城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測城市地下空間作為地面空間的延伸與補充，在現(xiàn)代城市發(fā)展中扮演著愈發(fā)重要的角色。從地鐵、地下商場、停車場到地下管廊、人防工程，其功能日益多元化，承載的人流量與活動強(qiáng)度也不斷增加。然而，相較于地面空間，地下空間的封閉性、通風(fēng)條件受限等特點，使其空氣質(zhì)量問題更為復(fù)雜和隱蔽。一旦污染物積聚，不僅會影響使用者的健康舒適度，長期暴露還可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病、過敏反應(yīng)等健康風(fēng)險。因此，城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測已成為保障公共健康與安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性隨著地下空間開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大而日益凸顯。一、城市地下空間空氣質(zhì)量的特殊性與挑戰(zhàn)地下空間的物理結(jié)構(gòu)與環(huán)境特性，決定了其空氣質(zhì)量問題具有獨特性，也為監(jiān)測工作帶來了多重挑戰(zhàn)。（一）污染物來源的復(fù)雜性地下空間的污染物來源廣泛，可大致分為內(nèi)部產(chǎn)生和外部滲透兩大類。內(nèi)部產(chǎn)生：人員活動：大量人群聚集會產(chǎn)生二氧化碳、水汽，并可能攜帶細(xì)菌、病毒。設(shè)備運行：地下停車場的汽車尾氣（主要含一氧化碳、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs）、地下商場的空調(diào)系統(tǒng)、電梯、發(fā)電機(jī)等設(shè)備運行產(chǎn)生的廢氣與熱量。建筑材料與裝飾：地下空間的墻體、地面、天花板等建筑材料，以及家具、涂料等裝飾材料，可能緩慢釋放甲醛、苯、TVOC等揮發(fā)性有機(jī)化合物。垃圾與衛(wèi)生：若清潔不及時，垃圾堆積、衛(wèi)生間異味等也會成為污染源。外部滲透：地面空氣通過通風(fēng)口、出入口等進(jìn)入地下空間時，可能攜帶地面的污染物，如PM2.5、二氧化硫、臭氧等。地下工程施工過程中，可能引入粉塵、揮發(fā)性氣體等。（二）污染物擴(kuò)散與積聚的封閉性地下空間通常缺乏與外界的自然對流，空氣交換主要依賴機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。這導(dǎo)致：污染物不易擴(kuò)散：一旦產(chǎn)生，污染物容易在局部區(qū)域積聚，形成“死角”。污染物濃度波動大：在人員密集時段（如地鐵高峰、商場節(jié)假日）或設(shè)備集中運行時，污染物濃度會迅速升高；而在非高峰時段，若通風(fēng)系統(tǒng)未及時調(diào)整，濃度可能維持在較高水平。污染物滯留時間長：由于空氣流動性差，污染物在地下空間的滯留時間遠(yuǎn)長于地面，對人體的潛在危害更大。（三）監(jiān)測環(huán)境的復(fù)雜性地下空間的監(jiān)測環(huán)境往往較為復(fù)雜，對監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)提出了更高要求：電磁干擾：地下空間內(nèi)的電力設(shè)備、通信設(shè)施等可能產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，影響監(jiān)測設(shè)備的準(zhǔn)確性。溫濕度變化：地下空間的溫濕度相對穩(wěn)定，但局部區(qū)域（如設(shè)備機(jī)房）可能存在高溫、高濕環(huán)境，對設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命構(gòu)成挑戰(zhàn)。空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜：地下空間的布局多樣，通道、房間、設(shè)備間交錯，需要合理布點才能全面反映空氣質(zhì)量狀況。人員干擾：人流量大的區(qū)域，監(jiān)測設(shè)備可能面臨被碰撞、損壞或人為干擾的風(fēng)險。二、城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測的核心指標(biāo)為全面評估地下空間空氣質(zhì)量，監(jiān)測指標(biāo)需涵蓋物理、化學(xué)、生物等多個維度。以下是一些核心監(jiān)測指標(biāo)：指標(biāo)類別具體指標(biāo)主要來源主要危害物理指標(biāo)溫度(Temperature)人體散熱、設(shè)備散熱、空調(diào)系統(tǒng)影響人體舒適度，過高或過低均不利。相對濕度(RelativeHumidity)人體呼吸、設(shè)備運行、地面滲透過高易滋生霉菌，過低易導(dǎo)致皮膚干燥、呼吸道不適。風(fēng)速(AirVelocity)通風(fēng)系統(tǒng)影響空氣流通效率和人體體感舒適度?；瘜W(xué)指標(biāo)二氧化碳(CO?)人體呼吸、燃料燃燒濃度過高會導(dǎo)致頭暈、乏力、注意力不集中，是室內(nèi)空氣新鮮度的重要指標(biāo)。一氧化碳(CO)燃料不完全燃燒（如汽車尾氣、發(fā)電機(jī)）無色無味有毒氣體，與血紅蛋白結(jié)合能力強(qiáng)，導(dǎo)致缺氧，嚴(yán)重時危及生命。揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)建筑裝飾材料、汽車尾氣、清潔劑種類繁多，部分具有刺激性氣味，長期暴露可能致癌、致畸、致突變。甲醛(Formaldehyde)人造板材、涂料、膠粘劑強(qiáng)烈刺激性氣味，對呼吸道、皮膚有刺激作用，長期接觸可能誘發(fā)癌癥。顆粒物(PM10,PM2.5)室外滲透、內(nèi)部揚塵、燃燒可吸入顆粒物，對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成損害，PM2.5危害更大。氮氧化物(NO?)汽車尾氣、燃料燃燒主要指NO和NO?，對呼吸道有刺激作用，是形成酸雨和光化學(xué)煙霧的前體物。臭氧(O?)室外滲透、室內(nèi)設(shè)備（如復(fù)印機(jī)）強(qiáng)氧化性，對呼吸道和眼睛有刺激作用，加速材料老化。生物指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)人體、垃圾、潮濕環(huán)境反映空氣的衛(wèi)生狀況，過高可能導(dǎo)致呼吸道感染等疾病。真菌總數(shù)潮濕、通風(fēng)不良的環(huán)境可能引發(fā)過敏反應(yīng)，如哮喘、鼻炎。三、城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)與方法針對地下空間的特點，空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。（一）傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)人工采樣與實驗室分析：原理：通過人工使用采樣器（如氣體采樣袋、吸收液采樣管、濾膜采樣器）在特定點位采集空氣樣品，然后帶回實驗室，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、高效液相色譜(HPLC)、離子色譜(IC)、分光光度計等儀器進(jìn)行分析。優(yōu)點：分析精度高，可檢測多種污染物。缺點：耗時較長，無法實時反映空氣質(zhì)量變化；人力成本高；難以實現(xiàn)大面積、多點位的連續(xù)監(jiān)測。便攜式監(jiān)測儀：原理：集成了傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和顯示單元的小型化設(shè)備，可由工作人員攜帶至現(xiàn)場進(jìn)行快速檢測。優(yōu)點：操作簡便，可實時讀數(shù)；適合現(xiàn)場快速篩查和初步評估。缺點：精度相對實驗室分析略低；通常只能檢測有限的幾種指標(biāo)；續(xù)航能力有限。（二）現(xiàn)代智能監(jiān)測技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)、人工智能(AI)等技術(shù)的發(fā)展，在線自動監(jiān)測系統(tǒng)已成為地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測的主流趨勢。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：原理：在地下空間的關(guān)鍵點位（如出入口、人員密集區(qū)、設(shè)備機(jī)房、通風(fēng)口附近）部署大量微型空氣質(zhì)量傳感器。這些傳感器實時采集數(shù)據(jù)（如CO?、CO、PM2.5、VOCs、溫濕度等），并通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)（如LoRa、NB-IoT、4G/5G）將數(shù)據(jù)傳輸至云端或本地服務(wù)器。優(yōu)點：實時性：數(shù)據(jù)實時上傳，可及時發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量異常。連續(xù)性：24小時不間斷監(jiān)測。廣覆蓋：可實現(xiàn)多點位、大范圍監(jiān)測，構(gòu)建“空氣質(zhì)量地圖”。數(shù)據(jù)可視化：通過后臺軟件或APP，可直觀查看各點位的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)、歷史趨勢、預(yù)警信息等。挑戰(zhàn)：傳感器漂移與校準(zhǔn)：傳感器長期使用可能出現(xiàn)漂移，需要定期校準(zhǔn)以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)傳輸與存儲：大量傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要穩(wěn)定的傳輸網(wǎng)絡(luò)和可靠的存儲系統(tǒng)。成本：初期設(shè)備投入和后期維護(hù)成本相對較高。智能分析與預(yù)警系統(tǒng)：原理：基于采集到的海量數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，建立空氣質(zhì)量預(yù)測模型。功能：趨勢分析：預(yù)測未來一段時間內(nèi)空氣質(zhì)量的變化趨勢。異常預(yù)警：當(dāng)某項污染物濃度超過閾值時，自動發(fā)出警報，提醒管理人員及時采取措施（如調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)、增加清潔頻次、排查污染源）。優(yōu)化建議：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為通風(fēng)系統(tǒng)運行、污染源控制等提供優(yōu)化建議，實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的平衡。（三）監(jiān)測點位的優(yōu)化布設(shè)科學(xué)合理的監(jiān)測點位布設(shè)是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性的關(guān)鍵。原則：代表性：點位應(yīng)能代表所在區(qū)域的空氣質(zhì)量狀況。覆蓋性：覆蓋主要的功能區(qū)域（如候車區(qū)、商業(yè)區(qū)、設(shè)備區(qū)）、人員密集區(qū)、潛在污染源附近以及通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點（如進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口）?？尚行裕嚎紤]點位的安全性、供電、網(wǎng)絡(luò)連接等實際條件。方法：網(wǎng)格布點法：適用于面積較大、功能相對單一的地下空間（如大型地下停車場），將空間劃分為若干網(wǎng)格，在網(wǎng)格中心或交點處布點。功能分區(qū)布點法：根據(jù)地下空間的不同功能（如地鐵車站的站臺、站廳、通道；商場的購物區(qū)、餐飲區(qū)、辦公區(qū)）分別布點。重點區(qū)域布點法：在污染源附近（如停車場入口、設(shè)備機(jī)房）、人員最密集區(qū)域（如地鐵換乘通道）、通風(fēng)死角等重點區(qū)域加密布點。三、城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測的應(yīng)用場景與實踐城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測已在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并取得了顯著成效。（一）地鐵系統(tǒng)監(jiān)測重點：CO?（反映人員密集程度）、CO（汽車尾氣）、PM2.5、VOCs、溫濕度。應(yīng)用實踐：實時監(jiān)測各車站、車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量，為通風(fēng)系統(tǒng)的智能調(diào)控提供依據(jù)。例如，在高峰時段自動提高通風(fēng)量，在非高峰時段適當(dāng)降低，以節(jié)約能源。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)評估新線路、新車型的空氣質(zhì)量狀況，為設(shè)計優(yōu)化提供參考。向乘客實時發(fā)布關(guān)鍵空氣質(zhì)量指標(biāo)（如PM2.5濃度），提升服務(wù)透明度。（二）地下商業(yè)綜合體監(jiān)測重點：CO?、PM2.5、VOCs（尤其是甲醛、苯系物）、溫濕度、細(xì)菌總數(shù)。應(yīng)用實踐：確保購物環(huán)境的舒適度和健康性，提升顧客體驗。監(jiān)測餐飲區(qū)的油煙排放、垃圾處理區(qū)的異味等，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。評估新裝修區(qū)域的空氣質(zhì)量，確保符合國家標(biāo)準(zhǔn)后再投入使用。（三）地下停車場監(jiān)測重點：CO（最關(guān)鍵指標(biāo)）、NO?、VOCs、PM2.5。應(yīng)用實踐：根據(jù)CO濃度自動控制排風(fēng)系統(tǒng)的啟停和風(fēng)量，確保人員安全，同時避免能源浪費。監(jiān)測數(shù)據(jù)可作為停車場管理方評估通風(fēng)系統(tǒng)效率、進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的依據(jù)。（四）地下管廊與隧道監(jiān)測重點：有毒有害氣體（如燃?xì)庑孤┑募淄?、一氧化碳）、氧氣含量（防止缺氧）、溫濕度。?yīng)用實踐：確保管廊內(nèi)工作人員的生命安全，預(yù)防燃?xì)獗?、缺氧窒息等事故。監(jiān)測管廊內(nèi)環(huán)境對管線設(shè)備的影響，如高溫高濕可能加速設(shè)備老化。四、城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測的發(fā)展趨勢未來，城市地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測將朝著更加智能化、精準(zhǔn)化、一體化的方向發(fā)展。傳感器技術(shù)的微型化與高精度化：開發(fā)體積更小、功耗更低、精度更高、壽命更長的新型傳感器，如基于MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的氣體傳感器、光學(xué)傳感器等。實現(xiàn)更多污染物指標(biāo)的同時監(jiān)測，甚至達(dá)到“單芯片多參數(shù)”檢測。AI與大數(shù)據(jù)深度融合：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，更精準(zhǔn)地預(yù)測空氣質(zhì)量變化，提前預(yù)警。結(jié)合人流數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，進(jìn)行更全面的分析，實現(xiàn)“智慧通風(fēng)”、“智慧運維”。構(gòu)建城市級的地下空間空氣質(zhì)量監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同管理。監(jiān)測與控制的閉環(huán)聯(lián)動：監(jiān)測系統(tǒng)不僅能“發(fā)現(xiàn)問題”，更能直接“解決問題”。例如，當(dāng)監(jiān)測到CO濃度超標(biāo)時，系統(tǒng)自動向通風(fēng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，加大排風(fēng)力度；當(dāng)VOCs濃度升高時，提示管理人員檢查是否有新的污染源（如裝修）。公眾參與度提升：通過手機(jī)APP、公眾號、現(xiàn)場顯示屏等多種渠道，向公眾實時公開地下空間空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，提高公眾的環(huán)保意識和