清新空气,共筑健康天空——解读WHO的空气质量指南(PM2.5部分)& 主流建筑标准的PM2.5要求比较

August 23rd, 2023 18:18

随着疫情阴霾的散去,我们对空气这一传播疾病的重要媒介有了更深刻的认知。与此同时,频繁来袭的沙尘暴等自然灾害也使我们更加警觉,逐渐意识到了空气污染物带给人体健康的深远影响。因此,空气质量已成为当今社会备受瞩目的焦点之一。

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常见的空气污染物主要含气态物质(如一氧化碳、氮氧化物等)、挥发性物质(如苯、甲醛等)和颗粒物质(如PM2.5和PM10)。

“难以置信的是,几乎全球所有人口(99%)呼吸的空气超过了世界卫生组织的指导限值,含有高水平的空气污染物 。”

- WHO

对此,世界卫生组织(World Health Organization,以下简称WHO)于2021年发布了更新后的全球空气质量指南(Global Air Quality Guidelines,以下简称AQG),系统性地为全球范围内的空气质量管理难题提供了指导方向。本文将详细解读该指南中针对PM2.5的指导部分,并比较主流建筑标准中的PM2.5要求。

微小但致命的PM2.5

PM2.5指的是空气中那些微米级别的颗粒物(直径小于或等于2.5微米),具有在在大气中停留时间长、传播范围广的特点。它们携带的有毒有害物质可以轻易地渗透进人类的呼吸系统和血液循环系统,引发诸如心血管疾病、肺癌等多类健康问题。

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Photo by Kristen Morith on Unsplash, Edited by Ryan Ni

起初,人们主要将PM2.5的讨论局限于亚洲国家。然而,随着山火等自然灾害的频繁发生,PM2.5的影响已经逐渐扩展到了如北美、澳洲等地。

“2020年的加州山火,全州的平均PM2.5浓度比2019年显著增加了358%。”

- Data from Kaiterra

这一现象告诉我们,对PM2.5的关注需超越特定地区的范畴,因为它已然成为了一个全球性的重要议题。

专注于守护健康的WHO空气质量指南

AQG是世界公认的权威空气指导标准,于2005年首次面世,就造成健康风险的主要空气污染物设定了阈值和极限值。

AQG规定的阈值为各国政府提供了明确指导和科学依据,以确保国家的整体空气质量可以控制在适当的范围内。在这份指南的背后,AQG引入了两个重要的概念:

  • “Annual Average”(年均浓度)和“24-Hour Average”(日均浓度)

  • “Interim Target”(临时目标)

年均浓度与日均浓度为空气质量设定了时间尺度下的目标,可以适应不同的暴露时间,而临时目标则为各国政府提供了逐步实现良好空气质量的阶段性目标,为长期的空气质量改善奠定基础。

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Photo by WHO, Edited by Ryan Ni

随着全球空气污染数据不断扩充,以及空气污染物对健康影响的研究报告持续涌现,WHO在2016年启动了对首版AQG的更新工作,并于2021年发布了全新版本。在2021版的AQG中(此处特指PM2.5部分),WHO新增了一项临时目标(临时目标4),并修订了最终的AQG水平阈值(10 μg/m3 - 5 μg/m3 & 25 μg/m3 - 15 μg/m3)。这一系列的改进使得新版AQG更加契合当前全球的实际形势,也更富有可实施性。

看懂年均值和24小时均值

“长期或短期接触PM2.5均会对人体健康带来不同程度的影响。比如,长期暴露下,肺功能下降、慢性支气管炎等健康问题逐渐显现,而短期暴露则会诱发哮喘或急性支气管炎等突发性疾病。”

- U.S. National Park Service

AQG科学地将PM2.5的浓度限制按暴露时间的长短划分成了两种不同的平均浓度指标,即“Annual Average”(年均浓度)和“24-Hour Average”(日均浓度)。

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Photo by WHO-air-quality-and-health), Edited by Ryan Ni

在实际应用中,“年均浓度”更适合政府参考。这个指标能反映人们长期生活中受到的PM2.5污染水平,为评估慢性疾病的发展和长期潜在的健康风险提供支持。因此,政府可以基于年均浓度数据来制定相应政策,确保国家的空气环境能维持在最健康的浓度水平。

相较之下,“日均浓度”则更适合企业、组织或个人。其更高的监测敏感性可捕捉短期内的空气质量波动和突发事件,增强使用者对于应对突发事件的能力,同时还反映出企业或组织队对员工健康的关切。

在管理建筑环境中的空气质量和进行健康评估时,我们建议同时考虑年均浓度日均浓度。这样的综合视角赋予我们从不同的时间尺度审视室内空气质量的能力,以应对不同季节(如春季的沙尘暴)或紧急状况(如突发性山火)下的需求,制定出更为精准的改善策略。

看懂临时目标

若让大多数发展中国家在短时间内达到AQG所建议的浓度标准,此或为不切实际之举。举例而言,2022年新德里的PM2.5年均浓度为99.7μg/m3,若欲其直接降低至AQG所倡导的年均浓度5μg/m3,实属难以企及的任务。

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Photo by piet keitel on Unsplash

鉴于这样的现实,AQG引入了“Interim Target”(临时目标)的概念,旨在将空气质量改善过程分解为阶段性的目标,为政府或其他相关方提供明确指引,使得空气污染能在特定时间内得到更加具体和实际的治理,为长期的空气质量改善奠定基础。

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Photo by WHO-air-quality-and-health), Edited by Ryan Ni

“临时目标”通常更适用于那些空气质量问题相对严峻并需要加速改善的国家或地区。这些国家可能在短期内难以实现理想的最终空气质量标准,但为了减少空气污染对人体健康的影响,有必要在改善过程中设定阶段性的目标来逐步降低污染水平。因此,以下地区,临时目标更具有实际意义:

  • 高污染地区:那些污染源复杂、污染物浓度较高的城市或地区,需要更明确的逐步改善措施。临时目标可以帮助这些地区在较短时间内针对性的改善空气质量,降低对居民健康的威胁。

  • 新兴经济体:一些新兴经济体在经济高速增长的同时可能面临空气质量恶化的问题。为了避免空气污染问题进一步扩大,设定临时目标可以帮助这些国家在可控范围内进行污染治理。

  • 需长期改善的地区:一些地区可能受到地理、气象等因素的制约,难以改善并维持良好的空气质量。在这些情况下,通过设定临时目标,可以逐步降低污染水平,减少健康风险。

临时目标作为一种灵活的方法,赋予了各国和地区根据自身实际情况和资源制定渐进性措施的自由,以实现最终的目标。

建筑标准的PM2.5要求比较

除了WHO发布的AQG以外,各建筑标准也基于对建筑环境内居住者健康的考虑,制定了有关室内空气质量的阈值。因此,我们将知名建筑标准的PM2.5浓度阈值和AQG的建议浓度做了一个简单对比,详细数据如下图所示:

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Table by Ryan Ni

LEED和WELL有两组数据的原因在于,他们制定PM2.5的限值时考虑了地域差异,为不同环境制定了差异化的指标。在室外污染较严重的地区,LEED和WELL分别制定了低于35μg/m3和25μg/m3的要求;而在室外空气质量较好的地区,标准则分别是低于12μg/m3和15μg/m3。(LEED Reference:LEED v4.1 Interior Design and Construction P64.;WELL Reference

相较之下,Fitwel则以一个简单的方式来评估室内空气质量,针对于PM2.5,仅使用一个12μg/m3的阈值,用以评估室内空气质量是否达到适宜人类健康的浓度值。(Fitwel Reference

然而,上述三个建筑标准均没有明确交代出项目需要用年均浓度还是日均浓度与规定阈值进行对比。另外,还引申出一个审核时长问题,即项目是否仅需在审核日进行一次性审核,又或是进行一段时间的审核后取其均值与阈值进行比较。

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Image by Ryan Ni

不同于其他标准体系,RESET Air 标准是一个持续的认证过程,即在获得认证后,项目仍需要持续不断地进行数据审核,并取日均浓度数据与阈值对比,以确保项目在认证有效阶段始终处于 RESET Air 要求的水平。因此,RESET Air标准主要以污染物的24小时均值来考量建筑环境的空气质量。

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Image by GIGA 循绿

RESET Air 标准仔细划分了建筑环境的空气质量性能表现,将其分为了“基本要求”和“高性能要求”两大类,这也是出于对地区差异的考虑,项目可以自行选择适合的性能目标,增加了认证的灵活性。所以,每个认证项目必须达到“基本要求”所列出的限值,而“高性能要求”则适用于那些追求更优质空气质量的项目。在针对PM2.5的规定中,RESET Air的基本要求是低于35 μg/m3;高性能要求则是低于12 μg/m3。

如何降低室内PM2.5浓度

那么我们应怎样采取一些积极的措施来有效降低室内PM2.5浓度并创造一个更健康的生活环境呢?首要之务便是投资一个室内空气净化器。室内空气净化器可以吸附并稀释室内的污染粒子,是降低室内PM2.5浓度最有效的方法。此外,在室内PM2.5浓度高于室外的情况下,通过通风来稀释也有帮助(例如在厨房和浴室使用排气扇更能迅速去除烹饪和其他活动产生的污染物)。

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另一个极具成效的策略就是关注室内污染源。例如,避免在室内吸烟可以显著抑制PM2.5水平,因为烟草的烟雾是广泛认知的主要来源之一。此外,对于与燃烧相关的活动,如使用蜡烛或熏香,要保持审慎,以防颗粒物质溢散到室内空气中。

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Photo by Possessed Photography on Unsplash

借助上述两种措施,你可以在减少室内PM2.5浓度,为自己和周围的人营造一个更健康的生活环境方面发挥积极作用。


关于 RESET Air

RESET Air 是全球首个基于传感器和性能驱动的建筑标准和认证计划,需要实时监测和报告室内空气质量。建筑和/或空间需要根据标准持续维持健康室内空气质量。RESET Air 是一个全面的标准,包括硬件传感器性能标准、安装维护标准和数据传输标准。

获得 RESET Air 认证的项目必须通过现场审核以及至少连续三个月的数据审核,以确保该项目有能力维持 RESET Air 要求的水平。不同于其它认证体系,RESET Air 认证是一个持续的认证过程,即在获得认证后该项目依旧持续进行数据审核,以确保项目在认证有效阶段始终处于 RESET Air 要求的水平。

想了解更多关于 RESET 空气标准的信息,请访问: https://reset.build/standard/air