时间分辨特性的室内空气质量可能由于人类活动和户外来源在傍晚中学摔跤比赛

文摘

尽管积极的健康状况与体育活动以及相关的个人和团队运动,室内空气和环境质量差会对人体健康产生负面影响,性能,和舒适。我们进行了14个月实地案例研究将两个冬季运动规律的季节(12/2017-2/2019)包括分析颗粒物(PMx)在空气和灰尘,二氧化碳(有限公司₂)、温度和相对湿度(RH %)在中学或高中摔跤活动在新泽西州南部,美国。规划和驾驶方法后在第一次冬季运动常规赛(12/2017-2/2018),在第二次常规赛冬季运动(1-2/2019),我们进行了一项有目的的同时实时采样midgymnasium毗邻摔跤垫。体育馆占用100 - 500人不等。收集的数据包括可吸入点₁₀resuspended从地板垫,可呼吸的点_2。5和室内有限公司₂,温度和RH %。短期实时提升点₁₀水平直接与同时记录摔跤比赛次相比,例如,学生运动员在拆卸和别针。点₁₀和点_2。5水平与其他已知的记录在室内活动(例如,小吃店)和室外来源(例如,相邻的停车场和主要高速公路)。了解公司₂特征,温度和RH %数据,我们HS健身机械通风系统门或窗户在户外,记录在比赛时间占用。室内有限公司₂水平不等∼700 - 1000 ppm时比赛# 1 1/23/2019但范围从900∼1900 ppm时匹配1/30/2019 # 2,> 1000 ppm的多数时间(和在整个校比赛当入住率在最大)。未来的研究应进一步描述点₁₀选民在垫子上灰尘和室内空气更大的样本学校和比赛。

1。介绍

孩子更容易受到室内空气和环境质量差的学校(1- - - - - -5]。室内空气质量(IAQ)或室内空气和环境质量在学校都进行了广泛的研究,关注课堂(例如,Heudorf et al。)1)或大学体育设施,包括那些用于体操(2]。

锻炼时,气流速度的增加,这意味着空气中颗粒物(PM)现在可以穿透更深的呼吸道(6]。在商业和大学水平的机载点健身房已经被集团总部位于欧洲(量化2,7]。学校的体育馆在布拉格,捷克共和国,8)和进犯,意大利(9在正常使用),研究了,但具体时间进程研究点水平在特定的体育活动在中学是罕见的。

室内空气品质不佳一再与负面影响人类健康和相关性能和热舒适。温度(T)、相对湿度(RH %)和二氧化碳(有限公司₂)导致室内空气品质。增加呼吸在运动意味着更快、更深的呼吸,增加有限公司₂驱逐出境;个人能源使用与公司有关₂通过代谢活动产生(9]。先前的研究是有限的在通风不足的影响人类系统运动时(6,9]。然而,先前的研究在学校健身房和商业办公室提出一个低效率的机械暖通空调(采暖、通风和空调)系统会导致升高室内CO₂浓度超过或接近“正常”的高端(350 - 2500 ppm或ppm) (10]。提高室内有限公司₂浓度可以影响性能和影响建筑物居住者的健康,例如,病态建筑综合症的症状(10]。室内有限公司的指导方针₂(nonoccupational设置)是1000 ppm (11];5000 ppm有限公司₂美国职业可执行的监管限制(12]。也有指南T和RH %作为评估的一部分,室内热舒适主人在今年赛季(13]。

我们的目标是在两个连续的冬季运动进行研究季节(飞行员抽样完成在第一个赛季冬季运动14,15])来确定点的水平在摔跤中实践和个人次,团队比赛,多团队满足主办一个中学或高中(HS)。研究中的本校参加多个新泽西州南部(NJ)公共商品。本文总结了关键结果三个组件的第二个赛季冬季运动(16- - - - - -18我们的研究。首先,我们关注可变性室内空气中可吸入点₁₀从表面,受到灰尘再悬浮(体育馆的地板、摔跤垫)由于人类活动。其次,我们也专注于室内很好,可呼吸的点_2。5,可能也受到室外点_2。5生成的主要高速公路附近的HS(入口道路和停车场旁边)。最后,我们评估了室内空气品质除了空气和尘埃(地板、垫)相关ventilation-mechanical没有自然通风空调系统通过打开的门或窗户在户外与措施的有限公司₂,T和RH %。

2。材料和方法

这是一个领域研究案例研究2^nd普通商品摔跤季节在冬季2018年末,2019年初,在规划和方法进行驾驶在1^圣普通商品摔跤季节在冬季2017 - 2018。因此,整个研究期间是14个月。常规赛日程表在新泽西州HS摔跤规定每个商品只能主机几个满足冬季运动季节每学年在他们的商品。采样是由新泽西州南部公立中学,学校,连续几周2019年1 - 2月刊。其他当地的公立中学,学校罪犯,也参加了比赛在常规赛比赛在学校a比赛发生在两个独立的天afternoon-evening末时期,大约2 - 3小时。常规赛有每周HS (nontournament)摔跤比赛在三家符合≥2团队之间在学校举办的第一场比赛在1/23/2019两个学校之间,约100 - 150与会者(包括观众、本校和教练),第二个匹配1/30/2019两个学校之间,约有450 - 500名观众。学校的健身房没有可操作的窗户,户外活动,天花板照明,没有直接向户外门。这个健身房的门,被关闭在比赛只/次或定期打开观众入口或出口,是连接到走廊内部服务办公室和教室/会议室。这个体育馆有一个机械暖通空调系统上方的屋顶。一个彻底的评估这个暖通空调系统的具体操作细节超出了本研究的范围。 This gym’s dimensions are ∼100 feet long (∼30.5 meters), ∼80 feet wide (∼24.4 meters), and ∼25 feet high (∼7.6 meters). The gym’s maximum capacity, based on state and local fire code limits, is 1200 people standing (with/without retractable bleachers used), 1000 with chairs, or 500 with chairs and tables.

室内空气品质的位置取样设备使用如图1。的T、RH和有限公司₂传感器∼0.5以上体育馆地板;蓝色采样粒子(PM_2。5和点₁₀)计数器,∼1米。它是一个典型的实地研究实践定位粒子计数器至少∼1 m从地板,墙壁,天花板。这是适当的取样器与传感器T、RH和有限公司₂在∼0.513考虑到关注摔跤比赛。这些本校通常蹲或在垫子上,不站直,而在行动。此外,这是尽可能教练和官员会允许采样,鉴于我们对安全的担忧和不打扰,破坏,或侵入本校。

2.1。可吸入颗粒物(PM₁₀和点_2。5)

两个AM510 SidePak个人气溶胶监测(美国TSI合并、Shoreview、锰)(19,20.)被用来监控点,不断对PM10和PM2.5的另一个,。这些采样前详细描述并成功地用于其他领域的研究我们进行了21,22]。在匹配(参见图1),给这两个采样midgymnasium毗邻垫和下午测量水平每秒一次。执行的活动和重大事件期间本校发作/匹配,包括针和共有,被研究小组记录现场技术员在笔记本的日期/时间戳。手表已经同步采样的准备和校准的研究小组现场干燥的罗格斯大学实验室。

2.2。二氧化碳(有限公司₂)、温度(T)、相对湿度(RH %)

两个Telaire 7001直读显示器内部记录有限公司₂同时在健身房和记录数据有限公司₂数据到流浪汉U12数据记录器(发病集团、伯恩,MA)也收集T和RH % data-connected有限公司₂监控适配器电缆。采样与压缩氮气校准(0 ppm空气)之前和之后的每个字段的网站访问。Telaire和流浪汉取样器日志记录时间间隔被设定为10秒平均十,秒的最大化数据存储的数据。在室内,即。,inside the gym (see Figure1),7001和流浪汉Telaire U12组合传感器和伐木工人精心配置了两个AM510监控(图1)。我们保证这两个AM510排气指出远离彼此的空气摄入量以及Telaire 7001。

2.3。其他数据收集

此外,户外T在户外和RH %记录点_2。5抽样在一个小停车场站在一辆停着的车中屋顶之上。停车位是毗邻健身房的建筑。点_2。5和有限公司₂数据没有在本文中详细报道,鉴于极端户外conditions-cold(范围< 20 - 10°F,低RH %)主导中断sensor-to-data记录器的性能。总之,背景户外有限公司₂没有改变在本研究中由于相对较低的晚上交通卷在两个相邻的主要道路服务HS停车场入口和出口领域和高速公路< 100米远离HS体育馆。我们想要确认,在这篇文章中,室内CO₂,而不是室内-户外有限公司₂仍是重点,因为之前的研究已经证明了环境有限公司₂可能会随距离主要道路和高速公路的地区没有移动线源之外的其他主要工业燃烧源。(21]。

2.4。数据管理和分析

取样器从每个监视和数据上传日志到Microsoft Excel和分解时间和活动类型,在实践中,或每一场比赛。描述性统计(范围或本文中展示的最小值和最大值)和图表生成。

3所示。结果与讨论

3.1。点₁₀

数据2- - - - - -5目前时间序列图在不同的例子研究天来说明特定的活动,如拆卸或摔跤垫固定动作,或有时很多本校在垫子上,如热身练习和清理/滚动垫,生成更多的室内空气₁₀在参与者的呼吸区。此外,在图3下午,₁₀水平往往高于图2。这可能部分归因于更多观众1/30/2019(∼450人在场,范围∼400 - 500)和在1/23/2019(∼100人存在)。

3.2。点_2。5

数据4- - - - - -7目前时间序列图在不同的例子研究天来说明具体的活动如何影响室内空气点_2。5摔跤垫子在参与者的呼吸区。可以推测特定的活动,比如热身练习和拆卸或将演习,在每一次生成变量小峰措施,而较大的峰值措施可能受到室外来源如车辆空转,传球,或者健身房附近停车在每一场比赛的开始时间以及相对较高的交通量(合295号州际公路)附近的高速公路上HS健身区域。这也符合最近的文献综述论文关于人类暴露于空气污染在体育馆等室内体育设施和体育大厅服务社区(23]。

3.3。有限公司₂,T,RH %

我们收集的数据在不同的学习天2019年1月来说明入住率和具体活动摔跤垫产生更多的室内CO₂在参与者的呼吸区。的有限公司₂数据在ppm、ppm作为机械通风和入住率的指标。室内有限公司₂水平不等∼700 - 1000 ppm 1/23/2019但1/30/2019范围从900∼1900 ppm, > 1000 ppm的大部分时间(以及整个校比赛)。的有限公司₂数据同时并发室内相比T(摄氏度,°C;范围在两个研究天∼18 - 23°C)和室内RH(百分比,%;范围1/23/2019和∼∼30 - 35% 1/30/2019 25 - 31%)。

我们还研究了最初的原始数据时间序列块研究天(指的是一个例子,合并1/23/2019和1/30/2019数据,提供的补充图)。不仅数据显示特定的活动在摔跤mats-warm-up活动/演习,演习,上卷mats-but也在比赛中增加入住率1/30/20219相比,1/23/2019产生更大的可变性和更多的室内CO₂在参与者的呼吸区。数据收集1/23/2019∼100名观众到场,然后收集数据与第一∼1/30/2019期间100名观众初级的匹配,然后∼400 - 500年期间大学运动代表队的比赛。遇到几个小时后的学校的一天。除了前面提到的观众,每个团队都有25人,∼∼5教练/员工(如专业运动教练)。

总之,特定的活动,比如拆卸或把演习在一场结合机械通气不足对健身房的入住率在匹配导致更高的室内CO₂措施。测量室内有限公司₂浓度在这项研究中没有超过1000 ppm的典型指南(11)除了在1/30/2019校比赛当入住率高于典型的由于观众的数量的增加。同时,无论是热舒适(13(冬季供暖季节室内T∼68 - 75°F或∼20 - 24°C和RH 20 - 60%的寒冷,干燥的室外空气)和火代码入住率超过了限制,而且,作为成人学校工作场所,室内测量有限公司₂低于职业可执行的监管限制(12]。这是符合意大利最近的另一个校本研究[24];虽然集中在占主导地位的燃烧污染的来源,研究人员还报告点浓度的差异_2。5和各种化学污染物包括有限公司₂在学生活动和空置,段长时间。在这项研究中,我们不能完全描述的潜在贡献室内点户外点邻近的主要道路和高速公路(美国州际i - 295)附近的学校;然而,任何其他点光源(工业、发电厂)位于几公里外。此外,健身房入住率相对于其能力影响有限₂水平;1/23/2019匹配发作期间,约100观众和运动员出现在健身房和1/30/2019匹配发作高达约400 - 500名观众和运动员在大学比赛。机械空调系统可能没有被设置为预期的增加占用或重置或意识到,分别。,没有足够的室外空气与较低的公司₂浓度被带进健身房。除了成人和青少年观众,每个团队都有25人(本校)和∼∼5教练和工作人员(如一个体育教练)在每次见面。

4所示。结论

年轻的本校受到室内空气品质不佳的影响。学生运动员的呼吸区附近空气中的颗粒物水平测量在体育活动像摔跤垫可以相差很大,由于特定的活动,比如在拆卸和别针。许多学校旧机械暖通空调设备和体育设施,如健身房可能人口占据特定的课外时间在比赛或锦标赛。这个活动有助于提升,变量室内粒子水平;点₁₀和点_2。5也可能受到相邻室外来源如果没有室内燃烧源。虽然我们不能进一步评估和测试屋顶空调和过滤器,本研究建议学校机械暖通空调系统如何不仅要定期维护,还应该设置/重置等需要特别活动在室内的运动比赛在体育馆占已知或估计占用,即使说火代码限制已经持续跟踪。

这个综合案例研究权证更对室内空气品质的研究在中小学体育场馆和多用途的房间用于体育活动/体育和任何校际的俱乐部,或者校内的运动像摔跤。它可以指出,进一步的研究更为重要COVID-19大流行后2020 - 2021 (25,26]。这个全球大流行,造成SARS-CoV-2病毒传播飞沫气溶胶,跨越了两年的学校。在世界范围内,适当的机械通风的重要性,增强粒子过滤和适当的大小对室内空间的大小以及预期的每日最大占用水平正常或减少由于警戒一直指出整个社会。

数据可用性

本研究的数据获得每IRB批准管理电脑上的新泽西罗格斯大学公共卫生学院的安全学校项目。使用数据集和分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。

信息披露

资助者没有作用的设计研究;在收集、分析或解释数据;写的手稿;或决定发布结果。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

D.G.S.,L.N.G.,和J.A.P. conceptualized the study and validated the data; D.G.S. and L.N.G. were responsible for methodology and performed formal analysis; D.G.S. was responsible for software; D.G.S., L.N.G., J.A.P., and J.M. investigated the study; D.G.S. and J.M. were responsible for resources and supervised the study; D.G.S. prepared the original draft and was involved in funding acquisition; L.N.G., J.A.P., and J.M. reviewed and edited the manuscript; L.N.G. and J.A.P. were involved in project administration. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

确认

作者承认体育董事、认证的体能训练师,和学校护士学校的校园在新泽西学区在三个地区;脑损伤联盟新泽西,特别是青少年体育委员会的脑震荡;罗格斯大学公共卫生学院和其他团队成员内部的新泽西学校项目安全审查(Maryanne坎贝尔,Koshy Koshy);和之前的研究生研究助理(劳拉·琼斯和艾滋病Shah)。这项研究是由新泽西州的项目收入账户安全的学校项目,基于作者的高中学生运动员轻度创伤性脑损伤(脑震荡)监测研究小学脑损伤预防教育,由凯斯勒基金会资助,特殊项目计划机制(两个奖,2014 - 2017 1/2016和3/2018提交临时和最终报告和期刊论文发表)。

补充材料

补充图:最初的原始实时数据的输出的一个示例Telaire 7100传感器和流浪汉U12数据记录器的流浪汉出现箱式车软件作为时间序列的情节。室内空气T(橙色,主y设在),RH %(蓝色,主y设在%),有限公司₂(灰色,二次轴,ppm或ppm的指标机械通风和占用)。注:数据(左边的红色垂直线)收集在1/23/2019(∼100名观众存在),和其他数据(右边的红色垂直线)收集在1/30/2019(∼100名观众的时间校比赛,然后∼400 - 500年在大学比赛的持续时间)。遇到几个小时后的学校的一天。除了观众,每个团队都有25人,∼∼5教练/员工(如体育教练)。(补充材料)

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