二氧化碳（CO2）是一种无色无味的气体。它是导致气候变化的主要温室气体，也是室内外常见的空气污染物。

监测二氧化碳是确保教师、教职员工和孩子们呼吸到更清洁空气的一个积极步骤，它只是学校在空气、能源和水环境方面的一系列考虑因素中的一个组成部分。

校区必须升级建筑通风和暖通空调系统并更换过滤器，以减少教室内的室内污染物和空气传播感染。

下面将介绍二氧化碳监测和学校，包括：

• 什么是安全和不安全的室内二氧化碳浓度变化
• 什么是颗粒污染物，为什么它们比其他污染物更危险
• 为什么更全面的室内外空气质量监测方法对健康学校很重要
• 空气污染监测如何帮助您达到州和联邦学校指导方针的要求

什么是二氧化碳的安全水平？

室外和室内二氧化碳的主要来源不同。室外的二氧化碳主要由工业和汽车尾气产生，而室内的二氧化碳则更多地与人的呼气和燃料使用有关。

当室外的二氧化碳浓度较高时，它可能会进入建筑物，使空气质量恶化。然而，将建筑物与室外空气严密隔绝会导致二氧化碳在室内积聚得更多。在寒冷的日子里，如果为了保温而关闭窗户，通风量减少也会导致二氧化碳积聚。

二氧化碳浓度以百万分之一（ppm）为单位。室外的二氧化碳浓度通常为 250-350 ppm。二氧化碳浓度在 350-1000 ppm 之间被认为是通风良好的有人居住空间中的典型浓度。二氧化碳浓度在 1,000 至 5,000 ppm 之间被认为是不健康的，浓度超过 5,000 ppm 可能会造成危险。

教室二氧化碳监测仪应在二氧化碳浓度超过 1,100 ppm 时发出警报。配备有精确二氧化碳传感器的典型空气质量监测器可以检测到这一范围内的二氧化碳。

在 1,100 ppm 时发出警报很重要，但可能无法防止二氧化碳浓度超过 1,100 ppm。由于室内二氧化碳浓度会对人体健康造成危害，因此必须将警报阈值设置在这一水平以下，可能是 900 或 1,000 ppm。

浓度在 1,000 至 2,000 ppm 之间

当二氧化碳浓度超过 1,000 ppm 时，会导致昏昏欲睡、闷热和轻度精神错乱（1,2）。

浓度介于百万分之 2,000 至 5,000 之间

浓度在 2,000 至 5,000 ppm 之间时，与二氧化碳浓度升高有关的症状会有所增加，包括

• 注意力不集中
• 心率加快
• 轻度恶心

浓度超过百万分之 5,000

二氧化碳浓度超过 5,000 ppm 是危险的，可能导致中毒和缺氧。

颗粒污染物为何重要

虽然简单地安装二氧化碳监测仪有助于保护师生免受教室内二氧化碳积聚的影响，但这不应该是管理者唯一需要考虑的空气质量问题。仅靠室内二氧化碳监测不足以提醒学校注意最危险、最普遍的空气污染物，也无法通知教师和教职员工室外空气污染物的高浓度。

二氧化碳是需要测量和控制的重要污染物。然而，颗粒污染物更为普遍和危险。二氧化碳和颗粒污染物都是需要控制的重要污染物，如果不加以解决，会对教室造成危害。

野火是颗粒污染物的主要来源之一。气候变化加剧并延长了历史上的野火。仅在 2020 年末，野火就将不健康的空气带入了美国 3800 万人的肺部。 华盛顿州, 俄勒冈州, 爱达荷州, 蒙大拿州和 加利福尼亚州 至少五天 (3)。

当学校位于主要道路和工业附近时，师生可能会经常接触到颗粒污染物。根据 2014 年发表在 暴露科学与环境流行病学期刊，640 万美国儿童就读的学校位于主要道路 250 米范围内 (4)

靠近公路的颗粒污染物会损害学习成绩。根据 国家经济研究局的数据的数据显示，从小学或初中转入同一邮政编码内的初中或高中的学生，如果处于交通污染的下风向，则考试成绩会更低、缺席次数会更多，报告的行为问题也会更多(5)。

野火、工业污染和汽车尾气会增加空气中的污染物，包括

• 二氧化碳
• 臭氧
• 一氧化碳
• 挥发性有机化合物（VOCs）
• 二氧化氮

这些污染源排放的主要污染物是颗粒物污染 (6)

颗粒物污染物包括

PM10:PM10 由较大的颗粒组成，俗称灰尘，颗粒较大，比较小的颗粒更容易从呼吸道中过滤。PM10 可对心血管和呼吸系统造成短期和长期损害。

PM2.5:由于体积微小，PM2.5 在空气中的悬浮时间比较大的颗粒要长得多，吸入后可被血液吸收。由于 PM2.5 可以进入血液循环系统，PM2.5 对人体的健康具有广泛的严重威胁，并与以下因素有关 16 万人死亡 在 2020 年期间，全球五大人口最多的城市中有 16 万人死于 PM2.5。

PM1:PM1与 PM2.5 很相似，只是直径更小、表面积更大，比 PM2.5 更容易进入血液。由于PM1的表面积较大，它的表面更容易携带有毒化学物质（7）。与 PM2.5 一样，PM1 通常也是由燃烧引起的，这可能会对主要道路附近的学校造成影响。

空气质量监测仪旨在测量空气中的各种污染物。检测到的最致命的污染物是细颗粒物 PM2.5。

监测二氧化碳和 PM2.5 可以帮助保护教室免受空气污染。不过，这需要将污染物检测监测与通风和空气过滤相结合，才能真正治理室内空气污染。

全面的污染物检测

虽然安装在教室里的典型二氧化碳监测仪应能提醒教师和教职员工注意高浓度的二氧化碳积聚，但这还不足以帮助保证空气安全。如果没有用于检测更危险的微粒物质污染的监测器，二氧化碳检测设备只是空气质量解决方案的一部分。

AirVisual 系列空气质量监测仪 提供更全面的空气质量数据工具，利用室内和室外空气质量测量结果自动控制过滤和通风，有助于减少室内二氧化碳和其他空气污染物，如颗粒物和空气传播疾病。

AirVisual 系列使用的传感器可检测并显示 PM2.5、二氧化碳污染物以及每个教室的温度和湿度。这些数据可通过 AirVisual Pro 可视化界面和 AirVisual 应用程序向教师发出空气污染测量值上升的警报。这些数据还可以通过应用程序接口（API）或 IFTTT 触发器与楼宇管理系统相结合，在 PM2.5 或 CO2 达到临界值时自动打开 HVAC 风扇进行通风和过滤。

室外空气质量对室内空气质量也有很大影响。虽然打开门窗有助于减少室内二氧化碳的积聚，但当室外污染物含量较高时，这也会使室内空气质量恶化。因此，了解这两种环境的空气质量至关重要，尤其是对于靠近主要道路或工业设施的学校。

AirVisual Outdoor 空气质量监测仪可以提供现场空气质量数据，使学校能够全面了解室外空气污染物的情况。AirVisual Outdoor 可以测量大小从 0.3 微米到 10 微米不等的微粒物质，包括各种微粒污染物，并配有可现场更换的模块化传感器，包括可选的二氧化碳传感器。耐候性封装使其几乎适用于任何室外环境。

AirVisual 系列空气质量监测器可作为楼宇自动化系统的一部分，直接针对污染水平的上升触发通风和过滤。使用定制的 IFTTT 小程序和 API，空气质量监测器可以集成到 HVAC 或 HEPA 空气过滤系统管理工具中，通过读取空气质量数据触发 HVAC 操作，帮助改善室内空气质量。

例如，如果 AirVisual 监测器记录的二氧化碳浓度为 900 至 1,000 ppm，楼宇管理员就可以设置一个 IFTTT 小程序，利用这些数据和一个与物联网 (IoT) 兼容的智能插头来激活暖通空调系统风扇并对空间进行通风，直到二氧化碳浓度再次降至阈值以下。

通过这种方式，实时空气质量监测触发的自动化可提高能源效率、降低建筑成本并加强学校安全。只有当污染物达到一定水平时，暖通空调系统才会自动通风和过滤，这有助于减少全天候运行暖通空调系统的需要。

自动化工具还可以帮助利用空气质量数据，有效地排放二氧化碳和过滤污染物，例如小至 0.003 微米的颗粒物，并通过 高效空气过滤系统 在达到特定阈值时运行。

通常建议使用 MERV 13 来帮助减少传染性气溶胶的传播，但它在能效和过滤能力方面存在许多缺陷。MERV 16 及以上（如采用 NanoMax 过滤技术）有助于排出二氧化碳，同时还能过滤高达 90% 的小至 0.003 微米的颗粒，而不需要超出建筑规范要求的通风能力。

为了更好地帮助确保教室改善空气质量，学校可以 加入清洁空气学校计划.量身定制的清洁空气解决方案包括现场评估、安装、维护、空气质量验证、监测和更新，所有这些都是该计划的内在组成部分。

通过自动化和集成监控、通风和过滤系统，学校可以最大限度地满足州和联邦的清洁空气要求，并帮助保持教室空气清洁。

启示

在儿童安全问题上，仅仅满足法律条文的要求是不够的。监测二氧化碳水平固然重要，但提供更全面的污染物监测解决方案对学生、教师和教职员工的健康也至关重要。

理想的空气质量监测解决方案可跟踪颗粒物、二氧化碳、温度和湿度，同时提供一个平台，利用空气质量数据自动执行通风过滤解决方案，以确保校舍安全。