中国における小学生の室内の粒子状物質曝露に対する空気ろ過装置の影響

The impact of air filtration units on primary school students' indoor exposure to particulate matter in China.

• Zheming Tong
• Yue Li
• Dane Westerdahl
• Richard B Freeman

抄録

教室内の空気の質は、生徒の日常的な曝露に影響を与える重要な要因である。中国では大気汚染への曝露を減らすために空気ろ過ユニット（AFU）がよく使われているが、中国の教室にAFUを設置した場合の効果は定量的には研究されていない。そこで、我々は、市販のAFUを設置した教室と外気の自然導入に頼った教室の2つの同一の教室で、同時に大気質実験を行った。測定は、中国杭州市の小学校で冬の通常の登校日に行った。3種類のAFU換気モード(新鮮空気,混合空気,再循環モード)をそれぞれ評価した。その結果、AFUを設置した教室では、PMは大幅に削減されたが、COの蓄積を伴うことがわかった。AFUを設置した教室では、40分間の授業終了時には、授業開始時のPM濃度の70%近くが低下していたが、CO濃度は低下していた。しかし、空気変化率が不十分（1時間未満）であったため、CO濃度が周囲の6倍以上になることが確認された。AFUを使用した場合の教室内CO濃度の過剰蓄積の問題を軽減するためには、フィルターをかけた外気を導入する必要があります。本研究では、外気を取り込んだフレッシュエアモードを用いた場合には、PM濃度が15±10μg/m程度上昇しても、教室内のCO蓄積を大幅に低減できることを示した。本研究で得られた知見は、特に大気汚染問題が深刻な発展途上国の政策立案者が、小学校にAFUを導入するかどうか、またどのような換気モードが健康への悪影響を低減するのに有効かを判断する際に役立つものである。

The air quality in classrooms is a critical factor that affects students' daily exposure. Although air filtration units (AFUs) are often used to reduce exposure to air pollution in China, the effectiveness of installing AFUs in Chinese classrooms have not been quantitatively studied. Hence, we carried out concurrent air quality experiments in two identical classrooms where one room was equipped with commercial AFUs and the other one relied on the natural introduction of outside air. Measurements were taken during regular school days in the winter at a primary school in Hangzhou, China. Three AFU ventilation modes, i.e., fresh air, mixed air and recirculation mode were evaluated, respectively. We found that classrooms equipped with AFU showed significant PM reductions, but this was accompanied by CO build-ups. In classroom with AFUs on internal recirculation, nearly 70% of the PM concentration at the beginning of the class was reduced by the end of a 40-min class. However, the CO concentration was observed to reach levels that were six times greater than that of the ambient due to inadequate air change rate (<1 h). To mitigate the issue of excessive in-classroom CO accumulation when using AFUs, filtered outside air must be brought in during their operation. In comparison with the internal recirculation mode, we demonstrated that the fresh air mode that draws the supply air from outdoor can considerably lower CO build-ups in the classroom with a moderate increase in PM concentration of 15 ± 10 μg/m. The findings from this study helps policy makers especially in developing countries with serious air pollution issues to determine whether or not to install AFU in primary schools and what ventilation mode is effective in reducing negative health effects.

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