法国某航空公司飞机客舱中的超细颗粒物、黑碳浓度及其影响因素：巴黎地区的航空研究

《Environment International》：Ultrafine particles and black carbon concentrations and determinants in aircraft cabins of a French airline: Paris aircraft study

本研究对16班欧洲商业航班进行UFP和BC浓度监测，发现地面阶段（尤其 Taxi-out）污染浓度最高，飞行中因通风系统降低，但着陆后因门开启和发动机排放回升。关键影响因素包括机龄、乘客数量、飞行阶段时长及类型。结果证实航班舱内污染显著低于地铁等交通环境。

　　近年来，随着航空旅行的普及和人们在飞机上停留时间的增加，对飞机客舱空气质量的关注也逐渐上升。飞机客舱作为封闭空间，内部存在多种污染源，包括用于清洁的溶剂和消毒剂、飞机材料中的阻燃剂以及用于控制病媒的生物杀灭剂等。同时，飞机在地面运行时，外部环境的污染也会通过舱门和空调系统渗透到客舱中。因此，研究飞机客舱内空气中超细颗粒物（UFP）和黑碳（BC）的浓度及其影响因素，对于评估乘客和机组人员的健康风险具有重要意义。

本研究旨在分析飞机在不同飞行阶段（地面阶段和飞行阶段）中UFP和BC的浓度变化，并识别影响这些污染物水平的关键因素。通过在16次欧洲商业航班上进行测量，研究涵盖了从登机到下机的全过程。所选航班包括短途和中长途，涉及三种不同的飞机型号：A220、A319和A321。研究结果显示，飞机客舱中的UFP平均浓度为9,122个/cm3，BC平均浓度为207 ng/m3。总体来看，地面阶段的污染物浓度普遍高于飞行阶段，这可能与飞机在地面运行时接触的高污染环境有关。例如，在起飞前和降落后的地面阶段，污染物浓度较高，而在飞行阶段，特别是巡航阶段，浓度则显著下降。

进一步分析表明，飞机的运行阶段和型号对污染物浓度有显著影响。UFP浓度随着巡航时间的延长而降低，这可能是因为在巡航阶段，飞机空调系统能够有效稀释和过滤舱内空气。相反，长时间的滑行阶段（如滑出和滑入）则会导致UFP浓度升高，这可能是由于滑行过程中飞机引擎和辅助动力装置（APU）排放的污染物进入客舱。此外，BC浓度在滑出阶段显著增加，这可能与滑行过程中外部空气的引入有关。对于BC而言，乘客数量的增加也会导致其浓度上升，这表明乘客在客舱中的活动可能对污染物水平产生一定影响。

值得注意的是，飞机型号对污染物浓度的影响也有所不同。研究发现，使用A319和A321型号的飞机在爬升和下降阶段的UFP浓度显著高于A220型号的飞机。这可能与飞机的设计、制造年代以及材料特性有关。A319和A321的平均制造年龄较长，而A220则相对较新，因此其设计可能更有利于减少污染物的产生和扩散。然而，对于BC而言，较老的飞机型号在最终停靠阶段表现出较低的浓度，这可能暗示着其他因素，如乘客数量或操作环境，对污染物水平产生了影响。

研究还发现，一些常见的假设与实际测量结果并不完全一致。例如，尽管有研究认为飞行高度、湍流事件或餐食服务时间会影响污染物浓度，但本研究并未发现这些因素与UFP和BC浓度之间存在显著关联。这可能是因为飞机在高空飞行时，外部空气的污染程度较低，而湍流事件对污染物浓度的影响较小。此外，餐食服务时间虽然可能对某些污染物有影响，但对UFP和BC的影响并不显著。

在讨论研究结果时，可以将其与以往的相关研究进行比较。已有研究表明，飞机客舱的空气质量通常优于其他交通方式，如地铁和出租车。例如，在巴黎地铁中，BC的平均浓度可达4.83 μg/m3，而在出租车中，UFP的浓度甚至高达35,200个/cm3。相比之下，本研究中飞机客舱的污染物浓度较低，这表明飞机在飞行过程中，其通风系统和空气过滤机制在一定程度上降低了污染物的积累。然而，这一优势在地面阶段并不明显，因为此时飞机接触的是污染较为严重的机场环境。

本研究的局限性主要体现在样本量较小以及测量设备的限制。由于测量设备的电池续航能力有限，研究仅限于短途和中长途航班，而无法覆盖长途航班。此外，由于设备无法持续运行，研究未能详细分析某些飞行阶段，如最终停靠阶段。这些因素可能会影响研究结果的全面性。为了进一步完善研究，未来可以考虑使用更先进的测量设备，扩大样本范围，并增加对不同飞行阶段的详细分析。

综上所述，飞机客舱内的UFP和BC浓度在不同飞行阶段存在显著差异，且受多种因素影响。研究结果强调了在地面阶段，特别是滑行和停靠阶段，外部污染源对客舱空气质量的影响较大。因此，改善飞机引擎设计、优化空调系统以及减少机场周边的污染排放，是提高飞机客舱空气质量的关键措施。同时，对乘客和机组人员的健康影响也需进一步关注，特别是在长时间飞行和频繁往返的情况下，确保他们能够获得安全、健康的飞行环境。