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航空小知識

如何提升客艙空氣質量

時間:2020年12月04日   來源:《大飛機》雜志
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  飛機客艙這種半密閉空間內,空氣質量與乘客、機組人員的健康及對舒適性的感受息息相關。因此,近年來飛機制造商已將良好的客艙空氣品質作為飛機設計的重要目標。

 

  氣態污染物水平現狀

  除了由于高污染引起的突發事件,常規運行的航班客艙內也存在低濃度的各類氣態污染物。相較于其他環境諸如家庭住宅、學校教室等,飛機客艙具有高人員密度、高材料負載率、半密閉空間等特征??傮w來看,影響客艙內化學污染物暴露的因素主要有以下幾類:

  首先是地面等候階段的機場空氣環境。機場的空氣污染,如飛機、汽車的尾氣等是航班等候階段的主要污染物來源。由于室外空氣未經過濾直接進入艙內,空氣中的污染物,如有機化合物(VOCs)和臭氧會直接被帶入艙內。

  第二是艙內飾面材料??团搩缺诿?、天花板、座椅、地毯,各組件連接處的膠合劑及表面漆等都會散發有機化學污染物,類似于家裝建材,是飛機客艙環境中的穩定散發源。

  第三是客艙服務。為營造舒適的乘機體驗,餐飲服務和定期清潔服務必不可少??团搩燃訜岵褪车倪^程、乘客用餐的過程、座椅套表面清潔劑的殘留、長途航班出入境時噴灑的殺蟲劑等一系列必要的航空服務過程,都是客艙內部間歇性氣態化學污染物的短期強散發源。

  第四是客艙內的人員。高人員密度是客艙環境的典型特征之一。人員本身也是揮發性VOCs的散發源。另外,客艙里的人員所使用的化妝品、香水等產生的刺激性氣味也是特定的VOCs??团摥h境中,尤其是鄰座、前后排乘客自身所散發的VOCs會對客艙空氣質量以及乘客的乘機滿意度帶來直接的影響。

  第五是通過客艙環控系統進入客艙的污染物。液壓油、燃油等的蒸發和燃燒產物可能通過環控系統進入客艙內。

  第六是其他化學反應?,F有研究表明,約有15%的客艙內VOCs是由化學反應二次生成的。雖然現有飛機均配備了臭氧轉換器來控制臭氧濃度,但客艙內的臭氧濃度是否已經低到可以忽略臭氧化反應的產生尚有待研究??团搩?,角鯊烯與臭氧反應生成臭氧副產物,主要包括壬醛、癸醛等醛類VOCs和超細顆粒物,而這些臭氧化副產物與人體健康和客艙空氣氣味密切相關。

  可見,由于客艙內氣態污染物,尤其是VOCs的多源性和其自身種類及化學反應的多樣性、復雜性,客艙中可揮發性有機物的相關研究亟待深入。為研究艙內VOCs及其對乘客和機組人員的健康、舒適性感受的影響,國內外相關學者已展開了一系列調研。例如,英國克蘭菲爾德大學在2007?2010年間對5種不同機型的100架航班的空氣質量進行了采樣分析,發現所檢測的VOCs中檸檬烯和甲苯的含量最高。

 

  營造客艙潔凈空氣

  健康暴露指標是衡量客艙空氣的一個重要指標。在飛機客艙環境中,健康暴露基于呼吸為主要暴露途徑的假設,呼吸吸入劑量即為總吸入劑量,可以根據實際濃度計算得到致癌風險系數和非致癌危害指數。目前,更多情況是根據預設的危害風險系數,反算得到相應物質的濃度限值。

  盡管一直有乘客與機組人員關心由于客機客艙的空氣質量不好會對健康造成負面影響,但迄今為止仍未有研究能夠非常清晰地量化艙內污染對乘客和機組人員健康的影響。

  從目前的研究來看,狹義的舒適性指的是污染物引起的“不舒適狀態”,例如刺激性和氣味。飛機內獨特的艙室環境(如氣壓降低、相對濕度低、臭氧、一氧化碳、殺蟲劑、揮發性有機化合物和生物制劑等氣態污染物的暴露風險)會導致干眼癥和較低的舒適程度。

  另外,狹小空間內,鄰座異味及短暫的其他氣味感知均會帶來人體刺激性,從而引起乘客的“氣味抱怨”。而人體氣味感知主要與各個化合物對人體本身的嗅閾值相關,不同VOCs氣味閾值不同(如部分醛類物質氣味易被人體感知),不同人員對相同氣味的感知力差異也很大,且多種VOCs混合后與人員感知關系尚不明確。

  一般來說,上述問題可以通過從源控制、客艙通風及空氣凈化等手段來實現。但在實際操作中,一些污染源由于技術等原因無法在短時間內得到有效改善,如目前已有的活性炭型空氣過濾器的氣態污染物凈化效率和使用壽命往往不盡如人意,是否有更合理的客艙通風、凈化方式是值得進一步探索的問題。

  與建筑室內環境相比,涉及客艙內空氣質量尤其是針對VOCs濃度限值的法規和標準很少。目前可找到的關于飛機客艙VOCs污染水平規定參考值主要來源于歐洲航空工業協會和俄羅斯的相關標準。歐洲標準考慮到了客艙中污染物的可能來源,選取了飛機運行過程中產生的幾種標志化合物,如丙酮。俄羅斯民航還對甲醛、甲苯、汽油蒸汽、礦物潤滑油蒸氣及浮質、合成潤滑油蒸氣及浮質、丙烯醛、苯酚、甲醛等進行了規定。

  其他相關標準,如美國聯邦航空規章FAR25-2017,以及中國民用航空規章CCAR25-2016,僅規定了部分氣態污染物(如O3,CO,CO2),而未給出VOCs的相關指標,國標GB9673-1996《公共交通工具衛生標準》中,同樣對飛機客艙的VOCs濃度限值沒有要求。

  當今時代,人們坐飛機出行的次數越來越多,在客艙中的時長與次數持續增長,為保證一個更安全、更健康、更舒適的客艙環境,未來亟待建立一個控制商業航班艙內污染物的行業標準。

  筆者認為,新標準對飛機客艙中的污染物濃度應當分適用場景、分級別進行設置,如安全值(短期暴露)、健康值(基于長期健康暴露)、舒適值(基于人員氣味感知)等。截至目前,國際上尚無完善的商用飛機客艙內污染物行業標準,提出并建立合理的適航標準是引領行業發展的重要契機,也是一個全新的挑戰,對增強國產飛機市場競爭力具有重要戰略意義。

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