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摘 要：时代与科技的发展促进了交通业的飞跃，现如今，地铁成为了我国的主要交通工具，地铁出行是我国城市出现除私家车外的首选出行方式。也正是因为地铁的特殊地位，其占据着我国主要的日常人流量，但因为地铁的通风系统主要是依靠中央空调和地铁的机械通风来实现的，所以在这样的通风系统下，空气中的细微颗粒物以及微生物等就成了地铁环境中的主要污染源，在地铁如此庞大的客流量的背景下，地铁的空气质量将会影响大部分人的身体健康，因此本篇文章将探究空气净化装置在地铁车辆的应用。
关键词：地铁;空气净化;应用研究
中图分类号：U270.383 文献标识码：A
0 引言
由于近几年室外的空气环境越来越差，室内便成了人们长时间接触的环境，特别是在炎热的夏日，室外更是人群稀疏。因此室内环境中的空气污染物就成为影响人们健康的主要因素。随着城市人口增长以及城市化进程加快，城市交通的压力使得地铁成为了除私家车外的主要出行方式，截至2019年初，我国城市轨道交通客运量就已经累计到了210亿以上，如此庞大的客流量也使得地铁的室内环境与人们的健康挂钩。人们对于地铁环境中的空气污染物含量以及相关污染物对于人体的健康风险评估标准也比较重视。
因为地铁需要承担城市的日常主要客流量，所以地铁的建设地点通常是城市人群主干道，这些地方的来往车流量也十分庞大，因此这些地方的空气质量往往不如人意，而这些受到汽车尾气污染的空气会在地铁进行空气调节的时候进入地铁的环境中。这些质量不佳的空气进入地铁会对人体健康造成不良影响，甚至某些传染性病毒会通过地铁的庞大客流量进行大面积传播，造成严重的社会影响，因此，许多的学者针对地铁的空气净化技术以及空气净化装置展开研究并应用在地铁上而且收效甚好。
1 地铁环境中的污染物
1.1 重金属离子
地铁车辆在行驶的过程中以及制动的过程中，在惯性的作用下，车轮与轨道之间会产生剧烈的摩擦，钢铁合金中的铁、锰、镍以及铬或者其他合金离子在高温和摩擦的作用力下形成了细微的金属离子。这些金属离子散发到空气中通过通风环境进入地铁中，再通过人体的呼吸以及毛孔的自然收缩进入人体，从而威胁人体健康，甚至某些金属离子还是致癌物质，有学者研究表示，地铁中的金属离子含量确实比其他的室内环境要高得多。
1.2 可吸入微颗粒
人体可吸入的微颗粒其主要来源于制动轮和轨道界面机械磨损产生的磁性金属薄片和碎片中释放主要包含有粉尘粒子，如灰尘、毛屑或烟灰等，还有一些对人体有害的无机小分子如燃烧产生的废物等。这些微颗粒是很多种污染源的承载物或者催化剂，从人体健康的角度观察，这些空气中的细微颗粒在吸入人体后，富集在肺泡上并直接参与人体的血液循环系统，输送到人体的各个部位，从而引发心血管疾病及多种并发症。
1.3 有机化合物
地铁室内环境中的有机化合物污染源一般来自于具有挥发性的醛类物质，除此外，还有甲苯、三氯乙烯及氯仿等。这类的污染源一般都来自于地铁中的内部装饰材料，这些挥发性的有机化合物中存在着许多的令人体产生病变反应的物质，而这些物质极易通过人体的呼吸道和皮肤等进入人体，对人体的生理功能产生干扰，从而对人体的健康会造成极其严重的影响。
1.4 微生物
地铁环境中的微生物主要包括细菌和病毒，由于地铁庞大的客流量，所以每个人身上携带的病菌都不一样，在如此庞大的病菌携带体流通下，地铁中的微生物含量远比其他环境中的微生物含量要高。而病菌一般也被視为病原体，很多的疾病尤其是呼吸道疾病都是由于病菌的感染所引起的，当这些微生物通过人体传播时，将严重影响人体的健康，甚至某些潜伏性病毒还能引起大面积扩散，严重影响人们的生活。
2 地铁空气净化技术及空气净化装置的应用
2.1 吸附技术
吸附技术是最常用也最有效的空气净化技术，无论是在地铁还是在其他的室内环境中，吸附技术仍是首选的空气净化技术。而在地铁的吸附技术应用中又分为以下两种吸附净化：
（1）静电吸附净化技术。静电吸附净化技术就是利用静电来达到吸附空气中污染物的目的，这是目前较为成熟的一种空气净化技术且市面上已经出现了大量的静电吸附净化装置。
静电吸附净化装置的核心技术原理是在高压发生器的作用下，静电吸附净化装置内部的放电丝和负极板会产生直流高压电压从而产生一道高强度的静电磁场，处于静电磁场内的空气污染物包括许多的细微粒子和微生物等都会在静电的作用下被吸附，从而达到净化空气的作用，为地铁的乘客提供一个较为良好的空气环境。
（2）吸附剂吸附净化技术。吸附剂吸附净化是最常用，也最古老的净化技术，其核心原理就是利用具有良好吸附性的介质去吸附空气中的杂质，从而改善空气环境。常见的吸附剂有活性炭、沸石及硅胶等。这种技术最大的优点在于，毫无技术难度，并且吸附效果很好，而且由于吸附剂是看得见摸得着的物质，所以富集功能极强，在短时间内能够达到较强的吸附效果。但这种吸附方式的缺点也很明显，那就是只能作用于短期吸附，一旦时间过长，空气环境的温度、湿度及风速等都会对吸附效果产生影响，有可能已吸附的污染物又重新挥发进入空气中，同时吸附剂具有饱和性，一旦吸附剂饱和，就不会再产生吸附效果。
在这种背景下，对吸附剂的研究具有良好的发展前景，目前比较集中的研究领域是活性炭纤维。
2.2 臭氧净化技术
臭氧的组成成分是三个氧原子，这种结构使得臭氧的化学性能非常的不稳定，在空气中极易发生氧化作用，而臭氧净化技术就是利用臭氧发生器产生臭氧，再利用臭氧的强氧化性对空气中的各种污染物如病菌等进行氧化作用，将病菌的细胞结构彻底破坏，从而杀死病菌，降低空气中病菌的含量，达到净化空气的目的。
2.3 负离子净化技术 负离子净化技术是一种正向的空气净化技术，当空气中的氧分子带负电荷再与水分子充分接触之后就能形成负离子。负离子净化技术的原理是利用负离子去吸附空气中污染物的微小粒子，形成重分子从而出现沉降效果来净化空气。除此之外，空气中的正离子被负离子中和，就会产生新的负离子，从而进一步的进化空气，利用这种原理来实现空气净化也是近些年空气净化领域研究的热点方向。
这种负离子不仅具有净化空气的作用，还能强化、激活人体中的代谢循环，增强人体免疫力和血液中含氧量，有效抵抗污染粒子入侵人体的作用，还能增强人体免疫系统活性，使已侵入人体内的细胞加速死亡。
2.4 光触媒杀菌净化技术
光触媒杀菌净化技术是一项新兴的空气净化技术，其净化原理是将光催化剂涂在地铁建材的表面，当地铁空气流经地铁建材表面时，在光的作用下，光催化剂会将空气污染物中的有害有机小分子降解为无害无污染的无机分子和水，并且随着空气中的有机物的降解，涂有光催化剂的车厢内的异味会明显降低。目前研究显示效果最明显的光催化剂是二氧化钛，由于二氧化钛具有成本低、无污染及催化效率高等优点，所以在二氧化钛的基础上对其他的光催化剂展开研究是当前学者对于光催化剂展开研究的主要课题。
2.5 光等离子杀菌净化技术
利用低压深频纳米光管释放的大量的光等离子团，这种低压深频纳米光管一般安装在地铁车辆的空调回风口或者送风口，利用风气的作用使光等离子能够快速地在地铁车厢内扩散并迅速达到降低空气污染的目的。这些光等离子在空气中随着风气快速在车厢内扩散并且对空气污染物中的微生物、有机物及病菌等进行主动捕捉，随后对捕捉到的空气污染物的大分子链进行快速的断裂重组，从而达到快速降解空气中的污染物以及随着空气中的污染物降解，空气中的异味降低，优化空气环境。
在国家质检总局计量检定站对已安装低压深频纳米光管的车厢的空气质量检测报告中发现，安装低压深频纳米光管的车厢无论是空气中的微生物、有机物及异味等都有了大幅度的下降。
2.6 紫外线杀菌净化技术
由于空调机组的回风口或送风口是影响地铁环境空气质量的关键所在，所以将紫外线杀菌装置安装在回风口或者送风口能够有效降低地铁空气中的污染物含量，其空气净化原理是利用紫外线的辐射功能，在紫外线的照耀下，微生物的DNA结构以及蛋白质结构都会产生不可逆的破坏，从而使微生物死亡或丧失繁殖能力，从而达到殺菌消毒的功能。
在某疾病控制预防中心对安装有紫外线杀菌装置的地铁车厢空气质量检测中，发现其空气污染物含量出现了明显下降，甚至微生物含量下降率达到80%以上。
虽然紫外线杀菌的辐射对人体有害，但因为地铁行驶速度较快且乘客在地铁上乘坐的时间较短，可以有效降低紫外线的伤害，此外，地铁车辆使用的紫外线杀菌装置一般采用的是短波紫外线，这种紫外线的穿透能力较弱，因此将紫外线灯管安置在空调机组中能够有效降低紫外线对人体的伤害。
3 结语
随着私家车的数量大幅度增长，地面上的交通压力越来越大，促使着地下交通迅速发展，由于地下轨道车辆的庞大客运量，导致地铁的空气质量较差，空气污染较为严重，严重影响了出行人的健康。因此，为了确保健康出行，也为了给乘客提供良好的乘车环境，空气净化装置在地铁中的应用刻不容缓，但不同的净化装置能够获取不同的净化效果，因此可以将多种净化装置结合使用，力求达到最佳的净化效果，在净化空气的同时还可以对污染的源头进行分析并加以控制。由于地铁车辆属于特殊的室内环境，所以在对空气净化装置进行安装的同时还要对空气净化装置的危害性展开研究，不能将空气净化了，而空气净化装置又对乘客造成了影响，顾此失彼。
参考文献：
[1]王宗昌，郭海霞.空气净化装置在轨道交通车辆中的应用[J].科技创新与应用，2013（17）：71-72.
[2]熊哲辉.地铁车辆专用空气净化器及其应用[J].现代城市轨道交通，2013（6）：37-39.
关键词：地铁;空气净化;应用研究
中图分类号：U270.383 文献标识码：A
0 引言
由于近几年室外的空气环境越来越差，室内便成了人们长时间接触的环境，特别是在炎热的夏日，室外更是人群稀疏。因此室内环境中的空气污染物就成为影响人们健康的主要因素。随着城市人口增长以及城市化进程加快，城市交通的压力使得地铁成为了除私家车外的主要出行方式，截至2019年初，我国城市轨道交通客运量就已经累计到了210亿以上，如此庞大的客流量也使得地铁的室内环境与人们的健康挂钩。人们对于地铁环境中的空气污染物含量以及相关污染物对于人体的健康风险评估标准也比较重视。
因为地铁需要承担城市的日常主要客流量，所以地铁的建设地点通常是城市人群主干道，这些地方的来往车流量也十分庞大，因此这些地方的空气质量往往不如人意，而这些受到汽车尾气污染的空气会在地铁进行空气调节的时候进入地铁的环境中。这些质量不佳的空气进入地铁会对人体健康造成不良影响，甚至某些传染性病毒会通过地铁的庞大客流量进行大面积传播，造成严重的社会影响，因此，许多的学者针对地铁的空气净化技术以及空气净化装置展开研究并应用在地铁上而且收效甚好。
1 地铁环境中的污染物
1.1 重金属离子
地铁车辆在行驶的过程中以及制动的过程中，在惯性的作用下，车轮与轨道之间会产生剧烈的摩擦，钢铁合金中的铁、锰、镍以及铬或者其他合金离子在高温和摩擦的作用力下形成了细微的金属离子。这些金属离子散发到空气中通过通风环境进入地铁中，再通过人体的呼吸以及毛孔的自然收缩进入人体，从而威胁人体健康，甚至某些金属离子还是致癌物质，有学者研究表示，地铁中的金属离子含量确实比其他的室内环境要高得多。
1.2 可吸入微颗粒
人体可吸入的微颗粒其主要来源于制动轮和轨道界面机械磨损产生的磁性金属薄片和碎片中释放主要包含有粉尘粒子，如灰尘、毛屑或烟灰等，还有一些对人体有害的无机小分子如燃烧产生的废物等。这些微颗粒是很多种污染源的承载物或者催化剂，从人体健康的角度观察，这些空气中的细微颗粒在吸入人体后，富集在肺泡上并直接参与人体的血液循环系统，输送到人体的各个部位，从而引发心血管疾病及多种并发症。
1.3 有机化合物
地铁室内环境中的有机化合物污染源一般来自于具有挥发性的醛类物质，除此外，还有甲苯、三氯乙烯及氯仿等。这类的污染源一般都来自于地铁中的内部装饰材料，这些挥发性的有机化合物中存在着许多的令人体产生病变反应的物质，而这些物质极易通过人体的呼吸道和皮肤等进入人体，对人体的生理功能产生干扰，从而对人体的健康会造成极其严重的影响。
1.4 微生物
地铁环境中的微生物主要包括细菌和病毒，由于地铁庞大的客流量，所以每个人身上携带的病菌都不一样，在如此庞大的病菌携带体流通下，地铁中的微生物含量远比其他环境中的微生物含量要高。而病菌一般也被視为病原体，很多的疾病尤其是呼吸道疾病都是由于病菌的感染所引起的，当这些微生物通过人体传播时，将严重影响人体的健康，甚至某些潜伏性病毒还能引起大面积扩散，严重影响人们的生活。
2 地铁空气净化技术及空气净化装置的应用
2.1 吸附技术
吸附技术是最常用也最有效的空气净化技术，无论是在地铁还是在其他的室内环境中，吸附技术仍是首选的空气净化技术。而在地铁的吸附技术应用中又分为以下两种吸附净化：
（1）静电吸附净化技术。静电吸附净化技术就是利用静电来达到吸附空气中污染物的目的，这是目前较为成熟的一种空气净化技术且市面上已经出现了大量的静电吸附净化装置。
静电吸附净化装置的核心技术原理是在高压发生器的作用下，静电吸附净化装置内部的放电丝和负极板会产生直流高压电压从而产生一道高强度的静电磁场，处于静电磁场内的空气污染物包括许多的细微粒子和微生物等都会在静电的作用下被吸附，从而达到净化空气的作用，为地铁的乘客提供一个较为良好的空气环境。
（2）吸附剂吸附净化技术。吸附剂吸附净化是最常用，也最古老的净化技术，其核心原理就是利用具有良好吸附性的介质去吸附空气中的杂质，从而改善空气环境。常见的吸附剂有活性炭、沸石及硅胶等。这种技术最大的优点在于，毫无技术难度，并且吸附效果很好，而且由于吸附剂是看得见摸得着的物质，所以富集功能极强，在短时间内能够达到较强的吸附效果。但这种吸附方式的缺点也很明显，那就是只能作用于短期吸附，一旦时间过长，空气环境的温度、湿度及风速等都会对吸附效果产生影响，有可能已吸附的污染物又重新挥发进入空气中，同时吸附剂具有饱和性，一旦吸附剂饱和，就不会再产生吸附效果。
在这种背景下，对吸附剂的研究具有良好的发展前景，目前比较集中的研究领域是活性炭纤维。
2.2 臭氧净化技术
臭氧的组成成分是三个氧原子，这种结构使得臭氧的化学性能非常的不稳定，在空气中极易发生氧化作用，而臭氧净化技术就是利用臭氧发生器产生臭氧，再利用臭氧的强氧化性对空气中的各种污染物如病菌等进行氧化作用，将病菌的细胞结构彻底破坏，从而杀死病菌，降低空气中病菌的含量，达到净化空气的目的。
2.3 负离子净化技术 负离子净化技术是一种正向的空气净化技术，当空气中的氧分子带负电荷再与水分子充分接触之后就能形成负离子。负离子净化技术的原理是利用负离子去吸附空气中污染物的微小粒子，形成重分子从而出现沉降效果来净化空气。除此之外，空气中的正离子被负离子中和，就会产生新的负离子，从而进一步的进化空气，利用这种原理来实现空气净化也是近些年空气净化领域研究的热点方向。
这种负离子不仅具有净化空气的作用，还能强化、激活人体中的代谢循环，增强人体免疫力和血液中含氧量，有效抵抗污染粒子入侵人体的作用，还能增强人体免疫系统活性，使已侵入人体内的细胞加速死亡。
2.4 光触媒杀菌净化技术
光触媒杀菌净化技术是一项新兴的空气净化技术，其净化原理是将光催化剂涂在地铁建材的表面，当地铁空气流经地铁建材表面时，在光的作用下，光催化剂会将空气污染物中的有害有机小分子降解为无害无污染的无机分子和水，并且随着空气中的有机物的降解，涂有光催化剂的车厢内的异味会明显降低。目前研究显示效果最明显的光催化剂是二氧化钛，由于二氧化钛具有成本低、无污染及催化效率高等优点，所以在二氧化钛的基础上对其他的光催化剂展开研究是当前学者对于光催化剂展开研究的主要课题。
2.5 光等离子杀菌净化技术
利用低压深频纳米光管释放的大量的光等离子团，这种低压深频纳米光管一般安装在地铁车辆的空调回风口或者送风口，利用风气的作用使光等离子能够快速地在地铁车厢内扩散并迅速达到降低空气污染的目的。这些光等离子在空气中随着风气快速在车厢内扩散并且对空气污染物中的微生物、有机物及病菌等进行主动捕捉，随后对捕捉到的空气污染物的大分子链进行快速的断裂重组，从而达到快速降解空气中的污染物以及随着空气中的污染物降解，空气中的异味降低，优化空气环境。
在国家质检总局计量检定站对已安装低压深频纳米光管的车厢的空气质量检测报告中发现，安装低压深频纳米光管的车厢无论是空气中的微生物、有机物及异味等都有了大幅度的下降。
2.6 紫外线杀菌净化技术
由于空调机组的回风口或送风口是影响地铁环境空气质量的关键所在，所以将紫外线杀菌装置安装在回风口或者送风口能够有效降低地铁空气中的污染物含量，其空气净化原理是利用紫外线的辐射功能，在紫外线的照耀下，微生物的DNA结构以及蛋白质结构都会产生不可逆的破坏，从而使微生物死亡或丧失繁殖能力，从而达到殺菌消毒的功能。
在某疾病控制预防中心对安装有紫外线杀菌装置的地铁车厢空气质量检测中，发现其空气污染物含量出现了明显下降，甚至微生物含量下降率达到80%以上。
虽然紫外线杀菌的辐射对人体有害，但因为地铁行驶速度较快且乘客在地铁上乘坐的时间较短，可以有效降低紫外线的伤害，此外，地铁车辆使用的紫外线杀菌装置一般采用的是短波紫外线，这种紫外线的穿透能力较弱，因此将紫外线灯管安置在空调机组中能够有效降低紫外线对人体的伤害。
3 结语
随着私家车的数量大幅度增长，地面上的交通压力越来越大，促使着地下交通迅速发展，由于地下轨道车辆的庞大客运量，导致地铁的空气质量较差，空气污染较为严重，严重影响了出行人的健康。因此，为了确保健康出行，也为了给乘客提供良好的乘车环境，空气净化装置在地铁中的应用刻不容缓，但不同的净化装置能够获取不同的净化效果，因此可以将多种净化装置结合使用，力求达到最佳的净化效果，在净化空气的同时还可以对污染的源头进行分析并加以控制。由于地铁车辆属于特殊的室内环境，所以在对空气净化装置进行安装的同时还要对空气净化装置的危害性展开研究，不能将空气净化了，而空气净化装置又对乘客造成了影响，顾此失彼。
参考文献：
[1]王宗昌，郭海霞.空气净化装置在轨道交通车辆中的应用[J].科技创新与应用，2013（17）：71-72.
[2]熊哲辉.地铁车辆专用空气净化器及其应用[J].现代城市轨道交通，2013（6）：37-39.