重庆新装修建筑室内空气污染现状

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  摘要:随着人们生活水平的提高,居民对住宅内的装修已成为现代人生活的一种新的时尚,但是随之而来的室内空气污染却不容忽视。甲醛和挥发性有机物TVOC是因装修引起的室内空气中的主要污染物,主要来源于装饰过程中使用的人造板材、大量涂料及中所含有的粘合剂等,甲醛和TVOC已对人体健康造成了危害。本文主要从室内空气污染来源、危害、污染特征、净化技术等方面,对课题组的前期研究进行了综述总结,明确重庆新装修建筑室内空气污染存在的现状,以及各净化技术的优劣分析。
   关键词:室内空气污染物来源危害污染特征净化技术
  中图分类号: Q958 文献标识码: A
  1 引言
  随着现代化、城市化进程的加快和人民生活水平的提高, 居住环境和工作场所的室内空气质量愈来愈受到人们的普遍关注。据国际空气质量协会调查显示: 室内空气污染程度是室外的2~ 5倍, 有的甚至超过100倍。我国最新的调查表明, 我国每年因室内空气污染造成约13.8万人死亡。国际上一些环保专家已将“室内空气污染”列为继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染之后的第三代空气污染问题。世界卫生组织在2002年世界卫生报告中明确将室内空气污染、高血压及肥胖症等共同列为人类健康的10 大威胁, 室内空气污染已被列为影响公众健康的世界最大危害之一[1] 。室内装修和建筑材料所释放的有害物质是造成室内空气甲醛和TVOC等污染的主要原因, 因此甲醛和TVOC的污染已成为国内外学者普遍关注的热点。近年来,本课题组对重庆市新装修建筑室内空气中甲醛和TVOC浓度进行了调查和现场实测,并对甲醛和TVOC的降解方法进行了研究。本文主要从室内空气污染来源、污染特征、净化技术等方面,对课题组的前期研究进行了综述总结,明确污染存在的现状,以及各净化技术的优劣分析。
  2 室内污染物种类、来源及危害[2]
  室内空气污染物的种类非常多,按不同的类型可分为不同的种类。总的来说,空气污染物包括固体颗粒,微生物和有害气体。本文主要介绍前期课题组进行测量的对室内空气质量影响较大的相关污染物的来源及危害。
  2.1 甲醛
  在诸多的室内空气化学性污染物中,甲醛以其来源广、毒性大、污染时间长等特点,已成为主要的室内空气污染物之一。在自然界中,甲醛是甲烷循环中的一种中间产物,背景值非常低。据有关报道显示城市空气中的年平均值大约是在0.005~0.01mg/m3,一般不超过0.003mg/m3。室内甲醛的来源非常广泛,来自室外空气污染的甲醛主要来自工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等排放或产生的甲醛,这部分气体扩散进入室内,构成室内甲醛污染的一个来源;来自室内本身的甲醛主要来自建筑材料、装饰物品以及生活用品等化工产品,同时还包括燃料和烟叶的不完全燃烧。
  甲醛是一种无色的刺激性气体,在室内空气中扩散会刺激眼、鼻、喉、皮肤等,且对皮肤、眼睛内膜、咽喉的刺激作用特别明显。其经呼吸道吸收进入人体,会引起人头晕、头痛、恶心、呕吐、流泪、喉痛、胸闷、胃纳差、心悸、失眠、记忆力减退、植物神经紊乱等;长期吸入甲醛可能导致胎儿的畸形,精子畸形,甚至死亡。妊娠综合症、女性月经紊乱、染色体异常,鼻咽癌也都是长期吸入甲醛的后果。接触高浓度的甲醛时,人的神经系统、免疫系统和肝脏等也会受到侵害。
  2.2 总挥发性有机物
  总挥发性有机物(TVOC),并不是某种特定的化学污染物,它是一个综合指标,系指室温下饱和蒸汽压>70.91Pa 或沸点<260℃的一类有机物,当多种挥发性有机物共存时,对人体健康的影响不容忽视。室内VOCs 不仅受室内污染的影响,还与室内复杂的装饰装修材料、污染源的释放、人们的活动有着密切的关系。其来源主要归纳于以下几个方面:建筑装修材料、家具诸如人造地砖、油漆、涂料、地毯、壁纸等;日常生活用品如化妆品、清洁剂、消毒剂、家用电器、打印机等;吸烟、取暖、烹饪过程中也会产生少量VOCs。
  总挥发有机物(TVOC)的危害很明显,当居室中TVOC 浓度超过一定浓度时,短时间内会出现头痛、恶心、呕吐、四肢乏力,严重时抽搐、昏迷、记忆力减退等。TOVC 伤肝脏、肾脏、大脑,引起免疫水平失调,影响中枢神经系统功能。总挥发性有机物会刺激眼睛和呼吸道,使皮肤过敏,头痛、咽痛与乏力,导致变态反应甚至癌症。
  3 室内空气污染特征
  本课题组前期对重庆新装修建筑室内空气污染问题进行调查并通过现场实测法检测室内空气中甲醛和TVOC浓度,以了解新装修后建筑室内空气甲醛和TVOC浓度水平。
  3.1 甲醛
  本课题组对重庆市部分新装修住宅、辦公室、教室室内空气中的甲醛进行现场检测,检测结果见表1。
   表1 甲醛检测结果
  
  
  
  
  按我国现行的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2010)[3]中规定住宅等I类建筑室内空气中甲醛浓度不得超过0.08 mg/m3,办公室等II类建筑室内空气中甲醛浓度不得超过0.1mg/m3。由表1可以看出,所测点位大部分甲醛超标,其中办公室超标率62.5%,教室超标率46%,住宅类甲醛超标率最高达76.3%,住宅类超标倍数最高达11.4倍。住宅类超标率最高,超标倍数最大,其次是办公楼,原因是室内装修装饰材料是甲醛的主要来源,又住宅类、办公楼内家具种类相对复杂;住宅中不同类型房间的室内空气中甲醛浓度水平存在差异,卧室类房间甲醛平均浓度是客厅类房间的2.82倍,卧室与客厅相比,存在面积小、封闭性好、通风不好,以及装修情况复杂,地板多采用木地板,木制家具多等特点[4]。因此卧室作为室内主要休息停留场所,严重的甲醛污染已对人体健康构成威胁,应引起大家的关注和重视。
  3.2 TVOC
  本课题组对重庆市新装修住宅、办公室、教室室内空气中TVOC进行现场检测,检测结果见表2。
  表2TVOC检测结果
  
  
  
  
  
  按我国现行的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2010)中规定住宅等I类建筑室内空气中TVOC浓度不得超过0.5 mg/m3,办公室等II类建筑室内空气中TVOC浓度不得超过0.6mg/m3。由表2可以看出所测点位教室类TVOC超标率最高为85%,最大超标倍数为3.85,平均浓度比办公室类平均浓度小为1.67mg/m3,因为教室内有较大数量的桌椅,导致教室TVOC污染的普遍性,部分教室内装饰面板墙现场做漆距离检测时间较短,残留较多污染物;办公室类超标率60.6%,最大超标倍数为23.66倍,由于部分办公室家具种类多、用量较大(皮质沙发、大班椅,会议室内的羊毛地毯等)释放出挥发性有机污染物,而且办公室类TVOC浓度范围比较大,为0.1~14.7mg/m3,可能是由于房间的用途有较大的区别, 室内装修及物品设备有较大的差异, 从而使得室内的污染情况也有很大的差异;住宅类TVOC超标率为35%,平均浓度0.43mg/m3污染最小。
  3.3污染衰减分析
  针对室内装修所带来的众多危害,本课题组对新装修居室室内空气甲醛的污染状况进行了调查,调查结果显示,其室内空气中甲醛浓度随着装修完成后时间变化而变化,在装修结束后六个月内均表现为先升后降。室内空气中甲醛浓度峰值均出现在装修完成后三个月;而在装修完成六个月后,住宅卧室甲醛平均浓度为0.14mg/m3,书房为0.1 mg/m3,客厅为0.06 mg/m3,办公室空气中甲醛平均浓度为0.06 mg/m3[5]。
  田亚芹[5]等人在新装修住宅甲醛污染的研究中对8户新装修居室空气中的甲醛、TVOC的变化规律进行了探讨,并对各个住户所用的装饰材料进行了比较,结果发现居室装修后与装修前甲醛、TVOC浓度有着明显的变化,而且甲醛、TVOC的浓度受到通风状况、季节变化和材料质量好坏的影响,苯系物浓度同时间呈负相关的关系,即时间越长,浓度越小,甲醛在100d 之后对人体还有一定危害,而TVOC在15~60d 时间里可挥发完全。
  甲醛在胶粘剂中以脲醛树脂等形式存在,即使过去几十年仍会缓慢地从树脂中游离出来造成长时间的空气污染,而VOCs的使用量虽然很大,但大多使用于物体的表面,在较短的时间内能够较快的挥发释放,所以在短期内浓度可以达到很大,但随着时间的推移,浓度降低较快[6]。
  4 室内空气净化技术
  针对日趋严重的室内空气污染,科研人员积极投入室内空气污染的防治以及净化研究工作之中,涌现出了大量的室内空气净化技术,室内空气净化技术主要有生物净化技术、物理净化技术和化学净化技术等[7]。
  ①生物净化技术
  目前主要是用植物吸收,或用微生物、酶氧化分解室内有机污染物。本课题组邵茂清等人[4]选用吊兰、芦荟等植物,进行室内空气中甲醛的去除与净化的实验研究,实验结果表明,甲醛初始浓度为0.20~1.10mg/m3 的室内空气,吊兰去除率为92~96%,芦荟去除率为55~91%,可见,吊兰和芦荟对中低浓度的甲醛污染净化能力较好。铁树、菊花、常青藤等植物能适量吸收室内空气中的挥发性气体。生物净化技术对室内污染物有着良好的吸收功能,且净化成本较低,但其处理能力相对较弱,处理周期都较长,应用于污染严重的室内环境中可能导致自身的损伤,因此一般将生物技术辅以其它净化方式,已达到去除污染物的目的。
  ②物理净化技术
  利用物理特性来净化室内空气,如通风换气、吸附、静电作用、红外作用以及电子特性等,对应于这些特性的物理净化方法主要有通风换气法、吸附法、静电除尘法膜、低温等离子体技术等等。吸附方法适合于室内空气中的挥发性有机化合物、氡气等的净化,能够有效清除浓度低的有害物质,净化效率高[7]。自然通风对去除甲醛、TVOC效果明显,尽可能增加室内的通风,尤其是温暖季节。需注意使用低污染的新风,对一般无中央空调的居室则尽可能打开门窗,进入新鲜空气。
  ③化学净化技术
  通过化学反应(聚合、氧化、分解和光催化)将气态有机污染物转化成无毒无害的小分子。近年来兴起的光催化氧化技术在室内空气污染治理领域应用得较为广泛,光催化剂本身无毒、无害,无腐蚀性;光催化反应条件温和,室温在紫外光或可见光照射下即可发生反应;催化反应速度快,生成的产物为二氧化碳、水及无机盐等,二次污染小[8]。鉴于以上优点,纳米光催化术受到了人们的普遍关注,并认为是最具潜力的环境污染控制技术。Lwasa Stevens[9]等研究表明较低浓度的甲醛气体通过纳米TiO2 光催化反应器的降解率可达100%,无紫外光而利用太阳光时,降解率为35%。因此,在居室等建筑物表面涂敷纳米TiO2 光催化薄膜或安放TiO2 光催化净化设备均可有效地降解室内甲醛。另外还可运用空气负离子技术、材料封闭技术等均能不同程度地降低空气中甲醛污染,有利于改善室内空气质量,保护人们身体健康。
  ④控制污染源[10]
  控制污染源是室内空气污染防治对策之一,严格选用高质量的装饰和装修材料,通过改变建筑装潢等各种材料的特性,来改善室内空气质量,用已知无毒的原材料代替有毒的原材料,在装修材料的选择上,应选用环保安全型材料,如不含甲醛的黏胶剂、大芯板、贴面板等,购买复合板, 地板等选用国家允许生产的合格产品, 购买时应注意甲醛、苯等有害物质的含量高低,从而提高装修后的空气质量。
  5 结论
  本课题前期调查实测结果显示,住宅类甲醛污染最严重,超标率为76.3%,最高超标倍数为11.4倍;其次是办公室超标率为62.5%,最高超标倍数为9.6倍;教室类甲醛污染相对较小,超标率为46%,最高超标倍数为3.25倍。住宅类TVOC污染相对较小,超标率为35%,最高超标倍数为2.92倍;教室超标倍数仅为3.85倍,但污染比較普遍,超标率达85%; 办公室类TVOC污染最严重,超标率为60.6%,最高超标倍数达23.66倍。结果表明,重庆新装修后建筑室内空气中存在甲醛和TVOC污染问题,已严重威胁到人体健康。
  针对重庆新装修后建筑室内空气中存在的污染问题以及各净化技术的优缺点,并根据室内污染情况采取不同的治理方法。①室内污染程度较小时,主要采用植物吸收等生物净化方法和通风换气等物理净化方法;②室内污染严重时,需采用光催化等化学净化技术,并辅以生物、物理净化方法;③控制污染源,用无污染或低污染的材料取代高污染材料,采取避免或减少室内空气污染物产生的设计和维护方案,是最理想的室内空气污染控制方法。
  本课题仅对室内甲醛、TVOC的污染特征及净化技术进行了研究,而决定室内空气品质的影响因素还有苯系物、PM10、氡、噪声以及相应的室内空气热舒适性因素(室内温度、相对湿度、风速及气压)等,应进一步开展室内苯系物、PM10、氡等影响因素污染特征的研究。
  参考文献:
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  [3] (GB50325-2010)《民用建筑工程室内环境污染控制规范》
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  [5] 田亚芹,李新茹,薛俊.新装修住宅甲醛苯系物污染的探讨[J],环境科学与技术,2003,26:109-110.
  [6] 张胜军等.室内装修后苯、甲苯、二甲苯和甲醛污染调查[J],中国环境监测,2004,8(4).
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  [8] 黄海燕.纳米TiO2/VACF光催化层净化室内室内甲醛污染的实验研究[D]. 重庆大学, 2006.
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