清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系教授、市室內(nèi)空氣質(zhì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任 張寅平

首先向大家介紹一下我們的研究背景：國(guó)際著名期刊《柳葉刀》曾經(jīng)刊登過(guò)一篇關(guān)于中國(guó)室內(nèi)空氣污染造成疾病負(fù)擔(dān)的文章。根據(jù)文章中的數(shù)據(jù)，大氣污染或者說(shuō)大氣顆粒物（這里主要指的是PM10）每年造成120萬(wàn)人死亡，在疾病健康負(fù)擔(dān)里占第四位。 

我們對(duì)2009年以前由于空氣污染造成的死亡率做了一個(gè)統(tǒng)計(jì)，這是全國(guó)排在前十的疾病死亡率，從中可以看出來(lái)，十個(gè)中有七個(gè)是和空氣污染相關(guān)的，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)增加得很快。

《柳葉刀》是怎么得出120萬(wàn)人的死亡和大氣污染直接關(guān)聯(lián)的呢？我們認(rèn)為這樣的數(shù)據(jù)欠科學(xué)，因?yàn)樗�跳過(guò)了室內(nèi)環(huán)境，人在室內(nèi)的時(shí)間大概超過(guò)90%，室內(nèi)污染物PM2.5的濃度雖然比室外低（大概是室外的1/3到2/3），但是由于人在室內(nèi)的時(shí)間非常長(zhǎng)，所以人們真正吸入的PM2.5主要還是在室內(nèi)吸入的。而且室內(nèi)污染的成分比室外更復(fù)雜，PM2.5和室內(nèi)的污染物比如半揮發(fā)性有機(jī)物、化合物可以形成復(fù)合污染。

我國(guó)通風(fēng)基本上采用的還是發(fā)達(dá)國(guó)家的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，而發(fā)達(dá)國(guó)家的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)是在室外空氣比較干凈的情況下制定的，發(fā)達(dá)國(guó)家的室內(nèi)空氣污染源也沒(méi)那么強(qiáng)，而中國(guó)的情況恰恰不是如此。大氣顆粒物的污染包括臭氧，其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的，而且室內(nèi)的VOC污染、SVOC污染源的強(qiáng)度也很高。在這種情況下，采用發(fā)達(dá)國(guó)家的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)一定程度上是有問(wèn)題的。比如歐洲的通風(fēng)量如何界定，是根據(jù)人需要的新風(fēng)量加上室內(nèi)污染排放需要的新風(fēng)量，兩個(gè)取最大值，美國(guó)則是兩個(gè)加權(quán)，中國(guó)室內(nèi)外的空氣污染都非常嚴(yán)重，因此中國(guó)的問(wèn)題要進(jìn)行特別研究。 

我國(guó)的空氣質(zhì)量問(wèn)題可以概括成一個(gè)詞，叫內(nèi)憂外患，外部有PM2.5、臭氧等等，內(nèi)部是前幾年大家非常關(guān)心的VOC污染、甲醛污染。如何通風(fēng)并且進(jìn)行空氣凈化，這是一個(gè)大家現(xiàn)在特別關(guān)注的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這種“內(nèi)憂外患”，現(xiàn)在比較通行的兩種做法一種是采用機(jī)械通風(fēng)加過(guò)濾器，一種是自然通風(fēng)（開(kāi)窗）加空氣凈化器，這是比較普遍采用的方法。我們常常遇到下面這三個(gè)問(wèn)題：一不同空氣凈化方式的健康性、舒適度及能耗情況。二對(duì)于給定的凈化方式，怎樣優(yōu)化運(yùn)行？三對(duì)于給定的情況，例如教室或者家庭，用哪種凈化方式更好？第三個(gè)是我們經(jīng)常被問(wèn)及的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)在當(dāng)務(wù)之急的就是北京的中小學(xué)教室，教委經(jīng)常問(wèn)我們應(yīng)該采用怎樣的通風(fēng)方式？

實(shí)際上空氣污染涉及的健康問(wèn)題非常復(fù)雜，成分不難測(cè)出來(lái)，健康危害也不難知道，但是這個(gè)人得了什么病，內(nèi)暴露水平不太容易知道，但也不是特別難搞清楚，難的是搞清楚三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。我們通過(guò)研究，認(rèn)為有以下幾方面要注意。

第一，對(duì)多成分的污染，有些成分不知道，因?yàn)闈舛忍�低，僅用濃度是難以完全反應(yīng)其健康風(fēng)險(xiǎn)的。第二，室內(nèi)環(huán)境控制中原來(lái)溫度、濕度、濃度往往是分開(kāi)的，實(shí)際上我們認(rèn)為要統(tǒng)一考慮，但是要有個(gè)優(yōu)先級(jí)，健康排第一，舒適排第二，在這些滿足的情況下再考慮其他的。第三，簡(jiǎn)單介紹一下我們研究上的兩個(gè)新嘗試。我們進(jìn)行這些嘗試有一個(gè)總的思路，就是要擺脫現(xiàn)在把節(jié)能、溫濕度控制和污染物控制分開(kāi)的做法，把這幾點(diǎn)合起來(lái)看。光簡(jiǎn)單合起來(lái)還不行，還要統(tǒng)一考慮溫度、濕度和污染物濃度的控制，要綜合分析，按照健康舒適和節(jié)能的分級(jí)要求來(lái)綜合控制。這其中牽扯到一些其他方面的學(xué)科，需要跨學(xué)科的合作。

對(duì)于怎么樣評(píng)價(jià)體內(nèi)發(fā)生了什么，如何造成疾病，要用生物標(biāo)志物的方法，我們檢測(cè)了室內(nèi)污染物的各種成分，包括評(píng)價(jià)各種新風(fēng)方式，一方面通過(guò)驗(yàn)血驗(yàn)?zāi)�，�?lái)了解人的污染物內(nèi)暴露水平，有些人得病了，有些沒(méi)得病，那么我們?cè)趺磥?lái)研究這個(gè)健康風(fēng)險(xiǎn)呢？采用的一個(gè)方法就是生物標(biāo)志物，不同的生物標(biāo)志物對(duì)應(yīng)不同的疾病，采用這種方法以后就可以對(duì)比不同的控制方式或者不同的環(huán)境中，生物標(biāo)志物濃度的水平差別，就代表了不同方式對(duì)健康風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)別。

同時(shí)還要考慮舒適和能耗問(wèn)題，反過(guò)來(lái)做室內(nèi)空氣控制模式的評(píng)價(jià)，這個(gè)方式其實(shí)不是我們提出來(lái)的，是做公共衛(wèi)生的人提出來(lái)的，他們已經(jīng)在奧運(yùn)期間在中國(guó)做了一個(gè)很大的實(shí)驗(yàn)，是由六個(gè)大學(xué)的教授一起做的，監(jiān)測(cè)北京奧運(yùn)期間的空氣質(zhì)量，奧運(yùn)之前和之后的空氣污染都比較嚴(yán)重，但在控制期間，生物標(biāo)志物反應(yīng)的健康水平明顯提高，文章發(fā)表在美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)刊上。

第一個(gè)實(shí)驗(yàn)我們和這六所大學(xué)的教授合作，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作項(xiàng)目的資助，主要研究現(xiàn)在采用的新風(fēng)的過(guò)濾方式對(duì)健康有怎樣的影響。地點(diǎn)方面我們選擇了長(zhǎng)沙，因?yàn)殚L(zhǎng)沙PM2.5的污染水平和北京差不多，更重要的一個(gè)原因是我們選擇了遠(yuǎn)大城，遠(yuǎn)大的辦公室和職工宿舍全部采用了集中空調(diào)系統(tǒng)，所以問(wèn)題可以反映得更加集中，我們?cè)诒本┮�找這樣一個(gè)建筑、這樣一個(gè)單位很難找。長(zhǎng)沙遠(yuǎn)大城辦公室內(nèi)采用的是中效過(guò)濾加靜電除塵加高效過(guò)濾三級(jí)，經(jīng)過(guò)三級(jí)處理之后，PM2.5的濃度顯然比較低，但是它有一個(gè)問(wèn)題，就是臭氧的濃度比較高，因?yàn)殪o電除塵會(huì)產(chǎn)生一部分臭氧。我們做了一個(gè)干預(yù)性實(shí)驗(yàn)，分成AB兩組，A組只用中效過(guò)濾器，B組把其中的靜電除塵拿掉，然后比較兩組的數(shù)據(jù)。這兩組的情況是臭氧含量都降低下來(lái)了，但是A組只用中效過(guò)濾器，少了高效過(guò)濾和靜電除塵，所以PM2.5的濃度比B組高了一點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)星期的干預(yù)之后，再回復(fù)原狀，我們?cè)诿恳粋�(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)被測(cè)者驗(yàn)血驗(yàn)?zāi)�，進(jìn)行各種生理指標(biāo)生物標(biāo)志物的檢查。

我們主要做室內(nèi)環(huán)境污染物濃度的監(jiān)測(cè)，室外環(huán)境污染的數(shù)據(jù)要從環(huán)保部的網(wǎng)站上看。我們發(fā)現(xiàn)用靜電除塵產(chǎn)生臭氧會(huì)增大肺部的炎癥概率，用另外一些生物標(biāo)志物也反映了同樣的問(wèn)題，但是有時(shí)候適當(dāng)?shù)某粞跻矔?huì)降低肺部的氧化力，這是有好處的。整體來(lái)說(shuō)很復(fù)雜，有很多指標(biāo)要綜合分析。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)我們選了的第一人民醫(yī)院，和本科生一起做，在人民醫(yī)院里放了兩個(gè)凈化器，其中一個(gè)有真正的過(guò)濾，一個(gè)沒(méi)有，這種做法是為了扣除心理的自我暗示的作用，看生物標(biāo)志物的真正影響。就像以前心理學(xué)家做過(guò)的一個(gè)關(guān)于“藥”的心理暗示的實(shí)驗(yàn)，醫(yī)生說(shuō)給病人吃藥，病人就覺(jué)得好了，但這個(gè)“藥”并不是真正的藥，不含藥效。現(xiàn)在各種數(shù)據(jù)還在分析中。

在已知環(huán)境中，知道大氣污染物的濃度、溫濕度和建筑的信息，也知道我們需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是各種污染物要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。那么溫濕度要達(dá)到舒適的標(biāo)準(zhǔn)，怎樣做才能在能耗最小的情況下達(dá)成這一目標(biāo)，這是一個(gè)反問(wèn)題。何謂反問(wèn)題？一般由因求果是正問(wèn)題，由果索因是反問(wèn)題，果就是環(huán)境里的溫濕度、濃度，因是我們要控制什么參數(shù)。我們現(xiàn)在反過(guò)來(lái)求，根據(jù)上面的要求和目標(biāo)，來(lái)求怎樣通風(fēng)、空氣凈化器怎樣開(kāi)關(guān)運(yùn)行，這其實(shí)是一個(gè)反問(wèn)題求極值，但這個(gè)極值不是一個(gè)值，是一個(gè)函數(shù)，一個(gè)泛函數(shù)，我們用數(shù)值變分來(lái)求解的問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)加過(guò)濾的能耗和自然通風(fēng)加空氣凈化器相比，有時(shí)大于1有時(shí)小于1，跟所處環(huán)境的狀況和各種外在條件相關(guān)，要具體問(wèn)題具體分析。我們認(rèn)為，不要在尚未獲得可靠結(jié)論前盲目地大規(guī)模推廣新風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)。我們要實(shí)現(xiàn)的是可持續(xù)室內(nèi)環(huán)境，也就是健康舒適和節(jié)能，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，暖通空調(diào)需要和相關(guān)學(xué)科嫁接并且互相學(xué)習(xí)互相合作。此外對(duì)待新挑戰(zhàn)，我們還要不斷探索新方法。

張寅平：

清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系教授

北京市室內(nèi)空氣質(zhì)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任

清華大學(xué)環(huán)境檢測(cè)中心主任

中國(guó)室內(nèi)環(huán)境與健康專業(yè)委員會(huì)的副委員長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng) 張寅平

榮譽(yù)與獎(jiǎng)勵(lì)：

主持了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)課題2項(xiàng)、面上項(xiàng)目5項(xiàng)，科技部“十一五”、“十二五”科技支撐計(jì)劃重大課題，國(guó)家863課題，國(guó)家973項(xiàng)目子課題、北京市重大研究課題子課題和多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外橫向合作課題。

主要學(xué)術(shù)兼職或活動(dòng)：中國(guó)環(huán)境學(xué)會(huì)室內(nèi)環(huán)境與健康分會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)，中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)建筑物理學(xué)會(huì)理事,中國(guó)環(huán)境學(xué)會(huì)咨詢工作委員會(huì)委員；國(guó)際室內(nèi)空氣科學(xué)院會(huì)士（Fellow,），國(guó)際室內(nèi)空氣學(xué)會(huì)空氣凈化科技委員會(huì)主席；Indoor and Built Environment（SCI源刊）副主編以及Indoor Air（SCI源刊），Building and Environment（SCI源刊）等5個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊編委,科學(xué)通報(bào)(中、英文版) （SCI源刊）、太陽(yáng)能學(xué)報(bào)、暖通空調(diào)、Environmental Health Perspective(中文版)、《建筑節(jié)能》等多個(gè)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)期刊編委；多次作為主席或副主席主辦或協(xié)辦國(guó)際室內(nèi)空氣領(lǐng)域?qū)W術(shù)會(huì)議，并多次擔(dān)任國(guó)際室內(nèi)空氣領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)大會(huì)(如Indoor Air和Healthy Building系列國(guó)際會(huì)議)的學(xué)術(shù)委員會(huì)或組織委員會(huì)委員。

曾獲國(guó)家杰出青年基金(2007)、教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)(2010)、省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（2011）、教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(2005)、教育部?jī)?yōu)秀青年教師基金(2001)、教育部霍英東優(yōu)秀青年教師獎(jiǎng)(1993)；全國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)“夏安世杰出教授獎(jiǎng)”（2011），清華大學(xué)學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)(2003)和中國(guó)科技大學(xué)跨世紀(jì)人才獎(jiǎng)(1995)。