盧偉華，陳 婧, 馮 璇，魏 巍

《全民健身計(jì)劃綱要》的實(shí)施以來(lái)，我國(guó)體育人口不斷增加。室內(nèi)健身房的興起，又為人們參與體育鍛煉提供了條件和便利。室內(nèi)健身房空氣品質(zhì)的好壞直接影響到室內(nèi)人員的舒適感、鍛煉效果和健康。

近年來(lái)，對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。室內(nèi)健身房的研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)CO2濃度會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的增加而不斷升高，且與人均容積相關(guān)[1，2]。但有關(guān)室內(nèi)CO2濃度過(guò)高會(huì)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生何種影響的研究較少。因此，本研究以室內(nèi)CO2濃度值為重點(diǎn)，研究室內(nèi)空氣品質(zhì)對(duì)男大學(xué)生運(yùn)動(dòng)能力的影響。

1 對(duì)象與方法

10名健康男大學(xué)生作為受試者，在跑臺(tái)上以7.2 英里/h速度進(jìn)行20 min的等負(fù)荷運(yùn)動(dòng)。受試者基本情況見(jiàn)表1。

表1 受試者基本情況TableⅠ Basic Information of the Subjects

每人完成兩次定量運(yùn)動(dòng)，充分休息好后進(jìn)行第二次。分別在通風(fēng)情況差和良好的條件下進(jìn)行（同一室內(nèi)）。室內(nèi)溫度均控制在11～16℃，相對(duì)濕度控制在30%～60%，氧氣濃度始終保持在20.9%（符合《公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9668-1996）[3]）。

受試者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，使用Polar S610i型心率遙控測(cè)試儀和Berg自覺(jué)用力程度分級(jí)表（RPE表，20級(jí)）監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。使用ZG-106二氧化碳檢測(cè)儀測(cè)量室內(nèi)CO2濃度，發(fā)放根據(jù)ASHRAE的感覺(jué)標(biāo)尺制定的室內(nèi)空氣品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)問(wèn)卷，結(jié)合《公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9668-1996）[3]對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。發(fā)放問(wèn)卷20份，收回20份，有效率100%。

2 研究結(jié)果

2.1 兩種條件下的二氧化碳濃度

將在通風(fēng)情況差的條件下進(jìn)行的測(cè)試稱為組1，CO2濃度始終在0.14%以上；在通風(fēng)情況良好條件下進(jìn)行的測(cè)試稱為組2，CO2濃度始終在0.07%以下。

表2顯示的是兩種條件下，10名受試者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中二氧化碳（CO2）濃度的平均值（第5 min、10 min、15 min、20 min）。

表2 CO2濃度（%）平均值TableⅡ Average Value of the CO2Concentration (%)

2.2 兩種條件下空氣品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)

2.2.1 主觀評(píng)價(jià)總分比較

按照ASHRAE的感覺(jué)標(biāo)尺中各選項(xiàng)得分的規(guī)定，計(jì)算問(wèn)卷中室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)調(diào)查部分的總得分。共11題，最佳得分為2分，分?jǐn)?shù)值越大，表示對(duì)該場(chǎng)館空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)越低。

由圖1可見(jiàn)，在兩種通風(fēng)條件下，運(yùn)動(dòng)后空氣品質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的總分都高于運(yùn)動(dòng)前，即對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)均降低。且運(yùn)動(dòng)前后主觀評(píng)價(jià)總分均存在P＜0.05水平的顯著性差異。運(yùn)動(dòng)前后組2的總分均低于組1，即室內(nèi)人員對(duì)組2的空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)較組1好，但不存在顯著性差異。

圖1 主觀評(píng)價(jià)總分Figure 1 Total Points of Subjective Evaluation

2.2.2 空氣可接受率比較

分別計(jì)算兩組運(yùn)動(dòng)前后的空氣可接受率，得到結(jié)果如圖2所示，組1運(yùn)動(dòng)后空氣可接受率由運(yùn)動(dòng)前的85%下降到75%，組2運(yùn)動(dòng)前后的空氣可接受率都是90%，高于組1。但不存在顯著性差異。

圖2 空氣可接受率Figure 2 Acceptable Rate of Air

2.3 兩種條件下運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變化的比較

2.3.1 運(yùn)動(dòng)中心率變化

分別計(jì)算10名受試者在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每分鐘的平均心率，得到的結(jié)果如圖3所示。

圖3 心率比較圖Figure 3 Comparison between the Heart Rates

將10名受試者在組1、組2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的心率做配對(duì)T檢驗(yàn)，得到的結(jié)果如圖1所示，“***”、“**”、“*”分別表示兩組在P＜0.001 、P＜0.01 P＜0.05水平上存在顯著性差異。

由圖3可以看出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中組1的心率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于組2。且均存在不同水平的顯著性。兩組心率均表現(xiàn)出先快速上升，后維持在一個(gè)較穩(wěn)定的水平上，且組2較組1先達(dá)到該穩(wěn)定水平。分別計(jì)算兩組達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后（即第6～19 min）的平均心率，結(jié)果如表3所示（N=10，P＜0.001）。

表3 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平均心率（次/min）TableⅢ Average Heart Rate in the Process of Exercise (per min)

2.3.2 運(yùn)動(dòng)中RPE變化

在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，每5分鐘記錄1次受試者的主觀感覺(jué)（RPE值），將兩個(gè)條件下，10名受試者的RPE值做平均值，得到圖4。

圖4 RPE比較圖Figure 4 Comparison of RPE

由圖4可以得到與圖3一致的結(jié)果，即組1的RPE值遠(yuǎn)高于組1，但二者之間的差異有逐

漸減小的趨勢(shì)。即受試者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，主觀感覺(jué)上組2較組1表現(xiàn)的較輕松。

2.3.3 運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)情況

本研究，記錄了運(yùn)動(dòng)后5 min各受試者的心率恢復(fù)情況，計(jì)算平均值得到的結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，運(yùn)動(dòng)后兩組的心率恢復(fù)也存在較大的差異，但差異性小于運(yùn)動(dòng)中的心率。

圖5 運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)情況Figure 5 Recovery of Heart Rate after the Exercise

3 討論與分析

舒適的健身環(huán)境、高品質(zhì)的室內(nèi)空氣能夠給人們帶來(lái)愉悅的心情，是室內(nèi)健身人員健康的保障，同時(shí)也是達(dá)到良好健身效果的必要保證。對(duì)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)涵蓋客觀指標(biāo)和人的主觀感受兩個(gè)方面的內(nèi)容，才是相對(duì)比較科學(xué)和全面的[4]。因此，本研究采用了根據(jù)ASHRAE感覺(jué)標(biāo)尺制定主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，對(duì)健身房的空氣品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)結(jié)合前人和筆者前期的研究發(fā)現(xiàn)：健身房?jī)?nèi)的CO2濃度和細(xì)菌總數(shù)隨著開(kāi)館時(shí)間延長(zhǎng)而增高，與開(kāi)館前相比超標(biāo)5.6%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)健身人群的健康造成了直接或間接的危害[2]；運(yùn)動(dòng)后女大學(xué)生RPE值變化越大，室內(nèi)CO2濃度升高越多；運(yùn)動(dòng)后空氣可接受率低于運(yùn)動(dòng)前，并且隨著健身房?jī)?nèi)參加運(yùn)動(dòng)人員密度的增加，其室內(nèi)空氣可接受率呈下降趨勢(shì)[5]；在同一個(gè)場(chǎng)館內(nèi)CO2濃度與參加鍛煉的人數(shù)即場(chǎng)館內(nèi)人均面積、人均容量有相當(dāng)?shù)年P(guān)系，人均容積越小，CO2濃度越容易超標(biāo)。即室內(nèi)CO2的濃度與室內(nèi)人員密度是呈正比增加的[1]；CO2的體積分?jǐn)?shù)高于標(biāo)準(zhǔn)值，會(huì)對(duì)長(zhǎng)期在教室內(nèi)學(xué)習(xí)的學(xué)生會(huì)造成一定的影響，使其精神疲勞，心理健康受到影響[6]。綜上，室內(nèi)CO2濃度是影響人運(yùn)動(dòng)能力的重要因素之一，較高濃度的CO2將不利于人的運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)重者甚至危害人的健康。

CO2是無(wú)色無(wú)味的氣體，高濃度時(shí)略帶酸性。主要來(lái)源于人的呼氣和含碳物的充分燃燒。正?？諝庵械暮考s為0.03%～0.04%。當(dāng)CO2濃度大于0.07%時(shí)，少數(shù)敏感的人就會(huì)感覺(jué)到不良?xì)馕?，并產(chǎn)生不適感。當(dāng)CO2濃度大于0.15%時(shí)，會(huì)引起呼困難和呼吸頻率加快、減弱人體的活動(dòng)能力等。研究表明[7]，短時(shí)間接觸低于0.1%的CO2，對(duì)機(jī)體正常的生理功能不會(huì)造成影響，但在運(yùn)動(dòng)狀況下則可能不同。在CO2濃度超過(guò)0.07%的室內(nèi)環(huán)境中力竭運(yùn)動(dòng)后，心率和血乳酸顯著上升，且恢復(fù)較慢[8]。激烈運(yùn)動(dòng)中引起的缺血、缺氧和能量的大量消耗，使體內(nèi)產(chǎn)生一系列的反應(yīng)，可能導(dǎo)致自由基大量生成[9]，引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)加強(qiáng)，隨缺氧的進(jìn)一步加劇，以上反應(yīng)可變得更為顯著。此外，缺氧將影響機(jī)體的內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，影響下丘腦—垂體—腎上腺軸和甲狀腺軸的活動(dòng)水平，使皮質(zhì)醇和甲狀腺激素含量發(fā)生變化[9]。而人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨著強(qiáng)度的增大，機(jī)體為適應(yīng)代謝的需求，需要消耗更多的O2和排出更多的CO2，會(huì)逐漸降低室內(nèi)的O2分壓并升高CO2等其它污染物濃度[10]。這就要求室內(nèi)環(huán)境要有較好的通風(fēng)條件，以保證室內(nèi)空氣的品質(zhì)。

本研究中組1的通風(fēng)情況較組2差，其CO2濃度持續(xù)在0.140%（大于0.07%）以上，組2通風(fēng)情況良好，CO2濃度始終小于0.07%（溫濕度、氧氣濃度無(wú)顯著性差異）。從CO2濃度情況來(lái)看，組2的空氣品質(zhì)要優(yōu)于組1。從主觀問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果看，運(yùn)動(dòng)前后組2的總分評(píng)價(jià)都高于組1，但不存在顯著性差異。同時(shí)，兩組運(yùn)動(dòng)后的總分評(píng)價(jià)分別低于各自運(yùn)動(dòng)前的評(píng)價(jià)，且存在顯著性差異。即室內(nèi)人員的運(yùn)動(dòng)會(huì)降低對(duì)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)。另外，運(yùn)動(dòng)后組1的空氣可接受率降到了75%，已低于ASHRAE O2-1989所提出的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)應(yīng)滿足的80%的可接受率[11]。

心率是指每分鐘心臟搏動(dòng)的次數(shù)，有明顯的個(gè)體差異。正常成人心率平均在75 次/min左右。心率與年齡、性別以及生理情況等有關(guān)。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，常用心率來(lái)反應(yīng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。心率越高，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大[12]。RPE則是用主觀感覺(jué)來(lái)反應(yīng)身體負(fù)荷強(qiáng)度的一種方法，其不是對(duì)身體某一方面感覺(jué)的反映，而是對(duì)運(yùn)動(dòng)中個(gè)人的適應(yīng)能力水平、外界環(huán)境影響、身體疲勞情況等的整體自我感覺(jué)[13]。

本研究中，組1在通風(fēng)條件較差的環(huán)境下，（CO2濃度持續(xù)在0.140%以上），雖然與組2相同負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)，但平均心率達(dá)到了165.74 次/min，即82.2%的最大心率。組2通風(fēng)情況良好（CO2濃度始終小于0.07%），平均心率只達(dá)到155.89次/min，即77.3%的最大心率，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于組1，且較早達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，恢復(fù)也較快。從受試者的主觀感受（RPE值）來(lái)看，完成相同負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)，組2較組1輕松。

4 結(jié)論與建議

室內(nèi)CO2濃度的高低對(duì)男大學(xué)生運(yùn)動(dòng)能力有著較大的影響，在完成相同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)，CO2濃度越高，心率越高，實(shí)際運(yùn)動(dòng)負(fù)荷越大。能夠維持的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短，越難達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)效果。

因此，在條件允許的情況下盡量在通風(fēng)條件好、CO2濃度低的環(huán)境中進(jìn)行體育鍛煉。在室內(nèi)進(jìn)行體育鍛煉或體育教學(xué)時(shí)應(yīng)充分考慮CO2濃度對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的影響，合理安排運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，做到科學(xué)鍛煉。

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