)側(cè)面設(shè)有條縫形排風(fēng)口，且每個(gè)蹲廁位下部設(shè)有兩個(gè)圓形可開閉排風(fēng)口，由男女廁位數(shù)可得女廁的下排風(fēng)量比重高于男廁。

2 衛(wèi)生間服務(wù)人數(shù)統(tǒng)計(jì)

火車站作為人流量極大的公共場所（尤其是春運(yùn)期間），其內(nèi)衛(wèi)生間的服務(wù)能力面臨較大的考驗(yàn)，且如廁人數(shù)也會(huì)對室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生較為重要的影響。故調(diào)研期間逐時(shí)記錄衛(wèi)生間進(jìn)出人數(shù)，并觀察其內(nèi)排隊(duì)情況，將測量數(shù)據(jù)與規(guī)范要求對比，評(píng)估衛(wèi)生間的服務(wù)能力。

2.1 衛(wèi)生間逐時(shí)服務(wù)人數(shù)

在所測試衛(wèi)生間門口安裝紅外客流計(jì)數(shù)儀獲取衛(wèi)生間服務(wù)人數(shù)的逐時(shí)數(shù)據(jù)。將2 月23 日11:00 時(shí)至24 日13:00 時(shí)未改造衛(wèi)生間、已改造衛(wèi)生間男女廁服務(wù)人數(shù)隨時(shí)間的變化曲線繪制如圖1 所示。

圖1 調(diào)研時(shí)段候車室男廁/女廁逐時(shí)服務(wù)人數(shù)

由圖1（a）可知，未改造衛(wèi)生間中男、女廁服務(wù)人數(shù)基本持平，調(diào)研時(shí)段內(nèi)男女廁服務(wù)人數(shù)比約為1.04:1，其中男廁最大服務(wù)人數(shù)為423 人/h，女廁最大服務(wù)人數(shù)為372 人/h，均出現(xiàn)在14:00～15:00 時(shí)段。12:00～16:00 時(shí)段均出現(xiàn)有排隊(duì)現(xiàn)象。其中男廁大便區(qū)排隊(duì)時(shí)間較長，約半小時(shí)左右。女廁排隊(duì)時(shí)間較短，僅持續(xù)數(shù)分鐘，但出現(xiàn)次數(shù)多。

如圖1（b）所示，已改造衛(wèi)生間中男廁服務(wù)人數(shù)均高于女廁，調(diào)研時(shí)段內(nèi)，男廁服務(wù)人數(shù)約為女廁的1.62倍，其中男廁最大服務(wù)人數(shù)為210 人/小時(shí)，女廁最大服務(wù)人數(shù)為125 人/h，分別出現(xiàn)在13:00-14:00 時(shí)段和19:00-20:00 時(shí)段。在23 日14:20 左右，因保潔人員打掃衛(wèi)生，已改造衛(wèi)生間暫停使用半小時(shí)左右，因此14:00-15:00 時(shí)段的服務(wù)人數(shù)偏少。

2.2 單個(gè)廁位服務(wù)人數(shù)

調(diào)研時(shí)段內(nèi)，對未改造衛(wèi)生間，男廁最高服務(wù)人數(shù)為423 人/h，全天服務(wù)4837 人，廁位數(shù)為32 個(gè)，因此，男廁單個(gè)廁位最高服務(wù)能力為13.2 人/(廁位.h)，日平均服務(wù)人數(shù)為151.2 人/(廁位.天)。女廁最大服務(wù)人數(shù)為372 人/h，全天服務(wù)人數(shù)為4629 人/天，廁位數(shù)為24 個(gè)，女廁單個(gè)廁位最高服務(wù)能力為15.5 人/(廁位.h)，日平均服務(wù)人數(shù)為192.9 人/(廁位.天)。

對已改造衛(wèi)生間，男廁服務(wù)人數(shù)最大為210 人/h，全天服務(wù)2374 人，廁位數(shù)為22 個(gè)，因此，男廁單個(gè)廁位最高服務(wù)人數(shù)為9.5 人/(廁位.h)，日平均服務(wù)人數(shù)為107.9 人/(廁位.天)。女廁服務(wù)人數(shù)最大值為125 人/h，全天服務(wù)人數(shù)為1489 人/天，廁位數(shù)為12 個(gè)，女廁單個(gè)廁位最高服務(wù)人數(shù)為10.4 人/(廁位.h)，日平均服務(wù)人數(shù)為124.1 人/(廁位.天)。由于兩個(gè)衛(wèi)生間的位置的不同，改造后的衛(wèi)生間未出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象，因此計(jì)算出來的服務(wù)人數(shù)還未達(dá)到該衛(wèi)生間的最大服務(wù)能力。

根據(jù)《鐵路旅客車站設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10100-2018)和《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GTB 17217-1998)，可得該站衛(wèi)生間服務(wù)能力評(píng)價(jià)如表1。兩個(gè)衛(wèi)生間的高峰小時(shí)服務(wù)人數(shù)均低于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的衛(wèi)生間服務(wù)能力。對于衛(wèi)生間日平均服務(wù)人數(shù)，只有已改造男廁未超標(biāo)。

表1 火車站候車室衛(wèi)生間服務(wù)能力評(píng)價(jià)

3 氨氣濃度測試

氨氣作為衛(wèi)生間的主要污染物，使室內(nèi)環(huán)境惡化，危害人體健康，因此以該濃度作為評(píng)價(jià)衛(wèi)生間室內(nèi)環(huán)境的參數(shù)。本次調(diào)研使用氨氣檢測儀測試氨氣的濃度。分別在兩個(gè)衛(wèi)生間選取不同的測點(diǎn)及高度進(jìn)行了測量，并選擇最高濃度位置進(jìn)行了氨氣濃度的逐時(shí)測量。

3.1 未改造衛(wèi)生間

3.1.1 衛(wèi)生間測點(diǎn)布置

所調(diào)研火車站候車室未改造衛(wèi)生間內(nèi)部布局及測點(diǎn)布置如圖2 所示。

圖2 調(diào)研火車站候車室未改造衛(wèi)生間布局圖及測點(diǎn)位置標(biāo)示

3.1.2 氨氣濃度測試結(jié)果及分析

針對選取的衛(wèi)生間，進(jìn)行不同水平高度處的氨氣濃度測試，測點(diǎn)高度取值分別為0.3m，0.9m 和1.7m。

1）男衛(wèi)生間氨氣濃度分布特性

未改造衛(wèi)生間男廁不同高度氨氣濃度的測試結(jié)果如圖3 所示。

圖3 候車室未改造男廁氨氣濃度曲線

由測試結(jié)果可知，測試時(shí)段內(nèi)男廁各測點(diǎn)的氨氣濃度均高于0.6 ppm，0.3 m 高度處受污染源影響濃度較高，隨高度增加，濃度變低，0.9 m 和1.7 m 高度之間濃度差別不大。氨氣濃度的大小與測點(diǎn)位置有關(guān)，小便區(qū)的氨氣濃度遠(yuǎn)高于大便區(qū)，其中01 測點(diǎn)的濃度最高。故選取01 測點(diǎn)作為男廁的關(guān)注重點(diǎn)，進(jìn)行氨氣濃度逐時(shí)測試，圖4 為同時(shí)段男廁的服務(wù)人數(shù)與氨氣濃度隨時(shí)間的變化。由圖4 可得，在測試時(shí)段，隨著男廁服務(wù)人數(shù)的減少，氨氣濃度有降低的趨勢。測試時(shí)間內(nèi)，氨氣濃度均在1.5 ppm 以上，最高3.05 ppm，最低1.65 ppm。整個(gè)男廁的氨氣濃度都滿足《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的三類廁所氨氣濃度限值（低于3.95 ppm）。

圖4 候車室未改造男廁01 測點(diǎn)氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)的逐時(shí)波動(dòng)情況

2）女衛(wèi)生間氨氣濃度分布特性

未改造衛(wèi)生間女廁不同高度氨氣濃度的測試結(jié)果如圖5 所示。

測試結(jié)果表明，女廁氨氣濃度范圍在0.27～0.46 ppm 間，在高度方向上沒有明顯的分層，原因可能是未改造女廁服務(wù)人數(shù)較多，使用頻率較高，其內(nèi)空氣上下流動(dòng)，因此氨氣濃度在高度上沒有明顯分布規(guī)律。女廁各測點(diǎn)中測點(diǎn)22 的氨氣濃度最高，因此將22 點(diǎn)作為女廁關(guān)注重點(diǎn)，進(jìn)行氨氣濃度逐時(shí)測試，同時(shí)段女廁服務(wù)人數(shù)與氨氣濃度隨時(shí)間的變化如圖6 所示。

圖5 候車室未改造女廁不同高度氨氣濃度分布曲線

圖6 候車室未改造女廁氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)的逐時(shí)波動(dòng)情況

測試時(shí)段內(nèi)，女廁氨氣濃度最高值為0.78 ppm，出現(xiàn)在18-19 時(shí)段，最低值為0.44 ppm，出現(xiàn)在12-13時(shí)段。由圖6 可知，23 日18:00-20:00 時(shí)段內(nèi)，氨氣濃度隨服務(wù)人數(shù)降低而降低，但23 日13-18 時(shí)段內(nèi)，如廁人數(shù)未變的情況下，氨氣濃度逐漸升高，分析原因可能是由于女廁內(nèi)排風(fēng)量不足，室內(nèi)氨氣積累引起。整個(gè)女衛(wèi)的氨氣濃度滿足了《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 17217-1998 中規(guī)定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。

3）男女衛(wèi)生間氨氣濃度對比分析

由未改造男、女廁的測試結(jié)果可知，男廁氨氣濃度遠(yuǎn)高于女廁，約為同時(shí)段女廁氨氣濃度的3 倍，一是因?yàn)槟袔褂萌藬?shù)高于女廁，二是因?yàn)樾”銋^(qū)與大便區(qū)排水系統(tǒng)不同，從與保潔員的溝通過程中了解到，小便斗排水管偏細(xì)，與大便區(qū)相比，發(fā)生堵塞時(shí)更難疏通。

3.2 已改造衛(wèi)生間

3.2.1 衛(wèi)生間測點(diǎn)布置

候車室已改造衛(wèi)生間內(nèi)部布局及測點(diǎn)布置如圖7（圖中虛線示意廁位上部靠墻燈管，以及上部條形排風(fēng)位置）所示。

圖7 候車室已改造衛(wèi)生間平面布局圖

3.2.2 氨氣濃度測試結(jié)果及分析

對所調(diào)研衛(wèi)生間的男女廁進(jìn)行氨氣濃度測試，包括不同高度（0.3 m，0.9 m 和1.7 m）及濃度隨時(shí)間的變化情況。

1）男廁氨氣濃度分布特性

如未改造衛(wèi)生間的測量過程，01 點(diǎn)的氨氣濃度略高，因此選取01 點(diǎn)作為重點(diǎn)測量，得到01 點(diǎn)0.9 m 高度處氨氣濃度與男廁服務(wù)人數(shù)隨時(shí)間變化情況，如圖8 所示。

圖8 候車室已改造男廁氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)的逐時(shí)波動(dòng)情況

測量結(jié)果表明，隨著時(shí)間推移，氨氣濃度在0.5 ppm 上下波動(dòng)，滿足了《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 17217-1998 中規(guī)定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)的變化未呈現(xiàn)相關(guān)性，可能是該衛(wèi)生間服務(wù)人數(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到最大服務(wù)能力，且排風(fēng)系統(tǒng)效果較好的原因。

2）女廁氨氣濃度分布特性

選取01 點(diǎn)為女廁的氨氣濃度測量點(diǎn)，該點(diǎn)0.9 m高度處氨氣濃度與女廁服務(wù)人數(shù)隨時(shí)間變化情況見圖9。數(shù)據(jù)測試結(jié)果表明，女衛(wèi)生間氨氣最高濃度為0.42 ppm，氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)同樣未呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性，整個(gè)女衛(wèi)的氨氣濃度滿足了《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 17217-1998 中規(guī)定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm）。

圖9 候車室已改造女廁氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)的逐時(shí)波動(dòng)情況

3）男女廁氨氣濃度對比分析

將男、女廁氨氣濃度測量結(jié)果對比可知，同時(shí)刻男廁氨氣濃度略高于女廁，平均值約為女廁的1.3 倍，服務(wù)人數(shù)約為女廁的1.5 倍，均滿足了《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 17217-1998 中規(guī)定的二類廁所氨氣濃度限值要求（低于1.318 ppm），但并未達(dá)到一類廁所氨氣濃度限值要求（0.395 ppm）。

4 通風(fēng)量測試

4.1 未改造衛(wèi)生間

由于頂部排風(fēng)口測量風(fēng)速存在一定困難，本次選擇測量進(jìn)風(fēng)口門洞處的風(fēng)速及面積，按照質(zhì)量守恒原理，計(jì)算排風(fēng)口的風(fēng)量。采用對角線法對門洞不同位置的風(fēng)速進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表2 所示。候車室未改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.3 m×1.4 m，已改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.4 m×1.4 m。

表2 未改造衛(wèi)生間排風(fēng)量測量

將得到的未改造衛(wèi)生間男女廁換氣次數(shù)與《鐵路旅客車站設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10100-2018 規(guī)定的15～20 次/h的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)對比如表3 所示，候車室未改造衛(wèi)生間男女廁換氣次數(shù)均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

表3 未改造衛(wèi)生間換氣次數(shù)及評(píng)價(jià)結(jié)果

4.2 已改造衛(wèi)生間

候車室已改造男、女廁門洞尺寸為高×寬=2.4 m×1.4 m，采用對角線法對門洞不同位置的風(fēng)速進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表4 所示。

表4 已改造衛(wèi)生間排風(fēng)量測量

計(jì)算的改造后男女廁換氣次數(shù)分別為20 次和12.4 次，兩衛(wèi)生間數(shù)值差異較大，可能是由于男女衛(wèi)生間排風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率不同而使風(fēng)量有所不同。將計(jì)算所得已改造衛(wèi)生間男女廁換氣次數(shù)與《鐵路旅客車站設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10100-2018 規(guī)定的15～20 次/h 的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)對比如表5 所示，男廁換氣次數(shù)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而女廁換氣次數(shù)稍低于標(biāo)準(zhǔn)。

表5 候車室已改造衛(wèi)生間換氣次數(shù)及評(píng)價(jià)結(jié)果

5 未改造和已改造的衛(wèi)生間測試結(jié)果對比分析

對候車室未改造和已改造衛(wèi)生間的測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并列于表6。由前述可知，未改造衛(wèi)生間排風(fēng)形式為單獨(dú)上排風(fēng)，排風(fēng)量折合換氣次數(shù)為6.4～8.37 次/h。在測試時(shí)段，氨氣濃度與廁所服務(wù)人數(shù)有較強(qiáng)相關(guān)性。男廁為1.65～3.05 ppm，女廁為0.44～0.78 ppm。已改造男、女衛(wèi)生間服務(wù)人數(shù)分別為9.5 和10.4 人/(廁位.h)，采用上排風(fēng)+下排風(fēng)的方式，排風(fēng)量折合換氣次數(shù)男衛(wèi)生間為20 次/h，女衛(wèi)生間為12.4 次/h,為未改造衛(wèi)生間的2～3 倍。女廁氨氣濃度為0.31～0.42 ppm，男廁氨氣濃度為0.48～0.51 ppm，最高污染物濃度為未改造衛(wèi)生間的17%～54%，因此已改造衛(wèi)生間的室內(nèi)環(huán)境整體優(yōu)于未改造衛(wèi)生間。由于男衛(wèi)生間與女衛(wèi)生間上下排風(fēng)量的比重不同（見圖7），下排風(fēng)量比重女廁高于男廁，因此在男廁服務(wù)人數(shù)少且排風(fēng)量高的情況下，污染物濃度卻高于女廁，說明下排風(fēng)效果較優(yōu)。

表6 候車室未改造和已改造衛(wèi)生間測試結(jié)果對比

6 結(jié)論

1）未改造衛(wèi)生間采用單獨(dú)上排風(fēng)方式，排風(fēng)量折合換氣次數(shù)為6.4～8.37 次/h，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。在測試時(shí)段，氨氣濃度與廁所服務(wù)人數(shù)有強(qiáng)相關(guān)性。女廁氨氣濃度為0.44～0.78 ppm,男廁氨氣濃度為1.65～3.05 ppm。

2）已改造衛(wèi)生間采用上排風(fēng)+下排風(fēng)的方式，排風(fēng)量折合換氣次數(shù)男衛(wèi)生間為20 次/h，女衛(wèi)生間為12.4 次/h，為未改造衛(wèi)生間的2～3 倍。因此，受排風(fēng)量，排水系統(tǒng)通暢性及服務(wù)人數(shù)等因素共同影響，氨氣濃度與服務(wù)人數(shù)未呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。女廁氨氣濃度為0.31～0.42 ppm，男廁氨氣濃度為0.48～0.51 ppm，最高污染物濃度為未改造衛(wèi)生間的17%～54%，室內(nèi)環(huán)境整體優(yōu)于未改造衛(wèi)生間。

3）男衛(wèi)生間下排風(fēng)量比重小于女衛(wèi)生間，導(dǎo)致男廁污染物濃度高于女廁，因此下排風(fēng)效果較優(yōu)。