李曉蕾 劉 婷 ?!♀?/p>
摘要:現(xiàn)今,室內(nèi)空氣污染已嚴重危害到人體的健康,并成為世界性的問題,因此室內(nèi)空氣污染研究十分必要,文章介紹了室內(nèi)空氣污染的現(xiàn)狀及其研究進展情況。
關(guān)鍵詞:室內(nèi)空氣污染;污染研究;物理性污染;化學(xué)性污染;生物性污染
中圖分類號:X510文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)08-0106-03
室內(nèi)空氣污染是指由于室內(nèi)引入能釋放有害物質(zhì)的污染源或室內(nèi)環(huán)境通風(fēng)不佳而導(dǎo)致室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)無論是從數(shù)量還是種類上不斷增加,并引起人的一系列不適癥狀的現(xiàn)象。
室內(nèi)空氣污染包括物理性污染、化學(xué)性污染和生物性污染。物理性污染是指因物理性因素,如電磁輻射以及不合適的溫度、濕度、風(fēng)速和照明等引起的污染?;瘜W(xué)性污染是指因化學(xué)物質(zhì),如甲醛、苯系物、氨氣、氡及其子體和懸浮顆粒物等引起污染。生物性污染是指生物污染因子,主要包括細菌、真菌(包括真菌孢子)、花粉、病毒、生物體有機物成分引起的污染。室內(nèi)污染主要是人為污染,以化學(xué)性污染最為突出。
一、國內(nèi)室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀及研究進展
我國20世紀80年代以前,室內(nèi)污染物主要是燃煤所產(chǎn)生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物,90年代初期,主要是室內(nèi)吸煙、燃煤、烹調(diào)以及人體呼出的二氧化碳等149種有害物質(zhì)對室內(nèi)的污染。90年代末期,隨著住宅改革和人民生活水平的提高,特別是建材業(yè)的高速發(fā)展,裝修熱的興起,由裝飾材料所造成的污染成為室內(nèi)污染的主要來源。尤其是空調(diào)的普遍使用,使得室內(nèi)空氣污染的成分更加復(fù)雜,室內(nèi)甲醛、苯系物、氨氣、臭氧和氡等污染物濃度水平遠遠高于室外。
(一)國內(nèi)室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀
2001年,我國不少城市開展了室內(nèi)空氣污染狀況的調(diào)查。據(jù)北京和深圳兩地的住宅和辦公室調(diào)查表明,室內(nèi)空氣中共檢出甲醛、乙醛、丙酮、苯、甲苯、乙苯等20多種揮發(fā)性有機物,其中甲醛和苯的檢出率高達100%,而且其濃度明顯高于室外,甲醛是室外的15~150倍,苯為室外的5~15倍。調(diào)查結(jié)果還表明,新裝修的房間揮發(fā)性有機物污染更為嚴重。2001年天津市環(huán)境檢測中心對天津地區(qū)居民住宅、寫字樓、醫(yī)院、幼兒園、學(xué)生公寓、銀行、企事業(yè)辦公室和大型兒童活動中心等裝修后的室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀進行了監(jiān)測。所監(jiān)測的污染物甲醛、苯、氨氣超標(biāo)嚴重。其中甲醛濃度為0.003~5.02mg/m3,樣本超標(biāo)率為76.2%;苯濃度范圍為0.003~4.78mg/m3,樣本超標(biāo)率為22.8%;氨氣濃度范圍為0.004~24.75mg/m3,樣本超標(biāo)率為80.7%,同時還對甲醛、苯、氨的污染程度分級百分比統(tǒng)計:
由表1可以看出我國的室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀十分嚴峻,而且超標(biāo)率極高。在2002年4月召開的首屆全國室內(nèi)空氣質(zhì)量與健康學(xué)術(shù)研討會上,公布了一個驚人的數(shù)字:據(jù)統(tǒng)計,我國每年由室內(nèi)空氣污染引起的超額死亡人數(shù)可達11.1萬人,超額門診數(shù)可達22萬人次,超額急診數(shù)430萬人次。嚴重的室內(nèi)空氣污染在給人體健康造成損失的同時,也造成巨大的經(jīng)濟損失,僅1995年我國因室內(nèi)空氣污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟損失高達107億美元。來自我國各地大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,近年來,我國室內(nèi)化學(xué)性、物理性、生物性的污染均在增加。
(二)國內(nèi)研究進展
就我國目前而言,引起室內(nèi)空氣污染的最主要原因是不良裝修,即在裝修過程中使用含有大量有害物質(zhì)如甲醛、揮發(fā)性有機物等的裝飾材料,國內(nèi)對因家庭裝修引起的室內(nèi)空氣污染研究也最廣泛。
一些使用空調(diào)室內(nèi)環(huán)境,由于空調(diào)房間一般是長期封閉環(huán)境,室內(nèi)空氣經(jīng)反復(fù)過濾后,負氧離子量少,陽離子過多,從而影響了空氣的清潔度和人體正常的生理活動??照{(diào)器內(nèi)的環(huán)境適宜細菌微生物的滋生,由此引起一系列建筑綜合癥。由于不良建筑綜合癥在某些大城市已經(jīng)出現(xiàn),國內(nèi)對這方面的研究也有所涉及。目前國內(nèi)室內(nèi)空氣污染研究主要包括以下幾個方面:
1.制定全面科學(xué)的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準。人們強烈意識到室內(nèi)空氣污染問題并引起全社會廣泛關(guān)注剛剛是近幾年的事。國家還沒有制定全面的法律、法規(guī),《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準》(GB/T18883—2002)在室內(nèi)空氣污染物中也僅僅只是對甲醛、細菌總數(shù)、二氧化碳、可吸入顆粒物、氮氧化物、二氧化物等衛(wèi)生標(biāo)準進行了規(guī)范。而有些室內(nèi)空氣污染物并沒有相應(yīng)的室內(nèi)標(biāo)準,這就為室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價和控制帶來了難度。而全面科學(xué)地制定標(biāo)準需要大量的現(xiàn)場調(diào)研以確定室內(nèi)污染物的種類、發(fā)生率以及平均的污染水平,了解暴露--效應(yīng)關(guān)系,確定可接受的效應(yīng)水平,以確定適合我國國情的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準。
2.污染源控制。這是我國目前室內(nèi)空氣污染研究的一個熱點問題。大量文獻表明,在國內(nèi)引起室內(nèi)空氣污染的最主要原因是由于裝修過程引入各種各樣的不良建材,這些建材成為污染室內(nèi)空氣的主要污染源。室內(nèi)空氣污染的污染源還有某些建材主體,如混凝土塊中釋放出的氨氣等。消除污染的根本方法是消滅污染源,如對產(chǎn)生石棉粉塵的石棉等建筑材料停止使用等措施無疑是有效的,但這必須有相應(yīng)的法規(guī)來保證。因此,對于目前問題較為嚴重的建筑材料和室內(nèi)裝修材料,一方面,要通過立法在生產(chǎn)過程中盡量控制這些建筑材料中污染物的含量;另一方面,需要對室內(nèi)究竟有哪些污染源,這些污染源可能產(chǎn)生什么樣的污染物以及這些污染物的釋放特征進行研究,這樣就可以在裝修過程中對有可能造成室內(nèi)空氣污染的污染源進行控制。
我國關(guān)于控制室內(nèi)空氣污染源的法律規(guī)范非常少,1999年國家環(huán)??偩诸C布了環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求中,關(guān)于室內(nèi)材料的僅有水性涂料、人造木質(zhì)板材兩大類。隨著人們對室內(nèi)空氣污染現(xiàn)象的日益重視,國家技術(shù)監(jiān)督局于2001年12月頒布了包括人造板材、涂料、壁紙等10項室內(nèi)裝修材料有害物質(zhì)的限量標(biāo)準。此標(biāo)準的出臺為規(guī)范室內(nèi)裝飾材料市場提供了技術(shù)依據(jù),對于保證人體健康和人身安全具有重要意義,同時對室內(nèi)裝飾材料有害物質(zhì)監(jiān)控和規(guī)范裝飾裝修市場正常秩序起重要作用。
3.各種污染物的檢測方法。檢測室內(nèi)空氣污染物的方法有很多,國內(nèi)目前的檢測技術(shù)可以滿足一些常見的污染物,如氮氧化物、二氧化碳、甲醛等的檢測要求,但對于某些污染物,如揮發(fā)性有機物,還存在一些問題。由于許多室內(nèi)用品(如室內(nèi)建筑裝飾材料、家具、地毯等)中含有揮發(fā)性有機物,而且不同材料含有的有機物種類也不同,同時不同材料中有機物的揮發(fā)過程也不同,這就造成了不同材料對室內(nèi)空氣污染無論是污染物種類,還是時間或空間上都有很大的差異,這就為準確監(jiān)測某一些室內(nèi)環(huán)境中的揮發(fā)性有機物造成了難題。
目前國內(nèi)對揮發(fā)性有機物的定性定量主要是采用儀器法,如色譜儀或更高級的色譜和質(zhì)譜聯(lián)用儀,還有以傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的各種測定儀,但這些儀器要么操作復(fù)雜,檢測過程較繁瑣,要么檢測數(shù)據(jù)誤差大。因此,如何更方便、快捷又準確的監(jiān)測室內(nèi)空氣污染物,建立室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的方法還在進一步的研究中。
4.室內(nèi)空氣質(zhì)量評價。對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行評價大多采用主觀評價和客觀評價相結(jié)合的方法??陀^評價一般先認定評價指標(biāo),再進行試驗分析測定。對所取得的大量實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計,求得具有科學(xué)性和代表性的統(tǒng)計值。常用的統(tǒng)計方法有平均大氣質(zhì)量指數(shù)法,綜合大氣質(zhì)量指數(shù)法和大氣質(zhì)量超標(biāo)指數(shù)法等。目前常用的是現(xiàn)場測定方法,一般在現(xiàn)場取樣進行分析。
主觀評價的常用方法有培養(yǎng)專人進行感官分析,也有采用對大量人群進行調(diào)查的方法。調(diào)查表采用選擇法對各種感覺程度進行量化,一般調(diào)查結(jié)果用百分比進行統(tǒng)計歸納得出規(guī)律性,然后將主觀評價和客觀評價的結(jié)果相結(jié)合得出室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價結(jié)論。
5.建筑物綜合癥。我國目前關(guān)于建筑物綜合癥方面的研究還很少,大多數(shù)只是對其產(chǎn)生的原因及癥狀進行介紹。根據(jù)國外文獻,建筑物綜合癥主要出現(xiàn)在高層辦公寫字樓這樣使用中央空調(diào)系統(tǒng)、人口密集、長期封閉的環(huán)境中,其產(chǎn)生的主要原因就是建筑物新風(fēng)量供給嚴重不足,造成室內(nèi)空氣不新鮮,進而引起人體不適感。許多空調(diào)室內(nèi)污染物,如可吸入顆粒物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、以及甲醛等都可以通過改善通風(fēng)加以降低。具體來說就是對新風(fēng)首先要有量的要求,同時還要有質(zhì)的要求,即使用低污染的新風(fēng)。這一技術(shù)目前正是暖通專業(yè)致力解決的問題。因此,我們應(yīng)該參考國外標(biāo)準,根據(jù)我國的具體情況,制定通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計、安裝、調(diào)試、運行和維護清理全過程的詳細規(guī)范與管理制度。
6.室內(nèi)空氣凈化技術(shù)研究。由于目前許多室內(nèi)環(huán)境已經(jīng)處于嚴重污染狀態(tài),因此研究室內(nèi)空氣凈化技術(shù)是非常必要的。常用的室內(nèi)空氣凈化技術(shù)有機械過濾、靜電除塵和吸附劑吸附等。研究工作在兩方面展開:一是發(fā)展高效吸附劑,二是開發(fā)新技術(shù)。在清除有害氣體方面,近年來許多工作集中在光催化氧化技術(shù)上。光催化氧化是在光的照射下(如365nm的紫外線),在催化劑(如二氧化鈦)表面將有機物氧化為二氧化碳和水,其有效性已為許多實驗所證實。在成為適用技術(shù)前,還需要在以下幾個方面進行進一步研究:對高速氣流中低濃度的有機物的處理效果;光催化氧化過程中可能產(chǎn)生的副產(chǎn)物;提高催化劑表面的傳質(zhì)效率。
從目前國內(nèi)狀況看,沒有統(tǒng)一的發(fā)展計劃,缺少先進的技術(shù)設(shè)備和研究手段。近年來,空氣污染治理專家在多年研究的基礎(chǔ)上,采用先進的納米技術(shù),成功地研制出了高效率催化和光催化凈化技術(shù),是理想的全方位的空氣凈化器。目前仍需加強這方面的研究和開發(fā),以適應(yīng)市場廣大消費者的需要。
7.協(xié)同效應(yīng)研究。隨著分析手段的進步,目前在有些環(huán)境中可檢測出的物質(zhì)已有數(shù)百種,它們濃度不同,對人體的毒性各異,研究工作包括兩方面:其一是對于引起明顯癥狀的空間,確定主要污染物;其二是在檢測出污染物的種類后,建立起對人體有害的預(yù)測模式。將各類污染物的毒性簡單相加是最常用的處理方式,但各類污染物之間的協(xié)同效應(yīng)也時有發(fā)生,因此,還必須對這一現(xiàn)象做深入探討。
8.放射性污染。目前作為室內(nèi)環(huán)境中放射性污染評價指標(biāo)主要是氡及其子體。自從氡致人類肺癌和其他腫瘤的觀點被人們接受之后,許多國家開展了對環(huán)境氡特別是室內(nèi)氡的來源、水平、轉(zhuǎn)移規(guī)律、危害程度和防治措施的研究,逐步形成“氡熱”。
從20世紀80年代初期以來,室內(nèi)空氣中氡對人體健康的影響受到社會的普遍關(guān)注,許多國家開展了室內(nèi)氡的危害監(jiān)測與防治研究工作。1989年國際原子能機構(gòu)向各成員國政府建議開展“人類環(huán)境氡調(diào)查”的研究工作。我國根據(jù)初步調(diào)查,居室中氡濃度稍低于世界平均值。但有些居室中濃度是較高的,如地下室、窯洞和煤渣及其它工業(yè)廢渣建材建造的建筑物等。
由于氡是一種無色無味的氣體,人們不宜感覺到它的存在,因此當(dāng)感到不適的時候,此時機體內(nèi)可能已經(jīng)受到了損傷,就這一點而言,其對人體產(chǎn)生的危害更大??焖?、準確地確定環(huán)境中氡濃度水平具有重要的意義。
二、國外室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀及研究進展
(一)國外室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀
美國EPA2001年的一項分析報告顯示,美國在120萬商業(yè)建筑物中有2500萬工作人員患有“致病建筑綜合癥”。美國一個歷時五年的專題調(diào)查發(fā)現(xiàn),許多民用和商業(yè)建筑,室內(nèi)的空氣污染程度是室外的2~5倍,有的甚至超過100倍。2002年日本的一個調(diào)查小組經(jīng)過檢測后宣布,日本大約有30%的住宅因為使用有害的化學(xué)物質(zhì)而引發(fā)“新居綜合癥”。加拿大一衛(wèi)生組織的調(diào)查顯示,當(dāng)前人們68%的疾病都與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。美國EPA對各種建筑物室內(nèi)空氣連續(xù)年檢監(jiān)測表明:室內(nèi)空氣中某些有毒化學(xué)物質(zhì)的濃度比室外綠化區(qū)高20多倍,新裝修或新建筑物完工后的最初6個月,有害物質(zhì)比室外空氣高10~100倍。根據(jù)國際衛(wèi)生組織估計,在新建和改建的建筑物中,約有30%是致病建筑。
(二)國外室內(nèi)空氣污染研究進展
國外由于裝修引起的室內(nèi)空氣污染早于我國。在以后的幾十年中逐漸形成了比較科學(xué)的研究體系,建立了相對比較完備的法律及各項污染物的衛(wèi)生標(biāo)準。
1.相關(guān)研究成果。1979~1985年美國EPA進行了總暴露量的評價方法研究(TEAM)測定了650個家庭中11~19種VOC的室外空氣、個體接觸量、呼出濃度,研究表明,室內(nèi)VOC高于室外,呼出氣中的VOC的濃度與個體接觸量有很好的相關(guān)性,而與室外空氣中VOC的濃度沒有相關(guān)性。TEMA的研究成果被德國(500個家庭,75種VOC)和芬蘭(300多個家庭,45種VOC)的調(diào)查所證實。世界衛(wèi)生組織的一個小組利用這些數(shù)據(jù)得出了VOC對人類危害的實驗結(jié)果,其中要求單個化學(xué)物的質(zhì)量濃度不超過所屬分類的50%,也不超過VOC總量的10%;不適于致癌化合物的評價,醛類中不包括甲醛。根據(jù)這些實驗結(jié)果德國學(xué)者推薦了室內(nèi)空氣中VOC的濃度限值:
日本、德國、意大利、加拿大、美國和澳大利亞等國家首先對室內(nèi)一些無機污染物進行控制,隨著人們對生活質(zhì)量的不斷提高,室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準中又增加了甲醛等有機污染項。
2.室內(nèi)建筑、裝飾材料和家庭用品管理的相關(guān)法律。1960年美國國會通過了《聯(lián)邦有害物品法》,規(guī)定所有有害產(chǎn)品都必須帶有“警告標(biāo)簽”。1966年對該法規(guī)的修訂案,增加了在“警告標(biāo)簽”還不足于保護消費者安全的情況下,可以頒布禁用的家用產(chǎn)品。1972年通過了《消費者安全法》。1973年成立了消費品委員會,對除食品、化妝品、煙草及其產(chǎn)品、農(nóng)藥、機動車、飛機、船以外的家用產(chǎn)品進行管理。另外,美國EPA“美國測試和材料協(xié)會(ASTM)”對如何健康地使用建筑裝飾材料和室內(nèi)產(chǎn)品都有明確的規(guī)定。
為了加強對污染源的監(jiān)控,1990年ASTM提出了測試室內(nèi)污染源釋放有機物的指導(dǎo)濃度,推薦了用小型人工氣候艙測定室內(nèi)材料制品中揮發(fā)性有機物的測試條件,歐盟也于同年提出了相似的指導(dǎo)程序。隨后EPA提出了影響室內(nèi)材料釋放的因素和污染源釋放模型,利用釋放數(shù)據(jù),可提出IAQ(室內(nèi)空氣質(zhì)量)模型,預(yù)測室內(nèi)釋放的污染物濃度,并根據(jù)源的釋放特性和暴露量評價提出室內(nèi)材料的評價方法。
正是由于制定了大量較完備的法律規(guī)范,使得國外目前可以較好地從源頭控制室內(nèi)空氣污染,室內(nèi)單純由于裝飾材料引起的室內(nèi)空氣嚴重污染現(xiàn)象,在近幾年,已經(jīng)慢慢得到改善。但國外對室內(nèi)空氣污染依然很關(guān)注。這主要因為20世紀70年代以后,能源危機使人們?yōu)榱斯?jié)能而進一步提高建筑物的密閉性和絕熱性,降低最小新風(fēng)量標(biāo)準,建筑物透氣性變差,換氣量減少,使得空氣中的微生物和可吸入顆粒物濃度大大超標(biāo),在封閉的環(huán)境中,污染物很難擴散,極易發(fā)生建筑物綜合癥。
如何改善空調(diào)系統(tǒng)以解決室內(nèi)空氣污染成為目前國外室內(nèi)空氣污染研究的熱點問題。只有從室外大量引入新鮮空氣才能降低室內(nèi)空氣污染物的濃度,澳大利亞制冷空調(diào)、供暖研究所為可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量提供了機械通風(fēng)標(biāo)準(A·S·1668-2-1991),美國也制定了可接受的室內(nèi)空氣通風(fēng)標(biāo)準(ANSI/ASHRE62-1989R),對影響室內(nèi)空氣質(zhì)量的各個環(huán)節(jié)做出了新的更明確而嚴格的規(guī)定。
由于許多室內(nèi)空氣污染現(xiàn)象已經(jīng)存在,因此,如何通過凈化技術(shù)改善室內(nèi)空氣污染也是國外室內(nèi)污染問題的研究熱點。目前,在世界范圍內(nèi)室內(nèi)凈化技術(shù)發(fā)展較迅速的是日本,其生產(chǎn)的凈化器大都不是采用單一技術(shù)手段而是采用復(fù)合式,常用的技術(shù)有過濾、靜電、吸附、催化、等離子體、負離子、增濕等技術(shù)。針對所需去除污染物的種類,將各種技術(shù)進行優(yōu)化組合。
國外室內(nèi)空氣研究的另一個熱點室內(nèi)空氣二次污染,由于檢測技術(shù)的不斷提高,室內(nèi)可檢出污染物越來越多。既然室內(nèi)環(huán)境存在著各種各樣的污染物,這些污染物是否會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生新的污染物,這些新的污染物會不會對人類的健康帶來更大的危害,危害的程度有多高,這些都是室內(nèi)空氣研究者需要解決的問題。
三、結(jié)語
對比國內(nèi)和國外室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀及研究進展,我國室內(nèi)空氣質(zhì)量較差,對室內(nèi)空氣污染的關(guān)注和研究與國外相比還有很大的差距。隨著人們對生活質(zhì)量要求的提高,室內(nèi)空氣質(zhì)量如何已成為人們關(guān)注的話題。我們應(yīng)該充分借鑒國外先進的經(jīng)驗和技術(shù),為人們打造一個舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。
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作者簡介:李曉蕾(1981-),女,山東陽信人,鄒平縣環(huán)境保護局工程師,研究方向:環(huán)境管理。