體育場館內(nèi)微環(huán)境污染的來源種類及控制對策①

李峰 呂永安

(西安建筑科技大學體育學院 陜西西安 710055)

作為大空間建筑的一種形式，現(xiàn)代體育館的布局和功能由單項向綜合性、相對集中的建筑群體發(fā)展，由單一功能轉(zhuǎn)變?yōu)閺秃瞎δ埽虼藞鲳^內(nèi)的環(huán)境很大程度上會影響運動員的健康狀況，尤其是在運動應激狀態(tài)下，當館內(nèi)空氣中污染物的含量超過了人體所能適應或正常的生理范圍后，就會引起感覺不適，生理生化功能障礙[1]。隨著人們對綠色體育的追求，體育場館理念的革新也體現(xiàn)了綠色、健康的特點。體育場館的室內(nèi)環(huán)境問題來源和傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境污染問題有些類似，但也有其獨特的特點。如何針對這種污染的特殊性提出相應的應對措施是保證館內(nèi)空氣質(zhì)量的關鍵，因此，該文對各種污染然來源及解決的方法做一綜述，為體育場館內(nèi)空氣污染的治理提供一定的理論依據(jù)。

1 體育場館內(nèi)微環(huán)境的組成要素及其標準

體育場館微環(huán)境是從空間的尺度來定義，具體表現(xiàn)為體育館內(nèi)物理環(huán)境（聲、光、電、磁等）、器械（運動設備）、陳設（館內(nèi)裝修）等為主的環(huán)境；從環(huán)境與健康領域來說，是指體育館與館內(nèi)人員所形成的人—物環(huán)境，包括室內(nèi)微環(huán)境與體內(nèi)微環(huán)境[2]。通常認為館內(nèi)微環(huán)境生態(tài)平衡應包含溫度環(huán)境、濕度環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)環(huán)境[3]。而體育場館內(nèi)空氣品質(zhì)可以用“五度”概況，即溫度、濕度、清潔度、照度、新鮮度。

1.1 體育場館溫、濕度的特點

作為反映人舒適度的重要參數(shù)，溫度和濕度是影響人體熱感覺、熱舒適的最主要的兩個因素。我國《體育館衛(wèi)生標準》GB9668—1996規(guī)定了相對濕度為40%～80%，規(guī)定了冬季采暖地區(qū)的溫度應大于等于16℃，我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》GB18883—2002則規(guī)定了夏季室內(nèi)溫度應為22℃～28℃。大型體育場館可以通過現(xiàn)代空調(diào)技術(shù)滿足館內(nèi)人員對舒適度的要求，可是采用集中式中央空調(diào)時，如何節(jié)能是綠色體育場館面臨的重要挑戰(zhàn)。運動項目的不同也要求體育場館環(huán)境要隨之調(diào)節(jié)，人們對比賽和觀賽的舒適度要求越來越高，如何在保證引入一定新風量以滿足人們舒適性要求的前提下達到節(jié)能減排的目的，是未來綠色、智慧體育館發(fā)展的方向。例如，室內(nèi)游泳池，為了保證運動員比賽的舒適性，館內(nèi)空氣溫度、風速和相對濕度都必須保證在一定的數(shù)值范圍。如果空氣溫度過低，運動員從水中出來便會發(fā)生顫抖；通風方面，因游泳池的池水不斷蒸發(fā)，館內(nèi)余濕量較大，需要及時采取通風措施，尤其是在冬季，余濕量會散發(fā)到空氣中形成水霧，使圍護結(jié)構(gòu)表面結(jié)露。再比如，當進行冰球賽時，也必須采用通風和空調(diào)的方法解決冰面起霧和圍護結(jié)構(gòu)結(jié)露的問題[4]。因此，研究體育館內(nèi)溫濕度的合理控制，對建設綠色、智慧體育館這樣的高大空間具有重大的意義[5]。

1.2 體育場館內(nèi)空氣的清潔度

物理污染、化學污染、生物污染、放射性污染源是四大空氣污染類型，同時也是體育場館內(nèi)環(huán)境污染的主要來源。我國《體育館衛(wèi)生標準》GB9668—1996規(guī)定了室內(nèi)空氣中的可吸入顆粒物（PM10）應≤0.25mg/m3；細菌總數(shù)（撞擊法）應≤4000cfu/m3；甲醛應≤0.12mg/m3；二氧化碳應≤0.15%。另外，我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》GB188832002還規(guī)定與引入了新風有關的二氧化硫、二氧化氮、臭氧及氨、苯系物、TVOC等污染物的允許濃度。2006年，我國衛(wèi)生部印發(fā)的《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》針對于集中空調(diào)通風系統(tǒng)出風口的細菌總數(shù)與真菌總數(shù)都做出了規(guī)定，其數(shù)值不能大于500cfu/m3，PM10應≤0.15mg/m3。生物污染因子在室內(nèi)空氣中積聚的濃度越高，人體被傳染上相關疾病的危險性就越大[6]。

1.3 體育館內(nèi)的照度

由于體育館多為封閉型建筑，因此館內(nèi)的采光問題對比賽和訓練來說就顯得非常重要。體育館內(nèi)照度要求為1lux，比賽時觀眾席的照度要求大于5lux。體育中心建筑外部空間比較開敞，隨著四季變換，陽光的不同角度照射，可以產(chǎn)生不同的光感，使建筑群體外部空間更顯層次感，視覺效果更佳。當前體育館的設計建造技術(shù)可以滿足白天和夜晚的比賽照明需求，但是長期處于人工光線環(huán)境中人也會因此產(chǎn)生心理和身體上的不適感。因此，在體育館的設計中應多使用便于自然采光的屋頂或側(cè)高窗設計，盡量減少人工照明時間，多采用自然光線。針對于特定的比賽項目，為了避免眩光、強光直射現(xiàn)象對比賽造成破壞，從而影響運動員正常水平的發(fā)揮，需要對光線進行特殊處理。

1.4 體育場館內(nèi)空氣的新鮮度

空氣的新鮮度是空氣品質(zhì)的另一個重要指標[7]，隨著體育科學的發(fā)展、人們健康意識的提高、科技的進步、運動員和觀眾對比賽時體育場館內(nèi)環(huán)境的追求，綠色、智慧體育場館的理念深入人心，其目的也是實現(xiàn)與促進人、建筑和自然三者之間高度的和諧統(tǒng)一。對于體育館內(nèi)人員來說，無論是運動員還是觀眾，總是希望通過引入新風，達到一定的舒適度，而從功效上來說，引入新風的主要目的是通過稀釋館內(nèi)空氣污染物，使館內(nèi)空氣中的氧氣與二氧化碳的比例盡可能接近大氣中的自然狀態(tài)，從而保證室內(nèi)空氣新鮮度[8]。《體育館衛(wèi)生標準》GB9668—1996規(guī)定了觀眾席的新風量應每人≥20m3/h。研究證明，在人群密度大且相對封閉的室內(nèi)，二氧化碳的增加量和氧氣的減少量相比，前者對人體健康造成的影響遠遠大于后者[9]。

2 體育館內(nèi)微環(huán)境污染的特征及其危害

與城市環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境等宏觀環(huán)境相比，體育館內(nèi)微環(huán)境有著獨特的特征：第一，影響因子多且變化多樣，主要體現(xiàn)在空氣品質(zhì)多變、熱濕環(huán)境變化大、氣流組織分布形式多樣、光環(huán)境不穩(wěn)定、噪聲來源廣、放射性物質(zhì)難測、微生物指標多樣等多種因素；第二，場館多為封閉或半封閉狀態(tài)，與外界環(huán)境交換少，擴散和稀釋能力差；第三，場館內(nèi)暴露人群變化大、人員承受能力差異大；第四，人體暴露時間長；第五，微環(huán)境的影響因子對健康損害機理復雜，閾值劑量尚不清楚。館內(nèi)環(huán)境中的絕大多數(shù)污染物都是借助于空氣傳播，可以引起各種刺激癥狀和過敏反應，即建筑物綜合征(SBS)[10]、建筑物關聯(lián)癥(BRI)和多元物質(zhì)過敏癥(MCS)，通過人的呼吸和皮膚對人體造成危害[11]，因此，室內(nèi)空氣質(zhì)量毋庸置疑成了室內(nèi)環(huán)境問題的研究重點。

2.1 體育館內(nèi)物理污染及其危害

體育館內(nèi)物理性的污染主要包括噪音污染、光污染、熱污染、水污染等。噪音污染主要有體育館舉行比賽、文藝演出和車輛交通所產(chǎn)生的噪聲，極易造成頭暈、耳鳴和包括噪聲性耳聾在內(nèi)的聽覺疲勞、感音神經(jīng)性聽力減退，以及記憶力減退、注意力不集中、心悸、乏力、失眠等植物神經(jīng)功能紊亂和貧血等[12]。體育館內(nèi)熱污染主要是指室外熱空氣和室內(nèi)空調(diào)及人員活動產(chǎn)生熱量的累積效應超過了人體所能適應的熱舒適范圍而對人體產(chǎn)生的不良效應[13]。熱污染會對館內(nèi)人員的心理產(chǎn)生不利的影響，從而影響訓練或比賽成績。體育館水污染主要是場館運行過程中人員用水及器械運營的消耗用水，如果處理不當會造成循環(huán)水污染，從而造成病菌的滋生。

2.2 體育館內(nèi)化學污染及其危害

體育館內(nèi)空氣中各種化學物質(zhì)最為繁多，主要包括甲醛、苯系物、氨氣、總揮發(fā)性有機物、氡及其子體和懸浮顆粒物等，其污染及對健康的影響是當前最為活躍的研究熱點[14]。各種化學物質(zhì)污染的來源主要是塑膠地板、聚氨酯跑道海綿墊，以及大量的觀眾、運動員、教練員所產(chǎn)生大量的二氧化碳、氨污染?？蓪е律虾粑来碳ぐY狀、局部呼吸道黏膜免疫調(diào)節(jié)異常和吞噬、清除病毒、細菌等異物的功能下降，很容易誘發(fā)下呼吸道即氣管、支氣管及肺部的炎癥反應和感染，累及整個呼吸系統(tǒng)。尤其是芳香烴類等兩種以上化學物質(zhì)蓄積時，可致中毒癥狀，不僅損傷局部黏膜，還可能出現(xiàn)耳鼻咽喉的異常表現(xiàn)，進而影響全身。PM10和PM2.5對人類的危害非常嚴重，PM2.5微粒是非常小的顆粒，可以直接沉積在肺里。這些污染的特點是成分比較復雜，濃度不是特別高，但是作用時間比較長，對館內(nèi)人員的健康造成急性和慢性的損害。

2.3 體育館內(nèi)生物污染因素

體育館內(nèi)空氣生物污染因子主要包括細菌、真菌（包括真菌孢子）、花粉、病毒、生物體有機成分等。室內(nèi)生物污染因子的來源具有多樣性：有的生物污染因子來自室外并隨空氣進入室內(nèi)[15,16]；有的建筑材料會形成向室內(nèi)釋放生物污染物的污染源，如浴室、衛(wèi)生間管道內(nèi)，環(huán)境的相對濕度比較高，室內(nèi)的建筑材料和設備容易孳生細菌和真菌等微生物，一般來說，當空氣中致病性物質(zhì)達到感染劑量時，往往會引起傳染病、過敏性疾病、致癌及致突變，并且還會隨著患者打噴嚏、咳嗽等生理活動形成二次生物氣溶膠并加以傳播。

2.4 體育館內(nèi)放射性污染

放射性污染是建筑用混凝土、瓷磚等所產(chǎn)生的污染，初次還會產(chǎn)生很多的射線，對人體產(chǎn)生很大的影響作用。電磁輻射長時期大劑量充斥室內(nèi)空間會影響人的免疫、生殖和代謝功能，由于能破壞人體所固有的生物電流及其磁場，進而引起體內(nèi)微環(huán)境生態(tài)平衡失調(diào)，使神經(jīng)系統(tǒng)和體液調(diào)節(jié)功能紊亂，出現(xiàn)頭疼、乏力、疲倦、煩躁、易激動、失眠等[17]。

3 體育館內(nèi)微環(huán)境污染的防范措施

體育館內(nèi)部空氣質(zhì)量的好壞，直接影響到運動員的比賽情緒和觀眾的觀賞心情。解決這一問題，首先必須處理好建筑中的自然通風換氣問題，使建筑能“自然”“自由”的呼吸。為了確保給場館內(nèi)人員提供一個良好的空氣品質(zhì)環(huán)境，減少館內(nèi)非訓練因素對運動員訓練及比賽造成不利的影響，需要采取科學、有效的應對措施來防范場館運營過程中所產(chǎn)生的各種不利因素。第一，要處理和避免活動空間的噪聲，除了對館外環(huán)境做相應的規(guī)劃調(diào)整以保證較少的噪聲影響外，還應該做好內(nèi)部的聲環(huán)境設計，比如在比賽廳周圍的圍護結(jié)構(gòu)中，應設置一定的隔音、吸聲處理。第二，由于體育館人流量比較大的特點，在舉辦大型體育賽事的時候，比賽場地的空氣更新這一問題就顯得尤為突出，盡量采用自然通風，及時更新場館內(nèi)的空氣，營造潔凈、清新的比賽環(huán)境，也可以在一定程度上緩解觀眾和運動員急躁的心理；在觀眾廳中，如果不注意通風換氣的設計，很容易造成室內(nèi)的空氣污染，進而影響人們觀賽心情和運動員比賽狀態(tài)。第三，針對館內(nèi)生物污染，研究各種污染源的散發(fā)特性、傳播機理、相互耦合作用的形式及特點、人群健康效應暴露—反應關系的定量評價、室內(nèi)生物污染多指標風險評估體系才是有效控制建筑室內(nèi)生物污染的前提條件和重要基礎。

4 體育館內(nèi)微環(huán)境的研究趨勢

第一，室內(nèi)環(huán)境生物污染物種類繁多，大小不一，且分布廣泛，還因人員活動千差萬別而有所不同。因此，針對不同類型建筑的不同功能區(qū)域開展建筑室內(nèi)配套的污染現(xiàn)場測試技術(shù)、方法、設備、標準及館內(nèi)污染模擬與優(yōu)化設計技術(shù)的研究才是有效實現(xiàn)管內(nèi)空氣污染控制的關鍵所在。

第二，建立館內(nèi)空氣污染風險評估體系。對大量不同功能類型的場館污染狀況進行調(diào)查、檢測，系統(tǒng)地研究館內(nèi)污染源種類、污染來源、污染途徑、污染機制、運動人群暴露水平，進而系統(tǒng)地針對體育場館污染健康危害及暴露，建立一套適合我國體育場館污染的多指標風險評估體系。

第三，根據(jù)污染物的傳播機理、擴散規(guī)律、運動人群暴露特點，研發(fā)相應的消毒除菌設施、設備和健康材料及技術(shù)。

總之，針對于大空間體育場館內(nèi)空氣質(zhì)量的研究，目前仍有許多亟待解決的問題，為了給館內(nèi)人員營造一個良好空氣質(zhì)量的環(huán)境，使運動員在訓練和比賽時盡量少受非自身因素的影響，應該綜合各方面的條件，采取各種措施來保證館內(nèi)的空氣質(zhì)量。