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例如,从建筑材料中释放的氡、甲醛的释放期长达十几年之久,而放射性污染的危害作用时间更长。
1.3危害大
人们大多数的时间都是在室内度过的,因此室内空气污染对人体的危害相对于室外环境更为严重,据报道,人们在室内接受某种污染物的程度超过室外的100倍。
1.4积累性
室内环境相对封闭,尤其是冬天门窗紧闭时容易造成污染物的积累,导致其浓度不断升高,对人体产生危害。
综上,室内空气污染与室外空气污染不同,具有积累性、长期性、多样性的特点,人们长时间在室内大量吸入含有多种污染物的空气,会引起疲劳、粘膜刺激、过敏性皮炎、哮喘等。
2室内空气污染物的来源
2.1源自于室外
在室外的大气中也存在很多污染物,这类污染物主要来源于燃料燃烧、交通运输,还有如生活在化工厂附近的有机挥发物等过程中所产生的污染物。
室外的污染物便会通过自身的扩散或是风的传播进入到室内,进而转变成为室内污染物,如粉尘、二氧化硫等等,这就是常说的二次污染[4]。
2.2源自于装饰材料
近年来,随着人们生活水平的不断提高,对居住环境舒适度的要求也越来越高,室内装饰装潢日益普及。
人造板、化纤地毯、塑料墙壁纸以及胶黏剂中都含有大量的甲醛、甲苯和苯系物等有害物质。
这些物质在特定条件下释放出来以后,便成为室内空气污染物。
花岗石、水泥等材料中所含的氡属于放射性污染物,它对人体健康的影响也十分严重。
2.3源自于人体
据相关的医学文献记载,人体在正常代谢的过程中,会产生出400余种有害物质,其中主要包括呼吸排除的气体,通过尿液、汗液、表皮组织排除的水蒸气和二氧化碳等等[4]。
2.4源自于家用电器及化学品
电器主要产生的污染物是噪声和电磁辐射,有些电器也会产生出其他污染物,如臭氧消毒柜会产生出臭氧。
此外,室内使用的清洁、消毒、灭菌、杀虫等化学药剂都可能给室内空气带来一定程度的污染。
2.5源自于厨房
食用油及食物高温加热后产生的油烟和燃料燃烧烟气的混合气体广泛存在于居民家庭厨房内,其化学成分复杂,主要是各种醛、酮、醇及其衍生物,此外还有多环芳烃类和杂环胺类等物质。
烹调油烟因其含有多种有毒化学成分,对机体具有肺脏毒性、免疫毒性、遗传毒性以及潜在致癌性等,已成为影响家庭烹调人员身体健康的潜在危害因素。
3室内空气污染物的种类
3.1悬浮固体污染物
空气中可自然沉降的颗粒物成为降尘,而悬浮在空气中的粒径小于100μm的颗粒物通称为总悬浮颗粒物,粒径小于10μm的称可吸入颗粒物(PM10),粒径小于2.5μm的称可入肺颗粒物(PM2.5),对人体的主要危害是造成呼吸道感染,引起心血管系统的病变,损害呼吸道内壁,使人体肺功能损伤。
悬浮固体污染物主要来源于地球化学源和人类活动排放:
一种是菌类、藻类、动物毛屑、火山灰、森林大火等;
第二种是机动车、建筑工地和地面的扬尘,吸烟等。
3.2无机气体污染物
3.2.1氮氧化物
氮氧化物主要来自于室内吸烟和烹饪以及室外的汽车尾气。
它是一种常见的空气污染物,对人体的肺部有损害作用。
3.2.2臭氧
臭氧主要来源于用臭氧消毒的自来水、打印机等。
臭氧是一种带有特殊腥味的无色气体,室温下可慢慢分解,具有强氧化能力,对眼睛结膜和整个呼吸道有直接刺激作用,吸入后咳嗽,长期接触可引起支气管炎。
3.2.3二氧化硫
主要是由燃煤、燃气、燃油引起的,人体长期在这个环境中可导致呼吸系统慢性疾病。
3.2.4氨
氨为无色、具有强烈刺激、挥发性的气体,比空气轻,溶解度高。
主要来源于施工中使用的混凝土添加剂如防冻剂、膨胀剂和早强剂;
建筑装修材料中的胶黏剂、涂料添加剂和增白剂。
这些含有大量氨类物质的外加剂在墙体中随着温湿度等环境因素的变化而还原成氨气从墙体中缓慢释放出来,使空气中氨的浓度不断增高,可造成眼睛、呼吸道和皮肤的刺激,伤害神经系统、生殖系统、呼吸系统,长期接触严重者可以导致肺癌。
3.3有机气体污染物
3.3.1甲醛
甲醛具有强烈的刺激性气味,易溶于水、醇、醚,其40%的水溶液称为“福尔马林”,人们如果经常接触低剂量甲醛,则会对人体健康造成危害,可引起慢性呼吸道疾病,新生儿染色体异常、白血病、智力下降等,甲醛已被世界卫生组织确定为可疑致癌物质。
甲醛主要来源于三个方面:
一是室内装修的胶合板、细木工板、纤维板和人造板材等,大部分生产人造板使用的胶粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂,板材中残留的和未参加反应的甲醛逐渐向四周释放;
二是人造板制作的木制家具。
一些无良商家为了追求利润使用了不合格的板材,在粘接贴面材料时使用劣质胶水;
三是其他装饰材料,如化纤地毯、油漆、墙纸、塑料泡沫、涂料及一些有机材料也含有一定量的甲醛。
3.3.2苯
苯是一种无色透明、具有特殊芳香气味的液体,密度比水小,不溶于水,常作有机溶剂,苯系物包括苯、甲苯和二甲苯等。
苯存在于油漆、胶、涂料及腻子中。
苯和苯系物也已经被世界卫生组织确定为高毒致癌物质,对皮肤和粘膜有局部刺激作用,长期接触苯系混合物的人,吸入或经皮肤吸收可引起中毒,严重者可发生再生障碍性贫血或白血病。
3.3.3总挥发性有机化合物
总挥发性有机化合物(TVOC)是由一种或多种碳原子组成,容易在室温和正常大气压下蒸发的化合物的总称,他们是存在于室内环境中的无色气体,主要来自燃煤和天然气等的燃烧产物以及吸烟、产暖和烹饪等的烟雾,建筑和装饰材料,家具和家用电器,清洗剂和人体本身的排放,在室内装饰过程中主要来自油漆、涂料和粘胶剂等建筑材料。
它能引起机体免疫系统失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状;
还可能影响消化系统,出现食欲缺乏、恶心等,严重时可损伤肝脏和造血系统等。
4放射性气体污染物
氡,是无色无味放射性气味,能溶于水和一些有机溶剂,是石头和土壤中的铀在衰变过程中的产物。
主要来源以天然石材为主的无机材料(花岗石、大理石、石膏、水泥、砂等)和矿渣及工业废渣综合利用后的产品。
氡能够进入人的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌;
大剂量的辐射作用下,可能引起皮肤癌和白血病。
4造成室内空气污染的主要原因
4.1公众对室内环境的重要性认识不足
美国高迪空气检测机构广州中心工程师林广潮说,他2000年刚从美国来到广东进行相关调研时,人们对室内空气污染的认识度几乎为零,近几年由于受害案例逐渐增多,人们有了一些认识,但仍存在很多误区[1]。
由于室内环境知识宣传普及不力,公众对室内空气污染物的类型、来源及其危害方面的知识还比较贫乏,因而养成良好生活习惯,杜绝污染物进入室内,以维持健康室内环境的主动性和自觉性不高[5]。
4.2室内环境监督管理机构不健全
多年来,我国环境保护、劳动卫生、建筑和质量监督的主管部门都不同程度地介入了室内环境问题,但由于受行政隶属关系的限制,分工并不明确,因而不能有效地行使职权。
到目前为止,我国尚未建立专门的室内环境监督管理队伍和全国性的室内环境质量监测网络,缺乏系统、全面的室内空气污染及其损害统计数据。
4.3室内环境问题研究不够深入
我国对室内环境问题的研究起步虽然不算晚,但多年来研究基本上停留在单一学科阶段,缺乏横向间的应有联系和合作,未能使这一涉及多学科的新兴研究领域深入开展,技术支持力量薄弱,缺乏科学的室内环境质量及室内污染物评估体系,成熟的室内空气污染控制技术也比较匮乏。
4.4建筑装修市场不规范
以次充好,弄虚作假现象普遍,假冒伪劣商品泛滥,大量有害物质含量超过国家标准的装修材料进入室内。
4.5厨房和卫生间卫生条件差
改革开放以来,中国居民的住房状况已有一定改善。
但是,人均居住面积仍然较低,据统计,2000年底城市和农村人均居住面积分别仅为10.3m2和24.8m2[6],厨房和卫生间面积更小,而且大部分厨房和卫生间未设置有效的排气系统。
因而厨房油烟和燃烧烟气造成的住宅污染严重,潮湿现象普遍。
4.6公共场所卫生条件差。
我国人口众多,这使得候车(船、诊)室、公共交通工具等公共场所人员密度大,人体散发的有害物,如CO2、H2S、氨类以及各种致病微生物的含量大大超过卫生标准。
4.7空调使用不科学
随着人民生活水平的提高,空调越来越普及。
据统计,目前中国城市空调普及率已达30%,一些大中城市已50%以上[7]。
为了节约能源,使用空调必然伴随着建筑物密封程度的提高,从而导致自然通风量减少。
由于空调系统净化污染物效果不佳,或根本未设置净化系统,而室内外空气交换量又较低,不仅诱导和加重了室内空气污染的形成和发展,而且增加了某些疾病的传播机会。
5室内空气污染控制技术进展
5.1物理净化技术
物理净化技术主要是对污染物进行物理吸附,目前有过滤净化法、吸附法等[6]。
活性碳、硅胶及沸石等都有较强的吸附能力,其中,活性碳以其较大的比表面积、稳定的化学性质以及容易再生等性质成为研究的主要对象。
1909年欧洲首次推出粉末状活性碳,为活性碳开辟了一个新的巨大市场[2]。
20世纪70年代,日本以粘胶、聚丙烯腈等为原料,率先生产出活性碳纤维(ACF),其具有形态多,有效吸附孔丰富、孔径分布均匀、吸附行程短、脱附速度快、吸附量大、易再生等优点,已被认为是21世纪最优秀的环境材料之一[4]。
季涛等[10]利用静电技术将活性碳纤维短绒栽植在普通织物和聚丙烯筛网上,结果表明,活性碳纤维静电植绒制品具有优良的吸附、脱附性能,有效地解决了活性碳纤维加工性能差的问题,提高了其使用和加工性能。
5.2化学净化技术
化学净化技术主要指氧化、还原、离子交换以及光催化等化学反应技术,还有新兴的纳米材料净化技术、微波催化氧化技术、膜基吸收净化技术、生物过滤技术等。
目前就国内外的研究现状看,光触媒堪称研究室内空气净化材料的焦点。
光触媒也叫光催化剂,是一种以二氧化钛(TiO2)为代表,在光的照射下自身不起变化,却可以促进化学反应,具有催化功能的半导体材料的总称。
其具有光催化活性高、化学性质稳定、氧化还原性强、难溶、无毒且成本低的特点,是研究及应用中采用最广泛的单一化合物光催化剂[11]。
目前,德国STO公司通过掺杂稀土元素在纳米级锐钛型的TiO2中,研制出能净化室内空气的可见光催化生态漆[18],在涂有STO康乃馨生态漆的室内,几天就可以使室内总体的有害挥发性化合物甲醛、甲苯、酮等下降80%以上。
5.3生物净化技术
生物净化技术主要是利用生物对室内空气中的污染物进行氧化分解,从而达到净化空气的目的。
目前研究较多的是利用植物进行室内绿化净化以及利用微生物和酶制剂来分解有机物。
早在20世纪80年代初,美国宇航局(NASA)的Wolvertion就系统地开展了相关植物吸收净化室内空气的研究,他用几年的时间,测试了几十种不同绿色植物对几十种化学物质的吸收能力。
研究结果表明,在24h照明的条件下,在1m3空气中芦荟去除了90%的甲醛,常青藤去除了90%的苯,龙舌兰也可吞食70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯,垂挂兰能吞食96%的一氧化碳、86%的甲醛[20]。
我国的研究起步较晚,且试验多集中在植物清除甲醛能力方面,发现鹅掌柴、吊兰、爱玉合果芋以及虎尾兰等植物对室内的甲醛有良好的吸收净化效果[12-13]。
生物酶净化室内空气是目前研究的新方向。
目前生物酶处理污染物主要应用在水污染处理方面,但在空气净化方面也将会有很大的发展。
5.4复合净化技术
随着科技的进步,大量的研究投入到将物理、化学或生物材料有机结合后制成的复合材料上来。
包括有活性碳负载TiO2的净化材料、活性碳负载生态酶的净化材料等。
活性碳负载生态酶的净化材料是一种新型高效空气净化材料,具有较高空气净化效率,可以替代现有空气净化器内所有净化材料,具有非常广阔的应用前景。
目前,室内空气净化材料的研究热点集中在活性碳和光触媒的结合上,研究大多围绕如何将ACF与TiO2进行有机结合来改善净化效果[14]。
然而,随着现代生物技术的发展,研究的重点将会转移到以生物酶的催化为中心的复合材料上来,因为生物酶不仅自身无毒无害,而且用量少,可彻底降解空气中的有机物,不会引起二次污染,其处理工艺已被公认为是一种符合环保要求的绿色生产工艺,故生物酶复合材料可谓未来环保净化材料的理想选择。
总的来说,国内外室内空气污染控制技术研究的焦点集中在两个方面:
一是对过滤、吸附、光催化、催化和等离子体等室内空气净化技术的研究,旨在寻找各种技术的适用性及净化效果的影响因素,据此开发一系列室内空气净化器,并与室内空调器配伍形成新一代空调器。
二是研发环保型建筑装修材料,即减少胶粘剂、溶剂、涂料和人造板等建筑材料中的甲醛、苯系芳烃、氨等有害物质的含量或在建筑材料中掺入可与有害物反应或屏蔽、抑制其释放的物质[7]。
6我国室内空气污染控制对策
6.1控制污染源
室内装修和添置家具,要注意避免选用有毒物质超标的不合格产品[15];
保持勤洗澡、不随地吐痰等良好的个人卫生习惯;
常洗晒衣物、被褥等;
常清洁空调系统;
科学饲养宠物和家畜家禽;
有选择性地养花;
阻断蚊蝇入室;
慎重使用杀虫剂、清洁剂、油漆等化学物品;
控制室内湿度,减少霉菌、细菌滋生;
及时清理生活垃圾和废旧物品[8]。
6.2切断传播途径
采取通风换气、空气消毒和空气净化等措施。
根据居室、厨房、卫生间的不同的污染物选用具有相应功能的空气净化装置,如空气净化器、排油烟机、臭氧消毒器等。
对中央空调系统的通风管道应常采取有效净化处理技术清洗[16]。
6.3健全室内空气质量法规
早在1988年,中国就制订了第一套比较完整的《公共场所室内卫生标准》,根据室内空气出现的新问题,还先后颁布实施GB/T16146-1995《居室中氡浓度控制标准》、GB/T16127-1995《居室空气中甲醛的卫生标准》、(GB/T17093—17097-1997)《室内CO2、SO2、NOx、细菌总数和可吸入颗粒物浓度的限值标准》,以及GB/T18202-2000《室内空气中臭氧卫生标准》。
针对建筑和装修活动造成的室内空气污染越来越严重的现状,国家于2001年12月又发布了10项《室内装饰装修材料有害物质限量标准》(GB18580—18588-2001和GB6566-2001)。
2003年3月1日我国正式实施《室内空气质量标准》。
可以说,经过这些年的努力,我国室内空气质量标准体系已基本形成[1]。
6.4加强建筑装修工程室内环境质量管理
(1)在勘察设计和施工过程中作好材料进场检验工作,禁止使用无出厂环境指标检验报告或者放射性指标、有害物质含量超标的产品。
(2)建立民用建筑工程室内环境竣工验收检测制度,对于室内有害物质含量超标的建筑工程,不得投入使用。
(3)规范市场秩序,杜绝假冒伪劣建筑和装修材料进入市场。
对不执行国家标准、擅自生产、销售和使用不符合国家标准的建筑和装修材料,以及以次充好,弄虚作假的行为进行严肃查处。
(4)清理整顿建筑、装修材料认证市场,严厉打击违规行为,给合法经营的认证机构一个有序竞争的健康环境[17]。
6.5改变能源结构
以煤为主的能源结构和大量分散式生活耗能是造成能源浪费和居民室内空气污染的主要原因[18]。
目前已提出了解决措施,如发展城市煤气,提高居民生活用液化石油气比重,西气东输和西电东送等等。
城市集中供热量也在逐年增加,2000年城市居民区域供热率达到40%[6]。
另外,应大力发展沼气、太阳能、风能、地热能,减少燃烧煤炭、稻草、秸秆等造成的污染,保护大环境的卫生清洁。
6.6组建室内环境检测队伍,完善室内环境检测手段
最近3年多来,不少研究机构和大学组建了专门的室内环境检测队伍,国家层次的建筑工程室内环境检测中心也已经成立。
这为客观评价室内空气质量奠定了基础,也满足了市场对于室内空气检测的需求。
与此同时,各检测机构根据工作需要,购置了一系列室内环境检测专用仪器[19]。
总的来说,目前中国专业或兼职从事室内环境检测的单位和人员已具规模,但也出现部分检测人员素质低下、不具备室内环境检测所需的业务能力、或不严格按照国家规定进行采样和分析的现象,值得注意。
6.7增大科研资助力度,推进室内空气质量问题研究
为了弄清室内空气污染现状,遏制室内空气污染加重趋势。
中国加大了室内空气污染相关研究的科研资助力度,在科技部和其他相关部委的“十五”科研规划中,均有室内空气污染现状调查,以及室内空气质量与人体健康关系方面的课题[20]。
与此同时,近年来,围绕着室内空气质量与人体健康这一论题,已经组织了多次全国性学术会议,及时总结和交流研究成果,从而推动研究向深层次发展。
6.8普及室内环境知识,提高公众的室内环境意识
室内环境涉及千家万户,为了让公众了解室内环境问题,提高维持健康室内环境的自觉性,应通过广播、电视、报刊杂志,以及网络工具进行大量的宣传,内容主要涉及两个方面:
一是室内环境污染物的类型、来源及其危害;
二是日常生活中防止室内空气污染,改善室内空气质量的具体做法,如如何选择家具、室内装修注意事项以及室内空气净化器、厨房排油烟机的选购方法等[21-22]。
本文通过总结室内空气中各类污染物的来源、影响、成因,提出了一些有效的防治措施,随着人们生活水平的提高,人们对自己接触最多的室内空气环境也将越来越重视,室内空气污染已经成为全世界各国共同关注的问题,降低室内空气污染,改善室内空气质量需要各界的共同努力。
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