体育场馆空气中挥发性及半挥发性有机化合物的特性分析

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Characterization of volatile and semi-volatile organic compounds in the air of sports facilities

室内体育场馆挥发性与半挥发性有机物污染特征及通风影响研究。通过对法国西部10类不同功能体育场馆（道场、幼儿体能室、力量房等）的连续监测，采用靶向与非靶向联用分析技术，发现场馆内主要VOCs为醛类（Hexanal占比最高），并检测到苯并噻唑、迪克西酯等新兴污染物。SVOCs中多环芳烃（PAHs）浓度异常升高（最高达3200 μg/m3），可能与再生橡胶地板有关。研究证实合理通风可使VOCs/SVOCs浓度降低30%-50%。

　　

Nathalie Costarramone | Hervé Plaisance | Ga?lle Raffy | Barbara Le Bot | Pierre Le Cann | Emilie Surget | Auriane Figué | Valérie Desauziers

IPREM，波城大学及阿杜尔地区大学，IMT Mines Ales，CNRS，法国波城

摘要

与其他室内环境（如住宅、学校或办公室）相比，体育设施内的空气质量（IAQ）尚未得到充分研究。然而，体育活动的高强度以及塑料基家具和铺装的广泛使用可能导致有机污染物的暴露增加。本研究的目的是对10个不同用途的体育场馆的室内空气质量进行评估。通过采用靶向和非靶向分析方法，尽可能全面地筛查污染物，重点关注新兴污染物，最终识别并量化了超过一百种挥发性有机化合物（VOCs）和半挥发性有机化合物（SVOCs）。在无人和有人使用的房间内分别进行了两次采样，以评估体育活动对空气质量的影响。对于VOCs而言，其组成和浓度水平与其他室内环境相似，其中羰基化合物（尤其是己醛）占主导地位。不过，也发现了一些特定的新兴化合物（如苯并噻唑、十甲基环戊硅氧烷和1-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-丙醇）。人体代谢产生的丙酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮被确定为室内污染物的指示物。在SVOCs中，邻苯二甲酸盐（DiBP、DBP）的含量最高，其次是有机磷阻燃剂（EHDPP、TCPP）和多环芳烃（PAHs）（尤其是在一个健身房中，这些PAHs可能来自再生橡胶地板）。研究还评估了通风对空气中VOCs和SVOCs浓度的影响，总体而言通风具有积极作用。

引言

体育活动是人类的基本需求之一，对健康和福祉至关重要。世界卫生组织（WHO）建议成年人每周至少进行2.5小时的中等强度体育活动[1]。随着体育爱好者数量的增加，近几十年来室内体育设施的数量也显著增长。2019年对欧洲健康与健身市场的一项研究[2]显示，2017年至2019年间欧洲健身房数量增长了23%。2022年，法国有6380家健身房，会员人数达到6300万[3]。法国的会员人数仅次于英国、德国和西班牙。

然而，室内锻炼并非完全无害。除了室内污染水平可能高于室外外，体育场馆内的高强度体育活动还会增加人们接触空气污染物的风险[4]。此外，通风条件差和较高的使用率（尤其是在健身房或健身区）会进一步恶化室内空气质量[5]。 与住宅和其他公共建筑相比，关于体育和健身中心的研究相对较少，自21世纪00年代以来，随着这类场所的发展，相关研究数量迅速增加[6][7][8]。 在有关体育设施室内空气质量的研究文献中，主要研究的污染物是一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、二氧化氮（NO₂）和颗粒物（PM）[8][9][10][11][12][13]。而像VOCs尤其是SVOCs这样的有机污染物在这些环境中的研究则较少[14][15][16][17][18][19][20]。Slezakova等人[18]报告称，即使在无人使用的状态下，四个健身房的挥发性有机化合物（TVOC）总量也远超葡萄牙标准限值（600 μg/m³），这可能对使用者构成健康风险。另一项在西班牙某培训中心进行的研究显示，所有TVOC和甲醛（HCHO）的测量结果均符合西班牙室内空气质量检测标准：TVOC为200 μg/m³，HCHO为0.12 mg/m³[19]。美国德克萨斯州的一项研究指出，自然通风对TVOC水平有显著影响，可将其控制在150 ppb以下；而通风不良时，TVOC浓度可能升至300 ppb[20]。台湾新建的健身中心中检测到高浓度的TVOC和HCHO，但随着时间的推移，这些物质的浓度以及CO₂浓度均有所下降，这得益于有效的通风系统[21]。波兰某体育中心量化了20种主要VOC，其总浓度低于200 μg/m³

研究内容摘要

研究对象的体育场馆

在法国西部同一城区选取了10个体育场馆，包括2个武术馆、3个儿童运动室、3个健身房、1个高中体育馆以及1个用于舞蹈和瑜伽活动的场所。选择这些场馆的依据是它们在法国的分布情况、体育活动数据以及法国关于公共建筑（尤其是儿童设施）的空气质量法规。研究中还考虑了场馆内使用的特定材料。

空气中主要VOCs的分布与来源

图1展示了有人和使用无人房间中检测并量化的各类VOCs的累积浓度。详细结果见表S2。10个体育场馆空气中的VOCs组成和浓度与其他室内环境相似[35]，其中羰基化合物占主导地位（图1）。VOCs的总浓度范围从DOJ1的13 μg/m³到MUS1的266 μg/m³不等。

结论

本研究评估了10个不同用途体育场馆的室内空气质量，包括武术馆、儿童运动室、健身房和健身室。 靶向和非靶向分析共识别并量化了100多种VOCs和SVOCs。各场馆中VOCs和SVOCs的总量呈现出相似的趋势。 总体而言，这些场所的VOCs污染水平与其他室内环境相当。

作者贡献

Nathalie Costarramone：研究方法、数据收集与处理、数据分析、验证、初稿撰写

Hervé Plaisance：资金筹集、研究方法、数据分析、验证、初稿撰写

Ga?lle Raffy：数据整理、研究验证、修订与编辑

Barbara Le Bot：研究概念构建、监督、验证、审稿

Pierre Le Cann：验证、审稿

Emilie Surget：研究协助、审稿

Auriane Figué：研究方法协助

资金来源 本研究得到了法国生态转型机构ADEME在QAI-Sport项目（项目编号：20162D0018）框架下的财政支持。

CRediT作者贡献声明

Nathalie Costarramone：初稿撰写、验证、研究方法、数据分析、数据整理。 Hervé Plaisance：初稿撰写、验证、研究方法、资金筹集、数据分析。 Ga?lle Raffy：修订与编辑、验证、研究协助、数据整理。 Barbara Le Bot：修订与编辑、监督、研究概念构建。 Pierre Le Cann：修订与编辑、验证。