国家统计局数据显示，2021年末，全国民用轿车保有量16 739万辆，其中私人轿车15 732万辆，据估计，人均每天约有5.5%的时间在车内度过，车内微环境对乘车者的日常污染暴露有显著影响。新冠病毒疫情爆发以来，封闭车厢内空气传播病原体的风险与预防也越发受到重视。

 

车内空气污染来源

1、汽车内饰及零部件释放的污染物

汽车内饰及零部件中包含的油漆、皮革、橡胶、织物、胶黏剂、保温材料、吸声材料等会释放VOCs，如苯、甲苯、甲醛、芳香烃等，以及SVOCs，如邻苯二甲酸酯（PEs）、溴化阻燃剂（BFRs）和多环芳烃（PAHs）等。日本学者在私家车内微环境中检出了275种污染物，车内种类繁多的有机物浓度可能比环境空气高5~10倍，也远超其他室内环境水平。

国内外研究发现，新车、车内温度高或空气交换率低时，车内污染物浓度较高。新车内苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、乙醛、丙酮及丙烯醛的浓度可比旧车高出12.89%、103.54%、123.14%、104.20%、6.26%、6.31%、10.67%；温度从 11°C 升高到 25°C，甲苯、苯乙烯、乙苯和二甲苯浓度可分别增加513.6%、544.8%、767.0% 和 597.7%。不同车型和内饰车内 VOCs 的浓度差异很大，一辆皮革内饰车平均比织物内饰车内VOCs浓度高1.42倍。

 

2、大气污染物

车内环境受车外本底环境影响较大，密封不严或开窗情况下，大气环境中的污染物将随气流进入车内，造成车内空气污染。低污染路线下交通造成的累积空气污染暴露比高污染路线下低 54%~67%，非高峰时间驾驶比高峰时间驾驶时低 5%~20%。对全球10个城市的车内空气污染暴露情况进行的评估发现，开窗驾车时司乘的空气污染暴露最为严重，相比早、晚高峰车流集中时段，在非高峰时段开窗驾驶，车内空气污染暴露分别减少91%和40%。

 

3、汽车排放的污染物

汽车行使过程中，尤其在路况拥堵、车流量较大时，汽油燃烧排放的含有碳氧化物、氮氧化物、超细颗粒物、苯系物、芳香烃等物质的尾气极易进入车内，加剧车内空气污染。

 

4、乘员间污染物及病原体输送

车内乘员呼出的飞沫和气溶胶可以在空气中长时间悬浮，有利于呼吸道致病菌的空气传播。有研究表明，病毒在气溶胶中的存活时间长达3 h，仅驾驶15 min后，病毒载量即可在车厢内累积，造成乘员间的交叉感染。空气过滤器能够去除气溶胶，但从气流中过滤出的细菌和真菌在高温条件下会大量繁殖，当打开空调时，通过车辆过滤系统的气流会重新雾化空调滤清器中的细菌和真菌，再次将微生物带入车厢。

 

通风状况对车内空气质量的影响

通风是车内外空气交换的过程，对污染物的动态传输具有重要影响，通风时的空气气流速率和空气交换率是影响车内污染物浓度水平的关键因素。研究发现，早晚高峰期，车外污染较为严重，在车窗关闭的情况下开启风扇并使用车内再循环系统，可显著减少有害颗粒物的吸入率，污染暴露下降约80%。而在外界空气质量较好时，保持良好的通风是降低车内污染物浓度的有效方法。

 

车内气流对病毒传播风险的影响

疫情时期，通风换气成为车内防疫的关键。戴口罩和使用屏障是降低感染率有效的第一步，然而，除高效过滤器外，气溶胶可以通过所有屏障，通过与呼吸、说话、咳嗽、打喷嚏等有关的微米级气溶胶传播病毒几乎是不可避免的。

在当前新冠病毒大流行的全球公共卫生危机背景下，迫切需要对汽车车厢内的小气候以及污染物从一个特定个体（例如驾驶员）到另一个特定个体（例如乘客）的传输模式进行严格评估。《Science Advances》近期刊登了一篇文章，对一辆四门轿车的各种通风方案进行了一系列流体力学（CFD）模拟计算，评估了不同方式开关车窗带来的病毒传播风险。假设司机和乘客分别就坐于左前和右后座位，两者之间的物理距离（≈1.5 m）最大，模拟了左前（FL）、左后（RL）、右前（FR）和右后（RR）车窗组合打开和关闭的6种情况（见图1）。发现在车厢内建立主要的交叉通风流对于最大限度地减少车内乘客之间潜在的传染性颗粒传输至关重要，形成这种气流模式后，驾驶员和乘客的相对位置决定了乘客之间传输的空气量。将乘员之间的交叉污染降至最低的最有效方法是打开所有车窗，在车厢内建立2条不同的气流路径，有助于隔离左右两侧，并最大限度地提高车厢内的每小时换气次数（ACH），但实际驾驶中，这种通风模式并不总是可行或可取。最理想的选择是打开距离乘客最远的两扇窗（右前和左后），压力分布形成的特殊气流模式将新鲜空气引导至后排座椅和右前窗外，有助于将驾驶员与乘客间的相互作用降至最低，提供更好的保护。

图1 通风方式示意

 

合理选择通风方式

1、单侧开条缝：散异味

单侧前车窗开启一条缝隙，车内空气会将烟雾或其他异味挤压出车内。

但如果车窗开启增大，车外气流的强劲作用力会将烟雾挤入车内，从后排排气口处流出。乘客吸烟时，将吸烟者一侧的车窗打开，二手烟能很快排出。

 

2、斜对角开两扇窗：降噪

开车时打开相对的两扇车窗，噪声会很大，但打开一扇前车窗和对角线的后车窗，不仅能降低噪声，还能使空气畅通流动，对于降温和通风也有很大帮助。

 

3、打开距离乘客最远的两扇窗：减少驾驶员与乘客间交叉感染

驾驶员与乘客分别坐于车的左前和右后位置，压力分布形成的特殊气流模式将新鲜空气引导至后排座椅和右前车窗外，有助于将乘客与驾驶员之间的相互作用降至最低，为乘客提供更好的保护。

 

4、打开三扇关一扇：快速换气

打开两扇前车窗和一扇后车窗，会在后排制造一个高气压的区域，快速换气的同时，还能避免车外进入杂物，更加安全。

 

5、避免高速时开同侧窗

高速行驶时若将同侧两扇窗同时打开，会使坐在另一侧的驾乘人员迎风感强烈，且风噪较大。如遇大风或横风天气，开窗会加剧气流造成的驾驶风险。

 

主要参考文献：

[1] Mathai V, Das A, Bailey J A, et al. Airflows inside passenger cars and implications for airborne disease transmission[J]. Science Advances, 2021, 7 (1): eabe0166.

[2] Tolis E I, Karanotas T, Svolakis G, et al. Air quality in cabin environment of different passenger cars: effect of car usage, fuel type and ventilation/infiltration conditions[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2021, 28 (37): 51232-51241.

[3] Xu B, Chen X K, Xiong J Y. Air quality inside motor vehicles' cabins: A review[J]. Indoor and Built Environment, 2018, 27 (4): 452-265.

[4] Xu B, Wu Y, Gong Y, et al. Investigation of volatile organic compounds exposure inside vehicle cabins in China[J]. Atmospheric Pollution Research, 2016, 7 (2): 215-220.

[5] Kumar P, Hama S, Nogueira T, et al. In-car particulate matter exposure across ten global cities[J]. Science of the Total Environment, 2021, 750: 141395.