评估城市低收入多户住宅的室内空气污染:来自俄亥俄州辛辛那提的案例研究

《Building and Environment》:Evaluating Indoor Air Pollution in Urban, Low-Income, Multi-Family Buildings: A Case Study from Cincinnati, Ohio

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月06日 来源:Building and Environment 8.4

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   •对俄亥俄州辛辛那提市多户住宅室内空气质量的长期研究。•PM2.5和NO2的日均浓度经常超过世卫组织标准。•室内CO和NO2浓度与室外浓度呈同步变化。•供暖系统的使用和吸烟分别与NO?和PM2.5浓度升高有关。•研究的局限性包括传感器精度、测量范围和样本量较小。引言室内空气品

  
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    对俄亥俄州辛辛那提市多户住宅室内空气质量的长期研究。
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    PM2.5和NO2的日均浓度经常超过世卫组织标准。
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    室内CO和NO2浓度与室外浓度呈同步变化。
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    供暖系统的使用和吸烟分别与NO?和PM2.5浓度升高有关。
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    研究的局限性包括传感器精度、测量范围和样本量较小。

引言

室内空气品质差已被确认为高收入国家的一项主要环境健康风险,在这些国家,居民大部分时间都在室内度过,并长期暴露于燃烧污染物、建筑材料排放物以及室外污染物的混合环境中[1,2]。在美国,住宅室内空气污染与呼吸系统和心血管疾病有关,美国环境保护署(EPA)已将其列为公共卫生面临的主要环境风险之一[3]。
研究表明,住宅区域室内空气质量的主要影响因素有三个:(i) 人类活动,如吸烟、烹饪和清洁,这些活动会产生产品蒸气;(ii) 供暖和制冷燃料燃烧产生的烟气,以及建筑材料、装修材料和家具释放的物质;(iii) 从室外进入室内的空气污染物,来源包括固定源和移动源,如工业设施和交通,以及极端事件如火山火[[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10]]。
对美国相关研究的综述发现,不同人群在室内空气污染暴露和健康不利影响方面存在显著差异,儿童、老年人、有既往疾病的人群、印第安人以及社会经济地位低的家庭往往面临更严重的暴露和更高的健康风险[[11], [12], [13], [14], [15]]。这些差异的原因之一是,这些人群更居住在靠近室外空气污染源的地点,以及存在结构缺陷或通风不良的房屋中,这加剧了对室内空气污染物的暴露。例如,研究表明,在通风不良的房屋中,总挥发性有机化合物(VOCs)、二氧化氮(NO2)和颗粒物(PM)的浓度通常要高得多[9,[16], [17], [18], [19]]。
低成本传感器在可用性和质量方面的近期进展,为测量和分析室内空气污染提供了更多机会,尤其是在美国的住宅建筑和职业场所。近期的一项文献综述确定了30项研究[20],这些研究检验了多种污染物(如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、NO2、VOCs),涵盖多种地理环境(如靠近页岩气开采区、城市地区、农村地点)和建筑类型(如独栋住宅、公寓),面向多样化的人群(如低收入家庭、大学生、部落家庭)。大多数研究关注单一污染物,最常见的是PM2.5(例如[[21], [22], [23], [24], [25]]),但也有例外,包括多种污染物的测量(例如[[26], [27], [28], [29], [30]])。研究的规模也因地点数量和测量持续时间而异,大多数研究涵盖几十户住宅,测量时间从几天到数月不等(少数研究具有更大的范围,如[4,8,19,31,32])。
在本研究中,我们对住宅建筑内多种污染物的约六个月高频测量数据进行了分析。本研究从几个方面对文献有所贡献。首先,研究样本由低收入、以非裔美国人为主的多户补贴住房租户组成,这一群体在当前文献中未得到充分关注(参见[[33], [34], [35]])。其次,本研究将室内和室外空气污染测量配对,以评估室内浓度是否与室外浓度相关,并结合研究参与者记录的每日日记,报告可能影响室内污染物浓度的个人行为(如吸烟、烹饪)。这些类型的日记已被研究者用于健康研究[36]、时间利用研究[37,38]和饮食研究[[39], [40], [41]],以及室内空气污染暴露研究[42]。通过结合这些数据源,我们可以检查室内空气污染的潜在来源。
总结主要结果,我们发现室内空气中污染物浓度在不同污染物、一天中的不同时间、不同季节以及不同公寓单元之间存在显著差异。公寓单元级别的分析表明,在研究期间,大多数单元的PM2.5和NO2浓度超过世界卫生组织(WHO)指导标准。此外,相关性分析发现,室内CO和NO2浓度与室外浓度呈同步变化,并有初步证据表明,供暖系统的使用与NO?浓度升高有关,吸烟与PM2.5浓度升高有关,而烹饪灶具的使用与NO?浓度呈正相关。

章节片段

数据与方法

本研究的地理背景是俄亥俄州辛辛那提市,这是美国中西部的一座中等规模城市,2024年人口约为31.5万人[43]。辛辛那提属湿润大陆性气候,年降雨量超过20英寸,夏季炎热、冬季寒冷,气温波动较大[44]。辛辛那提1991-2021年夏季平均气温为75°F(平均最低气温66°F,最高气温84°F),而冬季平均气温为

结果

我们首先展示整个研究期间所有公寓单元的总体结果,然后按一天中的时间和季节进行分析,接着在公寓单元级别检查污染物浓度的分布,并将其与世卫组织标准进行比较。最后一组结果探讨了室内污染物浓度的潜在解释,包括同时期的室外浓度和个人室内行为。

结论

本研究考察了居住在美国中西部城市地区多户住宅中的44个低收入家庭的室内空气质量。具体而言,我们部署了低成本空气质量传感器,测量室内多种污染物浓度——PM2.5、CO、NO2和总VOCs——这些污染物已被明确证实会对人类健康产生不利影响。为评估这些污染物的潜在来源,我们检查了同时期的室外空气质量和室内个人

CRediT作者贡献声明

David M. Konisky: 撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,项目行政管理,方法论,经费获取,形式分析,数据整理,概念化。Sanya Carley: 撰写——审阅与编辑,经费获取,概念化。Ben Hellerstein: 撰写——审阅与编辑。Alison L. Knasin: 撰写——审阅与编辑,项目行政管理,数据整理。Destenie Nock: 撰写——审阅与编辑,经费获取,概念化。Kester Wade: 撰写——
David M. Konisky|Sanya Carley|Ben Hellerstein|Alison L. Knasin|Destenie Nock|Kester Wade
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