毕业论文-室内空气品质与健康.doc

论文题目 室内空气品质与健康 土木建筑工程 学院 建环 专业 092 班学生姓名 吕二强 学 号 090502045 指导教师 室内空气品质与健康摘 要 本文分析了室内空气品质的认识进程与控制措施的沿革, 认为室内空气品质与健康是人们最关心的问题, 但从科学的角度上讲也是最难解决的课题。在材料污染得到控制的今天, 提高室内空气品质的可感受性, 是使我们以适当代价保障健康的合适措施。关键词 室内空气品质 污染源 控制措施 健康0 引言室内空气品质在十年前我国老百姓还不熟悉。但现在大家都知道室内空气品质不仅影响人体的舒适和健康, 而且对室内人员的工作效率有显著负面作用。近十多年来, 国外一些大楼出现一些不明症状:如疲劳、头昏、鼻塞、口干、胸闷、眼痒、精神不佳等, 世界卫生组织(WHO) 将此类症状称为建筑病综合症( SickBuilding Syndrome, 简称SBS)。特别是美国环境保护署( EPA)历时5年的专题调查结果显示,许多大型民用和商用建筑内的空气污染程度是室外空气污染数倍至数十倍, 有的甚至超过100倍。据统计, 室内环境污染已经引起36%的呼吸道疾病, 22%的慢性肺病和15%的气管炎, 支气管炎。全世界每年有2400万人的死亡与室内污染紧密相关。在十年前我们在上海自然科学基金的资助下对上海一些典型的办公大楼的室内空气品质进行了大规模的调研。从主观评价、客观评价和个人背景三个方面着手, 建立了一套既要符合国际的模式又符合我国国情的评价指标、方法和程序。我们运用指数法揭示室内主要污染物及污染程度, 采用国际通用的问卷调查查清了室内人员对室内环境的接受程度, 出现的主要症状种类与水平, 评定了室内空气品质的等级。室内污染物浓度除了极个别房间外都低于我国有关标准的上限值, 只不过二氧化碳和甲醛浓度明显偏高, 平均约为标准值的70-95%。表明室内主要污染物是人的生物污染和挥发性有机物。室内人员对空气品质的不接受率平均高达45.1%, 其中对不佳空气感受率平均也达52.1%。这说明室内环境的主要矛盾在于空气品质; 空气品质主要问题出于可感受到的不佳空气。另外室内人员的头痛、头昏、疲乏、眼睛不适的症状已达到显著程度, 但过敏症状并没有国外报道那样普遍。证实了大楼内确实存在着建筑病综合症。目前室内空气品质已逐渐成为室内环境的主要矛盾, 成了投诉的焦点, 也是关注的热点, 这是因为:1)现代人生活和工作形态的改变, 在室内的时间大多超过了全天80%。一个成年人每天要用1万升空气, 是进食的8-10倍。这些空气通过表面积为60-80的肺泡里, 经物理扩散进入体内交换。可见如此长的暴露时间、如此大的接触面积, 室内空气品质状况如何, 对人们身体健康影响极大。2)人体机体在长期进化过程中对热环境有强大的机体调节功能, 但对空气污染还没有生成抵御手段, 甚至对于大部分污染物不具有感受器官。人们长期不知不觉、被动、无奈地吸入这些污染物, 对人潜在的危害是无法估量的。3)人类呼吸系统的免疫能力要比肠胃系统的免疫能力差得多。或者说呼吸道的可感染性的感染剂量大大低于其它途径, 如人吃下去一亿个兔热杆菌才可能感染, 但只要吸入1050个就会发病。SARS疫情使得人们对室内空气品质的关心和警觉日益加强,加深了对室内微生物污染的认识。国内外大量文献对大型商用大楼内的空气品质以及室内污染物对健康影响已经阐述了很多, 本文不再赘述, 将重点讨论民用建筑内空气品质问题。1 我国室内污染控制的沿革随着人们生活水平的提高, 对生活质量的要求越来越高。自我保护的意识增强, 人们终于认识到高品质的空气是室内人员健康的保障。如今对于室内空气品质的公众意识( Public awareness)很强, 参与意愿也很大。因为这是关系到每个人的健康问题。因此室内空气品质与健康似乎是我们常提的话题, 众所周知良好的室内空气品质能够使人感到神清气爽、精力充沛、心情愉悦。但从科学角度来看”室内空气品质与健康”却是难以解决的课题。过去我国经济落后、人民生活水平不高, 居住条件较差, 加上不良的生活习惯导致室内污染严重。特别是落后的灶具、燃料以及传统的炊事方式是室内空气主要污染源, 严重影响了居住者的健康, 尤其是妇女与儿童。当时的居住问题大多归于室内污染范畴,这时提出的健康问题往往是致病的概念。为此卫生防疫部门做了许多工作。随着我国国民经济持续发展, 生活水平有了极大提高, 特别在经济较发达的地区, 居住条件大为改善,尤其是年轻的一代, 生活方式也有较大改变, 大体上具有如下几个特点:1)单元式住房;2)厨卫独立;3)空调普及;4)重视装修;5)家用电器大量使用。室内污染也相应地发生变化。单元式住房基本解决了厨卫污染, 居室密闭性增强; 大多家用空调无新风供给, 如盘管、滤网不及时清洗可能会发生微生物污染; 新型合成材料在居室装修中大量应用, 化学等污染已引人注目(见表1), 特别是甲醛; 大量使用的家用电器(大多有高压端)也会散发有害气体如臭氧、氮氧化物、有机挥发物等。其中对建材和建筑装修引发的健康问题对百姓生活造成了严重负面影响。很多室内空气污染物长期作用于人体, 可造成机体出现一系列的临床症状和体征。如室内装修造成的甲醛污染可使暴露人群早期出现眼痒、眼干、嗜睡、记忆力减退等, 长期暴露后可出现嗓子疼痛、急性或慢性咽炎、喉炎、眼结膜炎、失眠等, 还可出现过敏性皮炎、哮喘等症状和体征。表1 室内建材和装饰的污染控制措施材料污染物控制措施板材与家具板材中游离甲醛限制甲醛含量, 使用无毒性(无胶)人造板石材天然石材、石膏会释放氡限制使用花岗石等高辐射石材涂料甲醛、苯、二甲苯普及光敏漆、不饱和聚酯漆、水溶性涂料辅助材料和零配件聚氯乙烯配件、电镀件限制使用 目前我国除了一些个别污染事件外, 大多室内污染物并未严重超标, 一个显著的特点是室内出现难以接受的气味与对粘膜的刺激, 标志着我国空气品质问题已提到了议事日程。这时提出的健康问题主要是不良反应与症状。对此难以提出确切的评价与适宜的措施, 美国供热制冷空调工程师学会( ASHRAE)在其标准62中提出一个十分聪明的概念 可接受的室内空气品质,并将它定义为大部分居住者没有对居住空间里的空气表示不满意, 且空气中没有已知的污染物达到引起显著健康风险的浓度值。为此许多国家均引用这定义。世界卫生组织2005年确认的室内空气污染物有十种, 包括: ( 1)二氧化氮, ( 2)一氧化碳, ( 3)铅, ( 4)氡, ( 5)石棉, ( 6)VOCS, ( 7)烟草烟雾, ( 8)甲醛, ( 9)生物污染物, ( 10) 杀虫剂。但这些污染物大多处于较低的浓度, 很少超标, 却长期存在。对人体健康的影响常常是长期和慢性出现的。在这种污染危害的早期, 人群的反应不会立刻出现明显的疾病状态或明显的临床症状; 而是以轻度的机体不良反应表现出来。这时我们评价室内污染的人群健康影响, 就难以采用疾病或临床症状的指标, 而需要结合污染物的种类采用人群不良反应的发生率评价室内空气污染对人群健康的影响。在我国另一个特点是室外空气环境污染给室内空气品质造成严重的负面影响。我国70%的能源源于煤炭, 燃煤发电和冬季燃煤采暖造成了城市SOX、NOX和粉尘污染。我国有些地区植被损毁、甚至出现沙漠化, 沙尘暴出现频率和烈度逐年增高, 造成大范围的大气污染。随着城市汽车数量激增导致城市汽车尾气排放加剧了室外空气污染。最近几年能源的压力也迫使我国某些城市采用一些偏激节能措施, 如用一些新型易建的保温材料加强建筑物的密闭性、绝热性, 提高室内空调温度以及降低室内新风量等, 使得室内空气品质有所下降, 室内人员抱怨增多, 不良反应加剧, 也从侧面反映了空气品质, 舒适与节能之间复杂的耦合关系。2 室内空气品质与健康问题如今要提到室内空气品质与健康问题, 或者说过去改善室内空气品质主要是基于解决室内污染; 现在已发展到基于可接受的空气品质的方式; 不久将来要发展到基于健康的方式, 由此引起的许多问题需要解决。因为致病机理与污染物上限浓度最易确定, 也较容易用实验动物验证。空气品质的可接受性主要依据人体的一系列主观不良反应。但涉及到健康效应的污染物上限浓度, 目前几乎无法确定, 至少半个世纪难有研究成果。因此所有国家的相关标准均没有涉及到健康问题, 这实在是很复杂的问题。最新研究表明这种长期低浓度污染对人的干扰(如敏感、反感、烦恼、厌恶等)导致植物神经系统紊乱, 免疫功能减退, 对生理和心理上造成的影响难以估计。如果低浓度污染不能得到有效控制而使人群长期暴露于污染环境中, 这种不良反应与症状也可引起暴露人群发生各种相关的疾病, 造成对人群健康的严重危害。如目前的研究认为, 城市人群中过敏性哮喘、过敏性鼻炎等疾病的发生, 与室内空气品质有很密切的关系。世界卫生组织(WHO)对健康的定义是 身体、精神和社会性一种完好状况, 不仅仅是没有疾病或残疾。根据这个定义, 健康室内环境的特征应是与自然相和谐、使人身心健康并富有效率。人与室内环境之间的关系太复杂、太微妙, 室内空气品质与健康涉及的面也太大, 而人类的知识又太有限了。对于室内污染评价采用的是单因素评价方法, 或者说达标评价。即依据室内各污染物的浓度,对照标准来判断是否合格, 这也是目前最常使用的方法。对于可接受室内空气品质评价, 尽管现有一系列单项空气污染物的卫生标准, 室内空气质量标准也有19项指标。但往往是一票否决。这种方法不可能完全解决目前存在的问题。现在颁布了中华人民共和国卫生行业标准WS/T199- 2001公共场所卫生综合评价方法, 规定了主客观评价相结合的卫生综合评价的数理模型。但是如何评价室内空气品质与健康问题, 目前还存在许多问题。必须要解决如下几个关键问题。2. 1人体对室内空气污染的实际接触量评价室内空气污染因素对人群的健康产生危害, 关键在于人体对室内空气污染物的实际接触, 即污染暴露。全面的污染暴露评价应包括环境浓度、暴露水平和体内剂量三个方面。室内污染暴露的评价至少应包括两大方面: 暴露剂量和暴露时间。暴露评价是目前最难解决的问题, 国内外对健康效应评价时依据的主要仍是室内环境污染物的检测浓度水平, 而非实际的人体接触水平。对人群实际接触室内污染物的暴露时间也缺乏科学准确的评价手段和方法。如果室内污染的暴露量不准确, 又何能准确评价其对人体健康的效应? 2. 2室内空气污染与健康效应的暴露-反应关系评价在目前室内空气污染的健康效应研究中, 由于缺乏人群流行病学的研究证据, 对室内污染因素与健康效应之间的暴露 反应关系评价十分薄弱。其中,如何排除其他因素的混杂和干扰, 准确合理的建立室内空气污染暴露与人群健康效应发生率之间的统计学相关性是个相当复杂和困难的工作。但这对于准确判定健康效应的病因(室内空气污染)很关键。2. 3暴露人群对污染物的敏感性评价人群对污染物的敏感性十分复杂, 敏感人群和一般人群差异很大。因此在研究室内空气污染健康效应时, 还应考虑到暴露人群对污染物的敏感性不同的问题。如室内燃烧产物对老人和儿童的呼吸健康效应一般会比较突出和明显; 怀孕的妇女(胎儿)可能对室内装修的VOCS污染反应更加敏感等。3 目前改善室内空气品质的主要措施如上所述室内空气品质与健康问题难于解决, 目前甚至连涉及到健康效应的污染物上限浓度也无法确定, 那目前应采用哪些措施来改善我国室内空气品质呢?首先要确认我们的目标应是造就一个人类早已适应的良好环境, 而不是创造一个“舒适”“节能”甚至绝无“污染”的环境要人们去适应。因此当舒适、节能与健康要求产生矛盾时, 应该优先服从健康要求。去寻求其它技术途径解决这一矛盾, 而不是急功近利的偏激措施。 其次我们应该关注但没有必要再探讨因违反相关标准与规范而引起的空气品质甚至室内污染的问题, 如装修材料污染超标, 维护不善, 个人行为不当等问题。在符合目前相关标准与规范的前提下的建筑与装修, 室内空气中几乎不可能有什么污染物会大大超过有关标准, 但这不等于室内人员不会出现任何反应与症状。如低浓度甲醛、霉味、过敏原等缘由仍会引起人们对室内空气品质的抱怨。而我国室内空气质量标准可以控制高污染散发量的材料, 但却无法控制低浓度污染的材料, 更无法控制大量的低浓度污染诱发的空气品质问题。美国供热制冷空调工程师学会(ASHRAE)又提出了一个聪明概念 可感受的室内空气品质( PerceivedIndoorAirQuality) , 这可能是目前与人最相关的概念。如从这条思路出发那么我们就可以找到目前改善室内空气品质的主要措施。由于大量研究表明, 人的感觉对“室内空气品质可感受性”起了很大作用。其中气味、尘埃和微生物污染是最主要的影响因素。对化学污染引起的异味刺激已众所周知了。但对微生物及其代谢物(过敏原、气味等)的污染对室内空气品质不可接受的诱发作用并不十分了解。近年来许多研究报告支持了这一点。尘埃污染只是肯定了与建筑病综合症的相关关系, 难以进一步深入研究。这可能与目前的错误的研究方法有关, 或者说采用了错误的量度。也许目前的方法只是涉及到尘埃的浓度(无论是计数浓度还是计重浓度), 而没有考虑到尘埃的性质(如毒性、过敏性、溶解性、荷电性、反应性等)的缘故。不管怎样, 大量实践已证实在设计中应该尽量减少气味、尘埃和微生物污染, 这对提高室内空气品质可感受性是一条十分切实的途径。在我国大部分地区尘埃污染是惟一不能用室外新风稀释的污染。我国大气尘浓度是国外发达国家23倍。要使室内可吸入颗粒物达到0. 15mg/m3, 单靠通风是不行的, 必须采用良好空气过滤器。微生物污染(病毒、细菌、霉菌等)确实能够引起严重的健康问题, 尤其我国沿海地区, 是影响健康的最主要原因。微生物滋长是需要水分和营养源(如尘埃), 降低微生物污染的最有效手段是控制尘埃和湿度。当室内相对湿度达到70%, 将为许多微生物滋长提供充分的条件。建筑表面潮湿以及不良空调是导致室内微生物污染主要原因, 但并没有引起我们足够的重视。在我国北方采暖期常提倡加湿。但室内加湿的益处缺乏说服力, 对于可感受的室内空气品质也许有好处, 但对健康是不利的。在民用建筑内不提倡加湿, 也不必设置相对湿度下限值。如确实要求加湿, 则加湿水要求达到饮用水而不能含有化学物质或添加剂, 不能在下游产生任何杂质。一般居室的空调是不控制湿度的。只有高级别民用建筑才同时控制温湿度, 但使用时无论处于全负荷或部分负荷, 日平均相对湿度上限值为60%, 不使用时最大相对湿度为70%。在潮湿气候时, 除有相应的系统对策外, 还要求室内保持正压。特别强调应该在部分负荷时或在潮湿气候中应该设有降低相对湿度的系统对策。人对气味敏感性最强, 可以说气味决定了所感受的空气新鲜度, 也影响了室内空气品质的可接受性。因为气味分子扩散速度的量级远远高于微粒, 因此一个局部污染源会极快地污染整个空间。对付一个小小的气味局部污染, 不得不去用对付整个空间措施来控制它。这使得控制气味污染成为一个巨大的技术挑战。过去的设计主要考虑人的生物散发物的污染,将CO2看作为人的生物散发物的指标, 常常采用CO2作敏感元控制新风量。CO2 合格只说明人体发生的污染没有超标, 而不能代表室内空气品质合格。现代化居室中最常见的是如甲醛等挥发性有机物(VOC), 以及家电等发生的臭氧和其它的刺激性气味的污染。控制方法不外乎隔离控制、压差控制和过滤、吸附及吸收处理。还有一种我国最常有的气味污染就是环境烟草烟雾, 其发生量(分为偶然发生、中等强度或严重污染) 对室内人员的感受程度起决定性作用, 美国标准已明确表明室内吸烟不可能达到可接受的室内空气品质。如果大楼允许吸烟, 就不可能达到可接受的室内空气品质。必须在室内分别设置“吸烟区”和“无烟区”, 通过住房间的压力控制以及实体隔离, 保证在任何情况下将吸烟区和无烟区分隔开来。吸烟区内的空气必须全部排走, 从无烟区或室外补充空气, 以达到可接受的室内空气品质。住房内的厨房、浴室、厕所等也是主要污染源。要求保持负压, 如采用间断排风, 排风量不小于48L/s; 如采用持续排风, 排风量不小于12L/s。4 结语室内空气品质是解决室内污染后提出的新议题。是近期公众十分关注的问题之一。我国室内空气品质常因新风不足导致多种人体生物污染, 潮