浅谈船舶舱室空气质量

唐高锋1,,潘洋洋2,,刘佳璐1

1. 江南造船（集团）有限责任公司,上海 201913；2. 海装驻上海地区第一军事代表室，上海 201913

摘要：船舶舱室空气质量直接影响船员的身心健康以及工作、生活的舒适性。我国目前对于舱室空气品质的研究仍处于起步阶段。本文对舱室潜在污染物种类、舱室空气质量的实测研究以及目前我国船舶舱室空气质量标准进行了梳理，分析了船舶舱室空气质量的研究现状，并对未来船舶舱室空气质量的研究方向提出了思考建议。

关键词：舱室；空气质量；污染物

引言

ASHRAE 62《可接受空气品质的通风规范》[1]中，对可接受的室内空气品质的定义为：空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并且处于该环境中的绝大多数人（≥80%）对此没有表示不满意。该定义包含了空气品质的两种评价方法，客观评价方法及主观评价方法。客观评价方法通过气体污染物检测方法和设备对污染物的种类和浓度水平进行检测和分析。然而已知的室内空气污染物多达500多种，并且这些污染物对人体潜在的健康危害尚不完全明确，目前的检测手段也不能做到全面检测，因此，作为环境主体的人的主观感受是空气品质评价的重要补充。例如，对于空气中微小含量的异味气体，人体的主观判断相比仪器的测量更加敏锐。人体自身作为更为精密复杂的系统，且作为环境接受的主体，其主观感受具有重要价值。

人体的主观感受是空气品质可接受程度的重要指标，但在如何量化主观感受上，现有的研究结果从理论到实践都存在较大缺陷。人体对空气品质的主观感受受到环境温度、湿度、照度、噪声、以及人体热感觉等因素的影响而异常复杂。有研究表明，当环境温度超过26℃时，人体对空气品质的满意程度将大幅下降；当环境湿度过高时，无论空气是干净的还是污染的，人体对空气品质的主观感受都是不好的，此时提高环境的通风量并不能有效地提高人体对空气品质的接受程度，反而造成能量的浪费；室内照度水平低会使人体感觉空气更加沉闷，且降低对空气品质的接受程度，但这种差异会随着温度的降低而减小。大量研究结果显示，提升人体对空气品质的接受程度是各种环境因素综合作用的结果。

作者简介：唐高锋(1982-),男，本科，高级工程师，主要研究大气环境控制系统。

然而，就目前我国船舶舱室的空气品质而言，尚未达到通过各种环境因素综合调控提升主观感受的阶段。我国船舶舱室空气品质主要问题还在于船舶在制造、使用过程中，舱室内存在各种有毒有害空气污染物，浓度较高、异味较重，对人体健康影响较大。现阶段提升舱室空气品质的研究关注点仍在于如何完善船舶舱室的空气质量标准，以及如何实施空气质量控制措施，从而实现减少污染物种类、降低污染物浓度水平目的。

本文主要从舱室潜在污染物种类、舱室空气品质调查现状、船舶舱室空气质量标准现状、三个方面梳理了我国船舶舱室室内空气品质领域的研究现状，并对未来船舶舱室空气质量的研究方向提出了思考建议。

1  船舶舱室潜在污染物

住舱环境中空气污染物来源主要有两个方面，住舱内装材料以及人员自身。材料方面，与建筑室内环境相比，舱室室内面积更小，单位面积采用的内装材料更多，且受成本影响，舱室内环保材料的应用受限，因而，材料产生的污染物是舱室环境污染物的重要来源。除此之外，人体自身活动产生的异味气体同样也是导致空气品质不可接受的重要因素之一。明确材料散发的污染物种类是了解船舶舱室空气品质现状以及采取室内空气质量控制措施的基础。

1.1  材料潜在污染物

船舶在安装过程中使用了大量的贴面板、地板、地毯、胶黏剂、涂料等，这些材料中含有的可挥发性有机物质最终都会散发到空气当中成为污染物。表1中总结了舱室材料中潜在的有害物种类。

表1 材料中潜在有害物种类

材料	有害物种类
胶黏剂 《建筑胶粘剂有害物质限量》 GB/T 30982 《胶粘剂挥发性有机化合物限量》 GB/T 33372	游离甲醛 苯 甲苯+二甲苯 甲苯二异氰酸酯 二氯甲烷 1.2-二氯乙烷 1.1.1-三氯乙烷 1.1.2-三氯乙烷 总挥发性有机物
地坪涂料 《室内地坪涂料中有害物质限量》 GB 38468	挥发性有机物 苯、甲苯、乙苯、二甲苯 乙二醇醚及醚脂 甲醛 游离二异氰酸酯（TDI甲苯二异氰酸酯 HDI六亚甲基二异氰酸酯） 邻苯二甲酸脂 可溶性重金属（铅、镉、铬、汞）
木器涂料 《木器涂料中有害物质限值》 GB 18581-2020	挥发性有机物 甲醛 可溶性重金属（铅、镉、铬、汞） 苯 甲苯、二甲苯、乙苯 多环芳烃（萘、蒽） 游离二异氰酸酯（TDI HDI） 甲醇 卤代烃（二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1.1-二氯乙烷、1.2-二氯乙烷、1.1.1-三氯乙烷、1.1.2-三氯乙烷、1.2-二氯丙烷、1.2.3-三氯丙烷、三氯乙烯、四氯乙烯） 邻苯二甲酸脂（DBP\BBP\DEHP\DNOP\DINP\DIDP） 烷基酚聚氧乙烯醚总和（OPnEP\NPnEO）
船舶涂料 《船舶涂料中有害物质限量》 GB 38469-2019	可挥发性有机物 甲苯 苯 甲醇 卤代烃总和（二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、1.2-二氯丙烷、三氯乙烯、四氯化碳） 乙二醇醚及醚脂 重金属（铅、镉、六价铬、汞） 生物杀伤剂（有机锡、滴滴涕DDT） 石棉
木家具 《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》GB/T 18584-2001	甲醛 重金属
人造板和木质地板	苯
《绿色产品评价 人造板和木质地板》 GB/T 35601-2017	甲苯 二甲苯 TVOC 可溶性重金属（铅、镉、铬、汞）
聚氯乙烯卷材地板 《室内装饰装修材料 聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量》 GB 18586-2001	聚氯乙烯 铅 镉 挥发性有机物
羧基丁苯乳胶 《地毯用环保乳胶 羧基丁苯乳胶及有害物质限量》 GB/T 28483-2012	苯乙烯 4-苯基环己烯 乙苯 4-乙烯基环己烯 可挥发性有机物总量 发泡剂禁止添加物：二乙基二硫代氨基甲酸锌 阻燃剂禁止添加物：多溴联苯（PBB）、TRIS TEPA PeBDE、SCCPs

1.2人员自身代谢产物

由于人体微生物的作用，人体会通过呼吸、唾液、汗水（皮肤）、尿液或生殖器官液体释放出有气味的物质。表2所示为人体可能产生的异味气体及其气味描述。

表2 人体代谢产生的异味气体

物质	气体	身体部位
硫化氢	臭鸡蛋味	呼吸、唾液、肠胃、尿液
其他挥发性硫化合物（VSC）	煮熟的洋葱；发霉的，难闻的甜味	呼吸、唾液
甲硫醇	腐烂；发霉的气味	呼吸、唾液、肠胃、尿液
三甲胺	烂鱼	呼吸、尿液、汗液
吲哚，甲基吲哚	粪便	呼吸、唾液
短链脂肪酸	人呕吐，汗水，汗脚臭味；干酪味	汗液、尿液、分泌物
腐氨、尸氨	烂肉、变质的鱼	呼吸、唾液
丙酮	腐烂苹果的气味	呼吸
吡啶	腥味	呼吸、唾液
己烯酸	奇特的刺激性气味	汗液
3-甲基-3硫烷基己基-1-醇	葡萄柚，洋葱，鸡硫	汗液
（R）/(S)-3-羟基-3-甲基己酸	干酪味，腐臭味	汗液
氨	尿味、恶臭	呼吸、唾液、尿液、粪便、汗液
蛋氨酸（二甲基硫醚）	烂糊白菜、腐烂黄油、烂蘑菇	呼吸、汗液、尿液
苯乙烯	发霉、老鼠味、汗味	尿液
支链氨基酸	枫糖浆、咖喱	尿液、耳垢
3-羟基异戊酸	公猫尿	尿液
醛	臭，尿样	尿液、皮肤

以上对污染物种类的梳理表明，从源头上来看，水面舰艇舱室内污染物种类众多，这些污染物均对船员的身心健康以及生活工作舒适性造成较大影响。这些潜在的污染物浓度水平如何？是否威胁人体健康？是否对人体对空气品质的主观感受造成影响？这些问题都需要通过对船舶舱室室内空气品质的实测来回答。

2  船舶舱室空气质量实测研究

目前，我国对船舶舱室空气品质的实测研究主要集中于水面和水下舰艇，对于民用船舶的空气品质调查研究较少。

2013年海军医学研究[2]所对4艘舰艇进行取样检测。检测结果发现醇、醛、酮等含氧类化合物（多为人体及材料释放）的浓度明显高于硫化物和烃类化合物（多为燃料释放）。舰艇服役时间越短，艇上装饰材料的释放越多，艇上人员越多，空气污染成分越多。其中，检测出对舰艇舱室密闭环境中检出部分嗅阈值较低的气体：正丁醛、硫化氢、甲硫醚、二甲基二硫醚，浓度在几十至几百个ppb之间，这些物质多集中在厕所、菜库等有强烈释放源的地方。芳香烃和卤代烃等毒性较大的化合物多在动力舱和武备舱检出，主要是由柴油发动机、冷却器、油管、水管、滤器和辅机等。臭气强度较高部位的主要致臭物质是二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、正丁醛和甲硫醇，另外有少量的硫化氢、乙醛、丙烯醛、3-戊酮。

2016年，海军疾病预防控制中心[3]对某水面舰艇舱室空气中异丁烯、正己烷、二甲苯、苯、苯乙烯、甲苯和氯乙烯7中物质进行了现场调查分析，结果发现以上七种物质均在住舱中检出，苯的最高浓度为0.59 mg/m³，甲苯为0.77 mg/m³，氯乙烯为1.97 mg/m³，正己烷为5.77 mg/m³，异丁烯0.75 mg/m³，苯乙烯0.72 mg/m³，二甲苯为0.66 mg/m³，辅机舱中污染物浓度更高，苯的最高值达到了6.97 mg/m³，远超TWA值，可能对人体造成较大伤害。

2016年中国人民解放军第四一一医院[4]对打磨除锈舱室中空气品质的调查发现，打磨除锈开始5min直至停止作业30min后，水面舰艇舱室内呼吸性粉尘浓度高于8 mg/m³的卫生标准，且由于微生物对颗粒物的依附性，打磨除锈过程中舱室空气悬浮颗粒物数量的激增会导致空气微生物含量剧增，数量大于2500CFU/m³，已构成微生物污染，有致病风险。此外，真菌总数也有增加，这可能是导致舰艇官兵患真菌性皮肤病比例远高于普通人群的原因之一。

2016年，第二军医大学海医系舰艇卫生学教研室[5]对80名海军某舰舰员进行了空气品质主观问卷调查，结果显示舰员对空气质量的不满意率高达80.5%。不满意率较高的原因主要有异味、空气窒息以及空气污浊。经常出现的气味依次为有机物、刺激性气味、厕所气味、厨房气味和人的气味。舰员各种症状的发生率均在30%以上，最普遍的症状有疲乏、不适、口感喉痛、呼吸不畅、眼干、耳鸣、感冒症状和流泪等。

2018年，武汉第二船舶设计研究院与清华大学[6]对装修结束持续通风3天后的某舰船典型舱室空气进行采样分析，发现装修后舰船舱室环境VOCs浓度水平显著升高，舱室封闭期间（＞4h）典型苯系物和TVOC释放速率基本恒定，其中浓度最高且释放速率最大的VOCs包括二甲苯、环己酮和乙苯等。并建议加强舰船装修期间的材料使用和施工工艺管理，明确各类装修用非金属材料的污染贡献率，查找主要污染释放源，为后续改进优化舰船非金属材料选用标准提供指导，并为设计和遴选合适的空气净化装置提供依据。

以上对空气质量的实测研究表明，船舱室内空气质量不满意率高，空气中可检出的污染物种类多，且部分危害较大的污染物浓度较高，需要进一步采取空气净化措施对室内空气污染物进行处理。此外，国内仍需开展民用船舶舱室的空气质量实测研究，以明确民用船舶空气质量现状。

3  船舶舱室空气质量标准

2021年，中国船级社发布了《船舱空气质量和生物危害因素检测与评价指南》，该标准规定了船舶起居处所的空气质量指标。此外，有关船舶舱室空气质量的标准还有《水面舰艇舱室空气组分容许浓度》GJB 7497-1991。我国于2022年最新发布的《室内空气质量标准》适用于住宅办公建筑，对于船舶的生活居住舱室，仅供参考，可用于评价，非强制性要求。

表3对比了我国船级社标准、GJB 7497-1991、GB/T 18883-2022、以及WELL，TLV-TWA中污染物种类和浓度限值。其中，WELL是考量人类健康与建筑环境的室内建筑标准，代表着绿色建筑的标杆。TLV-TWA是美国职业安全与卫生法（OSHA）确定的现阶段能够彻底保护人群健康的空气质量水平。TLA-TWA值的具体含义为正常工作8小时工作日或40小时工作周的时间加权平均浓度，在此浓度下反复接触对全部工人都不至于产生健康损害效应。以TLA-TWA值为基准可对不同标准中污染物浓度水平对人体的危害进行评价。

表3 不同标准中污染物种类及浓度限值对比

名称	中国船级社	GJB 7497 -1991	GB18883 -2022	WELL	TLV-TWA
二氧化碳	—	2000 ppm	1000 ppm	—	9000 ppm
一氧化碳	—	23 mg/m³	10 mg/m³	10 mg/m³	29 mg/m³
二氧化氮	—	0.95 mg/m³	0.2 mg/m³	—	0.38 mg/m³
二氧化硫	—	3.9 mg/m³	0.5 mg/m³	—	0.65 mg/m³
硫化氢	—	0.15 mg/m³	—	—	1.4 mg/m³
总烃	—	75 mg/m³		0.5 mg/m³	—
臭氧	—	0.06 mg/m³	0.16 mg/m³	0.1 mg/m³	0.1 mg/m³
氨	0.2 mg/m³	10 mg/m³	0.2 mg/m³	—	17 mg/m³
甲醛	0.1 mg/m³	0.3 mg/m³	0.08 mg/m³	0.05 mg/m³	0.12 mg/m³
苯	0.11 mg/m³	4.5 mg/m³	0.03 mg/m³	0.01 mg/m³	1.6 mg/m³
甲苯	0.2 mg/m³	30 mg/m³	0.2 mg/m³	0.3 mg/m³	75 mg/m³
乙苯	—	35 mg/m³	—	—	86 mg/m³
二甲苯	0.2 mg/m³	20 mg/m³	0.2 mg/m³	—	86 mg/m³
二氯二氟甲烷	—	2500 mg/m³	—	—	4950 mg/m³
一氯二氟甲烷	—	1060 mg/m³	—	—	—
一溴三氟甲烷	—	3000 mg/m³	—	—	6090 mg/m³
丙烯醛	—	0.23 mg/m³	—	—	0.23 mg/m³
三氯甲烷	—	15 mg/m³	—	—	49 mg/m³
四氯化碳	—	3 mg/m³	—	—	31 mg/m³
甲醇	—	19 mg/m³	—	—	—
苯乙烯	—	34 mg/m³	—	—	42 mg/m³
苯并[a]芘	—	—	1.0 mg/m³	—	—
可吸入颗粒物	0.15 mg/m³	—	0.1 mg/m³	0.05 mg/m³	0.05 mg/m³
细颗粒物	0.075 mg/m³	—	0.05 mg/m³	0.015 mg/m³	0.015 mg/m³
三氯乙烯	—	—	0.006 mg/m³	—	—
四氯乙烯	—	—	0.12 mg/m³	—	—
总挥发性有机物	0.6 mg/m³	—	0.6 mg/m³	—	—
细菌总数	1500 cfu/m³	—	1500 cfu/m³	—	—
氡	-	—	300 Bq/m³	148	—

以上标准中，从浓度限值上来看，舰艇空气质量标准相比民用船舶空气质量标准更为宽泛，民用船舶空气质量标准相比建筑室内空气质量标准更为宽泛，我国建筑室内空气质量标准相比美国健康建筑WELL标准更为宽泛。从污染物种类上来看，我国船级社船舱的空气质量标准的污染物种类最少。无论从污染物钟来还是浓度限值来看，民用船舶舱室空气质量标准都处于较为初期的阶段，后续对于污染物种类的识别、污染物浓度限值的科学界定、以及污染物控制方法规范都有进一步提升的空间。

4  结语

随着经济社会的发展，人们对空气质量的要求进一步提升，健康、环保、无异味的室内环境理念逐步深入人心，特别是2020年新冠疫情爆发以来，空气品质从环境舒适性指标上升至了保障生命安全的高度，这使得提升舱室空气品质成为更加迫切需求。可以预见的，保证良好的空气品质将成为未来舱室环境设计中的又一重要任务。

本文通过对船舶舱室空气污染物种类、空气质量现场调查研究、以及空气质量标准的梳理，对我国船舶舱室空气品质研究的现状进行了分析。舱室潜在的污染物种类众多，且现有舰艇舱室的实测结果表明，舱室内污染物种类较多，部分污染物浓度较高，舰员对于舱室内空气质量的接受程度较低，舰艇空气质量对船员的身心健康以及生活工作舒适性均造成较大影响。然而，目前中国船级社船舱空气质量标准对污染物种类及限值的规定过于简单宽泛，应进一步开展民用船舶舱室空气质量的实测与主观评价研究，针对船舶不同舱室的特点、人员适应性等因素提出符合我国国情的空气质量标准，并从设计、维护、运行等方面提出舱室室内污染物预防和控制措施，全面促进船舶舱室空气品质的提升。提升舱室空气质量，不仅是人员生命健康以及工作、生活舒适度的有效保障，同时是船舶制造企业精细化管理水平的体现，是未来船舶行业高质量发展中不能忽视的重要环节。

参考文献

[1]ASHRAE. ANSI/ASHRAE Standard 62-2019. Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality[S]. Atlanta: ASHRAE, 2019.

[2]于龙, 丛黎明, 李卫鹏, 兰智杰, 刘克洋, 李振宁, 麻若鹏, 王宗贤, 李更让. 某水面舰艇舱室内空气部分有害物现场调查分析[J]. 军事医学. 2016(10):856-857.

[3]江璐,潘沪湘. 某型水面舰艇舱室空气品质问卷调查与分析[J]. 中华航海医学与气压医学. 2018(01):12-14+18.

[4]胡佳丽,胡卫敏,高玉. 打磨除锈对舰艇舱室粉尘及微生物污染的影响[J] ,职业与健康,2016（05）：459-461.

[5]沈志雷,王晓黎,李红霞,黄俊龙,莫烽锋,沈慧. 某舰艇舱室空气品质主观评价调查[J] ,职业与健康,2016(01):104-105+108.

[6]余涛,朱求源,郑谦,赵俊涛,莫金汉,张寅平. 舰船典型舱室装修后挥发性有机化合物的实测与分析[J]. 船舶工程,2018(02):103-107.