室内二氧化碳

二氧化碳（_CO2）是一种看不见的气体，人的感官无法闻到它的气味。

室内_二氧化碳由一个碳原子和两个氧原子组成，非常常见，少量时基本无害。但如果浓度过高，_二氧化碳就会取代氧气，造成伤害甚至死亡。

使用新鲜空气通风是降低室内_二氧化碳浓度的主要方法。由于在炎热或污染严重的日子里门窗紧闭，缺乏通风，许多空间的室内二氧化碳积聚问题尤为严重。

由于室外大气中的_二氧化碳（一种温室气体）会渗入室内，因此全球_二氧化碳排放量的增加也对室内_二氧化碳浓度构成了威胁。自 1990 年以来，_二氧化碳排放量增加了近 61%，从约 200 亿吨增至 2021 年的近 350 亿吨（见图 1）¹。

图 1：1990-2021 年全球二氧化碳排放量（单位：千兆吨），自 1990 年以来总体增长近 61%。来源：国际能源机构 (IEA)资料来源：国际能源机构 (IEA)

虽然COVID-19 大流行导致人类活动减少，使 2020 年的_二氧化碳排放量下降了近 6%，但_二氧化碳水平已基本恢复到大流行前的水平，预计 2021 年至少还会上升 5%。

打开门窗有助于暂时降低室内_二氧化碳含量。

此外，机械通风也有助于减少室内_二氧化碳。这也有助于通过稀释减少其他常见的室内污染物，如挥发性有机化合物 (VOC) 颗粒物、病毒和细菌。

监测室内_二氧化碳对于了解一个空间内_二氧化碳空气污染的规模、它与该空间内其他空气污染物的关系以及减少其对健康的影响也至关重要。

请继续阅读，进一步了解_二氧化碳及其对室内环境的影响，包括

• 室内_二氧化碳的 {{3043231} 常见来源
• 可接受的_二氧化碳水平与不健康的二氧化碳水平
• _二氧化碳与空气污染之间的关系
• 如何有效监测室内二氧化碳并帮助减少室内_二氧化碳

室内_二氧化碳的来源

到目前为止，人类的呼吸--特别是呼气--是室内_二氧化碳的 至 常见来源。²

吸气将氧气（O2）带入肺部和血流，红血球将氧气带入全身以支持身体细胞。二氧化碳是细胞利用氧气产生能量进行新陈代谢时产生的废物。然后，红细胞将二氧化碳带回肺部，再呼出到空气中。

当呼气是主要的自然来源时，室内_二氧化碳的积聚主要取决于两个因素：房间大小和居住人数。

空间越小，人数越多 空间内的_二氧化碳积聚得越快。这也是拥挤的会议室或教室空气开始变得陈旧，甚至在很短时间内就会让人感到昏昏欲睡或迷失方向的原因之一^。3

其他常见的室内_二氧化碳来源包括

• 炉灶顶尖火焰或烤箱产生的烟雾
• 火炉或吸烟产生的烟雾
• 来自车库或附近道路和高速公路的汽车尾气
• 以煤气或煤油为动力的取暖设备
• 建筑物下方土壤中的有机物分解
• 渗入室内的室外_二氧化碳，尤其是来自附近化石燃料燃烧源（如工厂）的二氧化碳

了解室内_二氧化碳含量

室内_二氧化碳以百万分之一（ppm）为单位。ppm越高，说明_二氧化碳积聚越集中。

典型的室内

_二氧化碳

浓度范围约为 400-1,000 ppm，但在极端情况下可高达 40,000 ppm。

通常只需通风或使用高效的暖通空调（HVAC）机械通风和净化系统，就能解决这些短时间的峰值问题。

当_二氧化碳浓度高于 2,000 至 5,000 ppm 或更高时，会导致影响注意力和认知能力的短期症状，长期接触还会影响健康。

正常值：400-1,000 ppm
正常的室内_二氧化碳浓度徘徊在 400-1,000 ppm 左右。这意味着空间通风良好，空气交换稳定。

一个通风良好、附近没有任何_二氧化碳排放源（如工厂或繁忙的高速公路）的空间，其_二氧化碳浓度一般会在这个范围的下限。缺乏通风或靠近主要_二氧化碳排放源的空间，二氧化碳浓度会开始上升。

较新的住宅、学校和办公楼为提高能效而设计了严密的建筑围护结构，由于缺乏与室外新鲜空气的空气交换，更容易产生高_二氧化碳。当门窗紧闭或机械通风和过滤技术不足时，尤其容易出现这种情况

：1,000-2,000 ppm
超过 1,000 ppm 时，由于空气中的氧气被二氧化碳分子取代，_二氧化碳开始导致明显的症状。⁶在

此范围内的_二氧化碳通常会导致常见但轻微的症状，包括

• 嗜睡
• 闷热感
• 轻度精神错乱
• 迷失方向

适当的_二氧化碳通风有助于减少这些症状以及其他有害室内空气污染物的含量。因此，一些立法机构规定室内_二氧化碳的日均目标值应在此范围的下限，以鼓励持续通风。

为此，加利福尼亚州立法机构于 2009 年通过了 AB-841 号法案。 2020 年末。除对学校通风和过滤的其他要求外，该法案还将加州教室的室内_二氧化碳浓度上限设定为 1100 ppm，并要求学校设置室内_二氧化碳监测仪 以确保符合这一上限^。7

中度症状：2,000-5,000 ppm
超过 2,000 ppm 时，_二氧化碳可导致干扰健康和认知的症状，包括

• 头痛
• 昏昏欲睡
• 胸闷
• 心率加快
• 注意力下降
• 注意力不集中
• 恶心

图 2 展示了这一范围内的_二氧化碳读数，以及室内颗粒物污染读数（绿色）和室外颗粒物污染读数（黄色）。

图 2：_二氧化碳浓度超过 2,000，表明室内_二氧化碳浓度处于中等偏高水平。资料来源：{{ce111298ed56IQAirAirVisual Pro

⁸ 病态楼宇综合症是指在通风不良的楼宇中，伴随着空气质量差而出现的各种症状。缺乏通风会导致_二氧化碳等室内空气污染物以及细菌、病毒和挥发性有机化合物 (VOC) 等其他污染物积聚。

严重或危及生命的症状：5,000-40,000 PPM
超过 5,000 ppm 时，高浓度的室内_二氧化碳会导致氧气置换，从而出现明显的、可能危及生命的症状，增加以下风险

• 失去知觉
• 视力模糊
• 出汗
• 颤抖
• 高心率
• 窒息
• 死亡

¹⁰

许多监管机构

，

如美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 都制定了严格的限制，以防止工作场所的_二氧化碳浓度超过 5,000 ppm。¹²

至法规将_二氧化碳视为窒息性气体，不允许工作场所 8 小时二氧化碳暴露量超过 5,000 ppm。如果因接触_二氧化碳而导致严重受伤或死亡，违规者将被处以罚款甚至监禁。

_二氧化碳与空气污染

室内_二氧化碳与其他常见的室内空气污染物（如微粒物质 (PM) 或挥发性有机化合物）之间没有直接关系。

在某些情况下，室内_二氧化碳的表现可能与其他室内空气污染物相反。例如，在污染天开窗可能会减少室内_二氧化碳，但会增加PM10、PM2.5 和其他 渗入室内空间的室外空气污染物 。

然而，导致_二氧化碳浓度过高的条件也会增加可吸入颗粒物或挥发性有机化合物的室内浓度。在通风不良或未经过滤的空间中，_二氧化碳和其他室内空气污染物都可能积聚到危险的水平，导致各种健康影响¹³。

例如，在共用的办公空间或教室中，呼气会使_二氧化碳和受感染的呼吸道气溶胶迅速积累到很高的水平。使用打印机和复印机等常用设备也会产生 PM2.5 和超细粒子（UFPs），在没有通风或过滤的情况下，这些粒子会在空气中停留很长时间。

与病毒、细菌和霉菌有关的空气传播感染在未过滤、未通风的空间也更容易发生。咳嗽、打喷嚏、呼吸或说话产生的生物污染物气溶胶可小至 0.003 微米，并在空气中徘徊数小时，从而使建筑物

内

的居民在气溶胶产生后很长时间内受到感染

。

取而代之的是 至好 使用传感器测量_二氧化碳，传感器使用红外线（IR）来估算环境空气中_二氧化碳分子的数量。

工作原理如下

：

1. 环境空气通过由红外光源、反射气体池和红外光探测器组成的_二氧化碳传感器组件。
2. 红外光照射到穿过组件的_二氧化碳分子上。_二氧化碳分子会吸收大部分红外光。
3. 未被_二氧化碳分子吸收的剩余光线则通过探测器。
4. 红外光探测器计算红外波长的变化，从红外光源产生的波长到_二氧化碳吸收红外光后剩余的波长。
5. 波长的变化表示_二氧化碳的浓度，并转换成 ppm 读数。

独立的_二氧化碳传感器可以显示室内_二氧化碳浓度是否升高，并满足工作场所和学校的基本_二氧化碳监测要求。美国化学学会 2021 年发表的一项研究表明，室内

_CO2

水平可以作为一种工具，帮助显示同一空间内接触传染性气溶胶的相对风险

。

同时测量 PM 和_CO2的空气质量监测仪可提供 至 有用的室内空气质量信息，包括通风和过滤如何影响这些污染物。 污染物。测量温度和湿度也有助于更好地了解大气条件如何影响可吸入颗粒物和_二氧化碳的室内浓度。

启示

低于 1,000 ppm 的室内_二氧化碳不会造成严重的空气质量问题。

然而，室内_二氧化碳浓度超过 1,000 ppm 时，会降低注意力和认知能力，浓度越高越有害。在空气污染物（如 PM2.5）和空气传播感染已经成为严重问题的工作场所和教室，这会对工作效率、学习成绩和健康造成高昂的代价。

利用室外新鲜空气通风是减少室内_二氧化碳的主要解决方案。当室外空气受到污染或天气极端恶劣时，使用机械通风和过滤可以帮助减少_二氧化碳和其他室内空气污染物，从而影响建筑物使用者的健康和工作表现。