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摘要 典型密闭空间室内空气污染物研究 摘要 随着人们对室内空气品质的日益关注，加强室内空气污染物( 挥发性 有机物v o c s 、细菌微生物、颗粒物、甲醛、臭氧) 的现状调查研究显得 越来越重要。论文选择了有特殊代表性的密闭空间作为研究对象，研究总 结其污染物的总体特征及影响因素，为这类密闭空间污染控制和治理提供 科学依据。 课题选择某大学图书馆闭架书库、某银行金库为代表布置了空气污染 物采样点并多次取样分析。采用质子传递反应质谱仪( p t r m s ) 、g c m s 、 g c - 9 0 0 等仪器分析室内空气中v o c s 浓度，利用自然沉降法和撞击式采样 法采集细菌微生物，通过实时在线分析仪器测量甲醛、臭氧、颗粒物浓度。 并通过自制的环境舱模拟图书馆条件研究v o c s 种类和浓度变化规律。 论文分析了闭架书库和银行金库这两种特殊密闭空间室内污染源散 发物质的来源，总结室内v o c s 污染物的总体特征及散发源释放规律：密 闭空间的w o e s 含量普遍较高，接近或超出国家标准6 倍以上，其中毒性 较高的单种v o c 如苯、甲苯等超标严重；微生物、颗粒物、甲醛和臭氧等 污染程度较小，在标准要求的范围内。书库在封闭1 5 小时之前化学污染 物浓度一直增长，1 5 h 后出现下降；模拟v o c s 散发成分的环境舱与书库 中发现了相同物质，如不饱和烃、醚类、醛类、丙烯、丙烯醛、乙烯醚等， 证明这些物质是从图书中散发产生的。 针对p t r m s 与g c m s 两种技术的原理、特点、仪器操作等进行了 比较研究，通过测试室内挥发性有机物，对比讨论了两种技术性能及优缺 点。 最后，在总结上述研究结果的基础上，建议今后室内空气污染控制方 面的研究应向检测技术、防治措施、质量标准等方面进一步深入研究。 关键宇：挥发性有机物，密闭空间，分析检测，环境舱 北京化工大学硕士学位论文 i n d o o ra i rp o l l u t a n t sr e s e a r c hi nt y p i c a l c o n f i n e ds p a c e s a b s t r a c t a l o n gw i t hag r o w i n gc o n c e r no ni n d o o ra i rq u a l i t y , i tb e c o m e sm o r ea n d m o r ei m p o r t a n tt ot a k ei n v e s t i g a t i o n sa n dr e s e a r c ha b o u ti n d o o ra i rp o l l u t a n t s 1 i k e ：v o l a t i l e o r g a n i cc o m p o u n d sv o c s ，m i c r o b i a l ，p a r t i c u l a t em a t t e r , f o r m a l d e h y d ea n do z o n e t h i sp a p e rc h o s e ds p e c i a lr e p r e s e n t a t i v ec o n f i n e d s p a c e sa ss t u d yo b je c t s ，s u m m a r i z e dt h et o t a lc h a r a c t e ro fi n d o o ra i rp o l l u t a n t s a n di t si n f l u e n c ef a c t o r s ，p r o v i d e dr e f e r e n c ef o rc o n t r o l l i n ga n dm a n a g e m e n t o fp o l l u t a n t s t h es t u d ys e t t e ds a m p l i n gp o i n t si nt h el i b r a r ys t a c kr o o mo fau n i v e r s i t y a n dt h ee x c h e q u e ro fab a n ka n ds a m p l e di n d o o ra i rf o rs e v e r a lt i m e s w ，e t e s t e dv o c sc o n c e n t r a t i o nb yp t r m s ，g c m s ，g c 9 0 0 ；m i c r o b i a la m o u n t b yn a t u r a ls u b s i d ea n dd a s hm e t h o d ；f o r m a l d e h y d e ，o z o n ea n dp a r t i c l e sb y o n l i n ea n a l y t i cm a c h i n e w r ea l s o i n v e s t i g a t e de m i t t i n gr u l e so fb o o k sb y s i m u l a t i n gt h es t a c kr o o me n v i r o n m e n ti nt h ee n v i r o n m e n tc h a m b e r t h i sp a p e rd i s c u s s e de m i ts o u r c e si nt h es t a c kr o o ma n de x c h e q u e r ，a n d g e tc o n c l u s i o no fp o l l u t a n t sc h a r a c t e r sa n de m i tr u l e sl i k e ：t h ev o c s c o n c e n t r a t i o ni nt h ec o n f i n e d s p a c e s a r eg e n e r a l l yh i g h ，a p p r o a c h i n go r e x c e e d i n g s t a n d a r d s i x f o l d ，i nw h i c ht h et o x i c i t yv o cc o m p o u n d s s u p e r s c a l a rs e r i o u s l y t h ec o n c e n t r a t i o n so fm i c r o b i a l ，p a r t i c l e s ，f o r m a l d e h y d e ， o z o n ea r ew i t h i ns t a n d a r dl i m i t s t h es t a c kr o o mr i s et om a x i m a l i n15 ha f t e r c l o s e d ；c o m p o n e n t si nt h ee n v i r o n m e n tc h a m b e rw e r et h es a m ew i t ht h es t a c k r o o m ，f o ri n s t a n c e ：u n s a t u r a t e da l k a n e ，e t h e r , a l d e h y d ep r o p y l e n e ，a c r o l e i n ， e t h e rv i n y l i c u sa n ds oo n i tp r o v e dt h a tt h e s ec o m p o u n d sw e r ee m i t t e df r o m b o o k s t h er e s e a r c ha l s om a k e sp r i n c i p l e s ，c h a r a c t e r i s t i e s ，c o r p o r a t i o nm e t h o d s c o m p a r a t i v eb e t w e e np t r m sa n dg c m s t h r o u g ha n a l y z i n gi n d o o ra i r p o l l u t a n t s - v o c s ，w ed i s c u s s e da d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h e s et w o 一 i n s t r u m e n t s i nt h ee n d ，b a s i so nt h er e s u l to ft h i sr e s e a r c hm e n t i o n e da b o v e w e s u g g e s t e dt h a tf u r t h e ri n v e s t i g a t i o no fi n d o o ra i rp o l l u t a n t sc o n t r o ls h o u l db e i nt h ed i r e c t i o no fd e v e l o p i n g a n a l y t i cm a c h i n e s ，e x c o g i t a t i n gd e p u r a t e m e a s u r e m e n s ta n de s t a b l i s h i n gq u a l i t ys t a n d a r d k e yw o r d s ：v o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d s ，c o n f i n e ds p a c e ，a n a l y s i sa n d d e t e c t i o n ，e n v i r o n m e n tc h a m b e r i i 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者签名：金：曼垂 日期： 坦旦翌= 翌：亟 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的 规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京 化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件 和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学 位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授 权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 作者签名：堡盘建日期：丝里! 。叟笸= 翌星 导师签名：金 盔日期：占群。笸：堑 第一章绪论 1 1 研究意义 第一章绪论 目前，“室内空气品质”( i a q ) 已逐渐成为室内装饰争端的主要矛盾，成了投诉 的焦点，也是世界关注的热点之一。有关室内空气品质的研究，可以追溯到2 0 世纪 初。当时，人们已经开始采用通风的方法来改善室内空气环境。自2 0 世纪7 0 年代，出 于节能要求，建筑物加强了密闭性，相应减少了与室外空气的交换。同时，有机合成 材料在室内装饰及设备用具方面的广泛应用，致使挥发性有机化合物( v o c s ) 气体 大量散发，严重恶化了室内空气品质。发达国家某些办公室的工作人员出现了一些非 特异性症状，主要表现为眼、鼻和咽喉刺激、干燥，感到疲乏、不适、头痛、记忆力 减退等。虽然病因并不十分清楚，但越来越多的研究和调查结果都指向了这些人群活 动的室内空间，故称之为“s b s 症状”即“不良建筑物综合征( s i c kb u i l d i n gs y n d r o m e ) 。 由此，建筑和装饰材料引起的室内污染逐渐成为研究的热点。长期生活、工作在这种 环境中的人们经常会出现疲劳、头昏、鼻塞、口干、胸闷、眼痒、精神不佳等症状， 甚至出现烦躁、抱怨多、爱发火、注意力不集中等行为上的改变【1 , 2 】。随着现代人生活 和工作形态的改变，人们平常有8 0 的时间处于室内，而室内环境污染使人们所遭受 的潜在危害是无法估量的。世界卫生组织( w h o ) 统计，约有3 0 以上的新建或改 造建筑物有室内空气品质问题，这类“室内空气品质通常不是指卫生防疫部门涉及 的室内污染，而是特指空调室内的长期低浓度污染。这种污染一般不会超过有关标准， 并且室内处于热舒适状态，但长期接触会对人们生理上产生负面影响，加上工作所造 成的社会心理压力，使人类易感染病态建筑综合症( 简称s b s 症) 、大楼并发症、各种 化学物过敏症等疾病。 伴随人们生活水平的提高和自我保护的意识增强，对生活质量的要求越来越高， 人们开始认识到高品质的空气是室内人员健康的保障。对室内空气品质i a q 的关心 和警觉日益加强d 6 j 。 影响室内空气品质因素包括：室内污染源及其散发强度、室外大气质量、建筑围 护结构的严密性及通风空调系统设计运行情况等。一般来讲，室内污染源是主要因素。 关于室内空气品质影响因素的研究着重有以下几个方面。 1 1 1 挥发性有机污染物 1 1 1 1 挥发性有机污染物的定义和分类 按照世界卫生组织( w h o ) 的定义【7 ，8 1 是指沸点范围在5 0 - - - 2 6 0 c 之间，室温下 饱和蒸气压超过13 3 3 2 p a ，在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物。 北京化工大学硕士学位论文 按其化学结构可进一步分为8 类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、 酮类和其他化合物。这类化合物普遍存在于室内外空气中，且室内空气中的浓度明显 高于室外。室内空气中常见v o c s 污染物种类及成分：( 1 ) 脂肪烃：甲烷、乙烷、丙 烷、环己烷、甲基环戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、2 甲 基戊烷、2 甲基己烷；( 2 ) 芳香烃：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、正丙基苯、苯乙烯、1 ， 2 ，4 三甲基苯；( 3 ) 卤代烃：三氯氟甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1 ，l ，1 三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烷、氯苯、l ，禾二氯苯；( 4 ) 含氧烃：甲醛、乙醛、己 醛、甲醇、乙醇、丁醇、2 丙醇、2 丙酮、2 丁酮、乙酸乙酯、正醋酸丁酯、乙酸乙 烯酯；( 5 ) 多环芳烃：萘、菲、苯并芘等。目前，随着生活水平的提高和生活方式的 改变，人们每天的大多数时间是在室内度过的，世界卫生组织( w h o ) 、美国国家科 学院美国环境保护局1 9 8 9 年检测到9 0 0 多种存在室内的挥发性有机物，v o c s 对室 内空气质量及人体健康的影响，已成为国内外研究的焦点。 按沸点的范围把有机化合物分为四类，如下表1 1 所示。之所以按沸点分类，这 是因为在实际工作中，类别是通过使用不同的方法从空气中收集有机污染物来进行确 定或限定的。而在实际工作中，随着沸点的不同，收集的方法也不一样。 表1 - 1 有机化合物分类 类别状态缩写沸点范围典型取样方法 有些有机化合物不能包括在以上的分类中表中。这是由于这些化合物( 如甲醛和 丙烯酸) 的反应性或对热的不稳定性不易从吸附剂上回收或由气相层析法进行分析。 1 1 1 2 挥发性有机污染物对人类的影响 t v o c 包括苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和 石油烃化合物等，并且大都是微量或痕量，容易被人们忽视。但它的毒性、刺激性、 致癌性和特殊的气味，会影响人的皮肤和黏膜，对人体产生急性或慢性的损害，而且 有些化合物还具有基因毒性。 目前相关的研究机构认为：t v o c 能引起机体免疫水平失调，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；还会影响消化系统，严重时可损 伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。世界卫生组织( w h o ) 、美国国家科学院，国家 第一章绪论 研究理事会( n a s n r c ) 等机构直强调t v o c 是一类重要的空气污染物，控制t v o c 是提高室内环境质量的主要手段之一【9 l 。 室内空气中的有机物对健康的影响的各种反应包括厌恶感，如气味和感官刺激 ( 它们通过毒性反应可改变或干扰器官的正常功能或损伤组织) 以至基因毒性作用。 这些影响具有不同的时间特征，从急性气味感觉到随后的适应，接触时间越长，刺激 反应越重，随着接触的积累，基因毒性的反应表达推迟。同样感觉效应有一个阀值， 低于阀值则不起反应，这也同样适于组织和器官系统的大多数毒性作用，但是普遍认 为基因毒性的作用不存在这样的阀值。主要室内有机物的污染源和危害如下表1 2 。 表1 - 2 主要室内有机物的污染源和危害 一 ! 壅坠坠! 兰：! 壁坐垒垫i 望蜜坚q 婆堑里竺q 翌p 旦翌坠堡垒q 坚堕! 塑鱼熊堕迪笪 污染物主要污染源主要危害 甲醛 异丁烷 正己烷 装饰材料、新家具、胶合板、大芯 板、刨花板、墙漆、油漆、粘合剂、 化纤地毯等有机材料 煤气、汽油等 胶水( 橡胶结合剂、粘合剂) 、清 漆、墨水，作为一种清洁齐 j ( 去油 污剂) 醇酸调和漆、无光调和漆、地板蜡、 彩色涂料 各种油漆、涂料、家具上光剂和清 洁剂、头发定型剂，家用空气清新 剂、除臭剂、皮鞋上光剂和清洁剂 水和纸浆，杀虫剂及其他化学产 品，药品和化妆品 室内四氯化碳气体可能来自室外， 或室内建筑材料，清洁剂 建筑材料，清洁产品，油漆，涂料 打字机修正液、粘合剂、去污剂和 地毯清洗液、制冷荆 干洗溶剂，橡胶涂层，肥皂，墨水， 粘合剂和胶水，密封剂和上光剂等 装饰材料、粘合剂和油漆、涂料、 空气消毒剂和杀虫剂 油漆、涂料、粘合剂、人造香气、 甲苯指甲油、香烟烟雾。各种工业和消 毒产牖 乙苯融琢虫翟麒凇渊， 刺激流泪、粘膜发炎、喉部疼痛、肺部水肿 知觉丧失、肌无力、神经麻痹 头昏眼花、恶心、头痛、神经末端麻痹、肌肉软 弱、视力模糊、头痛、疲劳 其蒸气或雾对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有刺激 作用。可引起化学性肺炎、肺水肿 引起头痛、疲劳和类似酒后的行为，长期暴露将 损害肝和脑，国际癌症研究机构将二氯甲烷列为 可疑致癌物 长期暴露于含三氯甲烷的空气中将最终导致肝 和肾的损伤。 短时间暴露于高浓度下导致：头痛、虚弱、无力、 恶心和呕吐，慢性症状：肝、肾损伤，是可能的 致癌物 短时间吸入产生眩晕，头晕眼花的感觉，接触皮 肤可能导致过敏症状。被美国e p a 列为优先监测 污染物名录 导致嗜睡、疲劳恶心、头痛、损伤皮肤，对肝、 肾、免疫和内分泌系统有不良影响；可能提高流 产儿率。是可疑致癌物 导致上呼吸道和眼睛的炎症，头痛、嗜睡；心律 失常，肝损伤。被国际癌症研究机构列为可疑致 癌物 对皮肤眼睛和上呼吸道有刺激作用，慢性中毒引 起齿龈、鼻粘膜处有出血症，对孕妇和胎儿发育 有影响，是致癌物 引起疲劳、嗜睡、头痛、恶心；中枢神经系统功 能紊乱；k 期吸入导致上呼吸道和眼的炎症；咽 喉疼痛：头昏眼花 导致咽喉发炎，胸紧，眼部炎症，对神经系统的 影响，如头昏眼花 3 苦 甲 甲 化 卜乙 乙 乙 觞 氯烷氯烷氯碳l氯烷氯烯 氯烯 苯 辱 二 三 四 三二 三 四 北京化工大学硕士学位论文 龟田沿靠曰鲁。，出莱鲁浦淳辐蚓 皮肤、鼻和咽喉发炎，皮肤干燥、脱落；短期记 警甲汽车尾气、人肾、油漆、颜料、笼篷祛丽强嬲赢勰；鞴 毒田 涂料 鼬姑一篡蚤纛芸篙釜森巍军删 邻一二甲 “”“、“”、“。“”。” 一建粼塑慧燃黼：黼漓 室内挥发性有机化合物对人体健康影响的研究，远不及对甲醛研究清楚。由于挥 发性有机物并非单一的化合物，各化合物之间的协同作用相加、相乘、拮抗和独立作 用关系较难确定；各国、各地、不同时间地点所测的v o c s 的组分也不尽相同。这些 问题给v o c s 对健康的影响效应的研究带来了一系列的困难。丹麦学者l a r sm o l h a v e 等人根据他们所进行的控制暴露人体试验结果和各国的流行病研究资料，暂定出 v o c s 的剂量反应关系，详见表1 3 。 表1 - 3 l a r sm o l h a v e 等人制定的v o c s 暴露与健康效应 t a b l e1 - 3 v o c se x p o s u r ea n dh e a l t he f f e c t s t v o c 的浓度m g m 健康效应 分类 0 2无刺激，无不适 舒适 0 2 3 0 与其他因素联合作用，可能出现刺激和不适多因协同作用 3 0 - - - 2 5 刺激和不适；与其他因素联合作用，可能出现头痛不适 2 5 除头痛外，可能出现其他的神经毒性作用中毒 总体上讲，室内有机化合物的影响可分为三种类型。1 气味和其他感觉效应如刺 激作用；2 粘膜刺激和系统其他毒性导致的病态；3 基因毒性和致癌性。 室内挥发性有机化合物确定的和怀疑的危害主要包括以下4 方面： ( 1 ) 嗅昧不舒适( 确定) ； ( 2 ) 感觉性刺激确定； ( 3 ) 过敏性反应怀疑； ( 4 ) 神经毒性作用怀疑。 目前一般认为，在正常的，非工业性的室内环境中挥发性有机化合物浓度水平还 不至于导致人体的肿瘤和癌症【1 0 1 。 1 1 1 3 挥发性有机污染物的来源 室内挥发性有机化合物的来源不仅受室外空气污染的影响，还主要与复杂的室内 装饰材料和室内污染源的排放密切相关，其常见来源主要有： 第一章绪论 ( 1 ) 室外的工业废气、汽车尾气、光化学污染物、取暖所用的燃煤、燃气及吸 烟等所释放出的大量的碳氢化合物等【l l 】； ( 2 ) 室内建筑装饰材料和生活及办公用品，例如： a 有机涂料，如油漆、含水涂料、粘合剂、捻缝胶等； b 室内装饰材料，如壁纸、其他装饰品等； c 纤维材料，如地毯、挂毯、化纤窗帘等； d 办公用品，如油墨、复印机、打印机、修正液等； e 各种生活用品，如：化妆品、清洁剂、防腐剂、纺织纤维等。 ( 3 ) 家用燃料和烟叶的不完全燃烧、人体排泄物等。 许多研究均证实，室内空气中有机化合物的浓度明显高于室外空气，甚至高于城 市工业区或石化工业区，这说明有机化合物的污染主要来源于室内。室内空气中t v o c 含量的大小与以下四个因素有关：室内温度、室内相对湿度、室内材料的装潢度、室 内换气数( 即室内空气流通量) 。在高温、高湿、负压和高负载条件下会加剧t v o c 散发的力度。 1 1 2 颗粒物 1 1 2 1 颗粒物的定义和分类 室内空气污染物种类繁多，颗粒物是其中最重要的污染物之一。 室内空气中的颗粒物分为生物、燃料、家庭或个人装饰品及放射性颗粒物。其中 生物颗粒物以螨类危害最大，微生物以真菌和细菌危害较大。居民烹调、取暖所用燃 料的燃烧产物和烟草烟雾是燃烧型颗粒物的主要来源。个人活动所产生的颗粒物污染 在办公室和一些室内公共场所表现较为突出。放射性颗粒物主要来自建筑材料和装饰 材料，其危害也很大。因此，室内空气中颗粒物的污染特征、来源及其对人体健康的 影响一直是环保和卫生领域关注的焦点。 依据颗粒物空气动力学直径大小不同以及沉积在人体呼吸系统部位的不同，可将 空气中的颗粒物分为总悬浮颗粒( t s p ，o 1 0 0 9 m ) 、可吸入颗粒物( p m l 0 ，o 1 0 9 m ) 、 呼吸性颗粒物( 0 5 p m ) 和可入肺颗粒物( 0 2 5 t m ) 。可吸入颗粒物包括有无机盐离 子、金属化合物，元素碳以及地壳元素化合物等，对颗粒物进行采样并分析认为，其 主要组成物有硫酸盐、硝酸盐、氨、氢原子、元素碳、各种各样的有机化合物以及地 壳矿物质等。 1 1 2 2 颗粒物对人类的影响 可吸入微粒( i n h a l a b l ep a r t i c l e s ) ，即通过呼吸系统可以进入人体的颗粒；可入肺 北京化工大学硕士学位论文 颗粒( r e s p i r a b l ep a r t i c l e s ) ，即指能够进入人体肺泡的颗粒。这些颗粒物中有些本身 就是有害物质，如致癌、致畸、致突变物质大部分存在于颗粒物中；另外一些颗粒物 则是由于其对有毒物质的吸附而产生致毒性的【1 2 1 。美国国家环保局e p a 于1 9 8 5 年 将原始颗粒物指示物质由t s p 项目修改为p m l 0 ，我国在1 9 9 6 年颁布的环境空气 质量标准( g b 3 0 9 5 1 9 9 6 ) 中规定了p m l 0 的检测标准，并统一在空气质量日报中采用 p m l 0 指标。 表1 4 为颗粒物在人体中的沉积和防御。 表l - 4 颗粒物在人体中的沉积及防御 ! 璺垒堕! 兰：! 丝篁墨翌垒坐i q 里塑垒堡匹! 塑坚曼殳! p 塑i 塑! 坐堡垒! 堕垫坠塑塑坠韭 1 y 工沉降部位防御作用 i 0 - - 。 富髂 人体的第一道防线，鼻粘膜对吸入气体进行温、湿度调节，使吸入粒子湿 5 0 亓肛 化，增大，以沉积在鼻腔 。 气管、支气管纤毛的机械运动。将粘附在粘膜表面异物随粘液在2 4 小时内排出体外 c 1 6 彳i 脑油，煤焦油 汽油( 0 9 苯) 二氯甲烷 氯仿( 三氯甲烷) o 1 2 o 1 0 0 3 0 o 1 0 0 目标水平： 0 0 6 0 ；行动水 平：0 0 5 o 1 2 0 0 6 2 0 室外浓度 0 0 8 0 0 2 4 0 0 8 l 目标水平： 0 0 5 ：行动 水平：0 1 0 0 0 9 6 o 0 5 1 6 室外浓 度 限量，适应于 居民住宅和学澳大利亚 校建筑物 3 0 分钟平均值 卓越级 良好级 欧洲 香港 长期暴露加拿大 短期暴露 8 小时均值美国 相对于室外浓美，北卡罗来 度纳 冀差，味的阀美，德克萨斯 值是0 0 5 - 一i 。” 1 0 p p m 7 ” 限量美，特拉华州 8 h 平均值新加坡 l h 均值g b t 1 8 8 8 3 璧罂謦 中国 高于室外值 。” i i 类民用建筑g b 5 0 3 2 5 8 h 均值 美蟹萨斯 8 h 均值 美督萨斯 2 4 h 欧洲 8 h 均值 美觜萨斯 童 警一 篓竺 誉一 篓鲨鐾受 嘣 叭叭吣 胤 眦 拍 尬 ，眦 啪 脚 脚 o ( ( o l l ： 1 - ( 1 o o l ( lii，l，i 嘶 吣三| 叭 螂 业 伽 跎那 他 ”啷， ， 3 撒 蝴 北京化工大学硕士学位论文 ( 续上表1 5 ) 皇登璧璧 四氯化碳 卤代芳烃 目乳幌 l ，l ，1 三氯乙烷 1 ，2 二氯苯 l ，4 二氯苯 苯系物 四氯乙烯 苯 甲苯 乙苯 二甲苯( 邻、间、 对) 苯乙烯 萘 0 1 0 3 7 7 7 1 o 5 o 2 4 3 lo 1 0 0 7 7 0 9 5 6 o 2 5 0 2 5 1 3 8 6 x l o - 9 0 0 1 6 1 0 1 6 2 o 3 2 4 3 2 4 3 o 1 l 郢0 9 郢0 9 o 2 6 1 0 9 2 3 8 0 2 3 2 4 1 4 4 7 1 4 4 7 4 4 0 2 0 2 6 0 2 6 0 0 l l 0 0 1 6 1 4 0 0 8 3 0 0 3 3 0 7 8 7 x10 - 1 0 0 1 4 3 0 1 7 5 0 0 3 6 0 0 3 7 0 2 1 8 5 0 0 0 5 o 0 5 0 1 s l 0 0 3 4 0 0 2 8 0 0 6 8 o 2 9 l 0 0 5 2 l 0 。3 3 3 0 3 3 3 l 0 0 5 2 0 0 6 0 0 6 0 0 0 2 4 苯基环己烷 30 4 5 1 多瑟蚕嘉族碳氢 8 7 l o 80 8 3 x l f f s 化合物p a i l “1 ” 1 2 良好级香港 v 终生 良好级 8 h 均值 一年 良好级 8 h 均值 u 刚终生 良好级 8 h 均值 临时疏散限值 工作场所 欧洲 香港 美，德克萨斯 州 欧洲 香港 美，德克萨斯 州 欧洲 香港 美，德克萨斯 州 美，宾夕法尼 亚 l h 均值g b t 1 8 8 8 3 i 类民用建筑 高于室外值 i i 类民用建筑 一星期 良好级 8 h 均值 1 h 均值 g b t 1 8 8 8 3 1 4 - - - 3 6 4 天的 暴露水平 良好级 良好级 8 h 均值 l h 均值 g b 厂r l8 8 8 3 一星期 3 6 5 天和更长 时间暴露水平 3 6 5 天和更长 时间暴露水平 与苯乙烯丁 二烯橡胶共同 构成 u 刚终生 中国 g b 5 0 3 2 5 欧洲 香港 美，德克萨斯 州 中国 美，德克萨斯 州 香港 香港 美，德克萨斯 州 中国 欧洲 美，德克萨斯 州 美，德克萨斯 州 美，北卡罗来 纳 欧洲 第一章绪论 ( 续上表1 5 ) 1 o 1 0 30 0 9 5 x1 0 - 3 0 2 0 6 3 总挥发性有机化合物( 1 v o c ) o 2 5 2 3 7 o 6 1 d 5 9 6 o 2 1 5 0 0 8 7 o 2 6 1 0 6 4 0 0 8 5 2 日均值 中国g b t 18 8 8 3 。1 1 h 均值，其中 惹：塑蟹岔警 澳大利亚 值不得超出总 忧”1 。一 数的5 0 0 , 卓越级香港 良好级 高于室外空气 浓度 1 0 临时疏散限值 3 o 2 5 o 2 l o 2 5 美，北卡罗来 纳 美，特拉华州 美，宾夕法尼 亚 新加坡 8 h 均值g b t 1 8 8 8 3 璧登馨 中国 高于室外值 1 。四 i i 类民用建筑 g b 5 0 3 2 5 1 2 2 挥发性有机污染物对室内空气影响国内研究进展 目前，国内能开展v o c s 监测的单位不多，这是因为测定v o c s 的仪器设备昂 贵，分析难度大，技术要求高，上百种成分如果一一测定分析十分费时、费力和昂贵， 且测定v o c s 的标准方法尚存在一些问题【3 1 1 。我国“民用建筑工程室内环境污染控 制规范( g b5 0 3 2 5 2 0 0 1 ) 规定对住宅、医院、教室等i 类民用建筑内由建筑和装修材 料产生的t v o c s 浓度o 5 m g m 3 。“室内空气质量标准”( g b t 1 8 8 8 3 - 2 0 0 2 ) 规定室内 t v o c s 标准值为0 6 m g m 3 。两种标准方法有较大差别。前者需检测的物质仅十种( 包 括甲醛、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、乙酸丁酯、正 十一烷) ；后者测定的是保留时间在正己烷和正十六烷之间所有的化合物。此外，标 准g b 5 0 3 2 5 对解吸方法的介绍较简单，对仪器要求、关键参数的设定以及具体操作 步骤等交代不详。规定检测的十种物质中，苯系物占了7 种，因此，国内一些单位便 采用测定苯系物的前处理方法，引入一定的误差。 综合现有的文章数据，我国室内空气中普遍存在烷烃类、卤代烃类、芳香烃类( 苯 系物) 、醛酮类污染物质。结合我国现行( g b t 1 8 8 8 3 2 0 0 1 ，室内空气质量标准物理 性、无机化学性、生物性及放射性参数可以构成一个更能保护人们健康的室内空气质 量限量标准。下表1 6 为1 7 种室内挥发性有害有机物标准状态下的限量。 1 3 北京化工大学硕士学位论文 表l _ 6 1 7 种室内挥发性有害有机物标准状态下的限量 t a b l e1 - 6 17s p e c i e si n d o o rv - o i a t i l ec o m p o u n d su n d e rs t a n d a r ds t a t e p p b 换算成m 幽3 的因子九， 物质名称限量标准x 1 0 刁 单位( p p b )单位( m g m 3 )温度o ，气压1 0 1 3 k p a 甲醛800 11 3 4 异丁烷3 4 0 08 7 7 22 5 8 正己烷 6 0 02 3 0 4 3 8 4 葵烷1 2 2 07 6 8 66 3 二氯甲烷5 5 92 1 23 7 9 三氯甲烷( 氯仿)3 30 1 6 35 4 四氯化碳1 50 1 0 36 8 6 l ，l ，1 三氯乙烷1 4 0 08 3 45 9 6 三氯乙烯1 3 20 7 75 8 4 四氯乙烯3 40 2 57 4 苯3 1 60 113 4 8 甲苯4 8 80 24 1 乙苯3 3 31 5 84 7 3 对二甲苯4 2 70 24 6 8 苯乙烯5 60 2 64 6 4 间二甲苯4 2 70 24 6 8 邻二甲苯4 2 70 24 6 8 黼鬻蝴 2 5 0 谭和平m 1 等人通过对火车站、飞机场、茶楼、电影院、教室、图书馆、办公室、 家庭住宅等不同装修程度3 0 余处的室内挥发性有害有机物质进行g c m s 检测分 析，获得我国室内空气中主要挥发性有机污染物的浓度，污染物种类包括烷烃类、卤 代烃类、苯系物、醛类物质。根据污染物出现频率和浓度高低，确定了我国室内空气 中主要1 7 种挥发性有害有机物：甲醛、异丁烷、正己烷、癸烷、二氯甲烷、三氯甲 烷( 氯仿) 、四氯化碳、1 ，l ，1 三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、苯、甲苯、乙苯、邻 二甲苯、间二甲苯、苯乙烯和对二甲苯。 1 2 3 颗粒物对室内空气影响国外研究进展 国外研究显示颗粒物微粒越小，所含的多环芳烃和杂环化合物越多，危害也越大， 甚至可导致肺癌等疾患。p m 2 5 和p m l 0 易于富集有机物质在细粒子上【3 3 1 ，先前的研 究发现6 8 - - 一8 0 的二恶英p c d d f s t 3 4 】和6 5 - - 9 0 的多环芳烃p a h 3 5 - 3 6 1 富集在 p m 2 5 上，因此p m 2 5 和p m l 0 对人类健康和生态环境有很大危害，已经引起民众 的广泛关注。研究显示大部分多环芳烃化合物一般在粒径较小的粒子中含量较高，即 随着粒径的减小多环芳烃在颗粒物中的比例明显增多，例如苯并 a 】芘这类物质【3 刀。 第一章绪论 有机物是大气颗粒物的主要成分，约占颗粒物总质量的1 0 - 7 0 t 3 8 1 。由于可吸入 颗粒物粒径很小，具有较大的比表面积，吸附能力强，在其表面吸附了大量的有机物 d 9 1 ，多数有机颗粒物分布在o 1 5l am 范围，其中有5 5 7 0 的粒子集中在粒径小于 2 9 m 范围。从化学组成看，许多对人体有致癌的物质，如多环芳烃有7 0 - - 一9 0 分布在 粒径兰3 5 9 i n 的颗粒物上，脂肪酸和脂肪烃也有8 0 - - 9 0 分布在粒径薹3 0j t m 范围内。 鉴于大气颗粒物中有机污染物降低大气能见度，间接影响全球气候，危害人类健康， 故其环境效应和健康效应已成为世界各国、特别是发达国家极为重视的重要环境问题 之一。 近几年来的流行病学研究表明，空气颗粒物与肺癌导致的死亡率的增加有关，世 界上越来越多的大气化学家、环境毒理学家和流行病学家确信空气颗粒物是人类生存 环境中不容忽视的隐形杀手。哈佛大学对8 0 0 0 名成年人进行了为期1 6 年的颗粒物流 行病学研究，证明p m 2 5 ( 粒径2 5um 的颗粒物) 与死亡率的上升显著相关。这进一 步证实，颗粒物粒径越细，对人体的危害越大1 4 0 1 。 1 2 4 颗粒物对室内空气影响国内研究进展 颗粒物按照组分划分为有机和无机两大类，由于其比表面积大，上面容易附着空 气中的有机物，如饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质等有机物。目前在大气颗粒物中可 分辨出的有机物主要包括饱和烃、直链脂肪酸、正构烷醇、脂肪二元酸、芳香族多元 酸、多环芳烃和多环芳酮、醇化合物、含氮化合物等【4 l 4 2 1 。目前对饱和烃和芳香烃的 研究较多 4 3 - 4 5 】。多环芳烃( p a h s ) 在城市大气中普遍存在，其中部分p a h s 是致癌物。 我国学者开展了多环芳烃在颗粒物上分布的研刭4 6 7 1 ，周春玉得出大约5 0 7 0 的多环芳烃附着在小于1 1 “m 的颗粒物上，约有9 5 - - 9 8 的p a h s 附着在小于7 0 1 a m 的颗粒物上1 4 引。我国钟晋贤等人较早开展了城市空气颗粒物中烃类物质的研究【4 9 】，田 裘学、董淑萍、姚渭溪、朱坦和彭林等陆续开展了烃类的研究【则。盛国英、傅家谟和 成玉等人则开展了城市间对比和以珠江三角洲为重点的区域性研究【5 l 】。在研究广州市 气溶胶中正构烷烃的特征时，周春玉得到正构烷烃主要分布在粒径小的颗粒物上，占 总量8 5 8 8 的正构烷烃分布在小于7 o p m 的颗粒物上的结果。一般随着颗粒物粒 径的增大，每级上正构烷烃的含量呈下降趋势【5 2 1 。非烃是一类成分复杂的有毒有害难 降解有机污染物，包括氮杂环化合物、醋类、苯酚类、酮类、酞胺类、醇类和核酸类 等。目前非烃类化合物的监测和研究是国内外大气颗粒物研究中的薄弱之处，非烃类 化合物的污染状况、污染特征和主要影响因素也有许多不明之处。 国家环保总局1 9 9 4 年与美国国家环保局合作开展了一项“大气污染对人体呼吸 健康影响研究的课题，通过对广州、武汉、兰州、重庆4 个城市几年的跟踪调查数 据表明，大气颗粒物浓度( 尤其是小颗粒物) 与儿章肺功能异常率存有明显的相关性 北京化工大学硕士学位论文 5 3 】。美国进行的一项研究表明，当可吸入颗粒物日平均增加l o p m m 。1 时，将导致婴 儿早产死亡率增加1 ，不管所研究的颗粒物是来自煤烟型污染为主( 即以s 0 2 和颗 粒物排放为主) 的城市还是来自交通型污染为主( 即以二次污染- 光化学氧化物为主) 的城市，上述死亡率与可吸入颗粒物间的关系仍然存在【矧。 1 2 5 微生物污染物对室内空气影响国外研究进展 近年来一些突发事件，使人们认识到室内微生物污染治理的重要性和紧迫性。 2 0 0 3 年严重急性呼吸综合症s e v e r ea c u t er e s p i r a t o r ys y n d r o m e ，s a r s 在世界上许多 国家尤其在我国肆虐。“9 1 1 ”事件以后，由生物武器所引发的恐怖事件屡有发生， 如美国建筑内的“炭疽热杆菌”散发事件等。实际上，早在1 9 7 6 年美国费城就爆发 了“军团菌 事件。频繁出现的病态建筑综合症s i c kb u i l d i n gs y n d r o m e 等也与建筑 室内生物污染关。 微生物污染物可以通过建筑的空调系统在不同的房间内传播，产生交叉传染，空 调的表冷器与凝结水盘部分、过滤器及通风管道部分、室外冷却水系统中空气湿度大， 这种潮湿的环境很容易滋生繁殖细菌。下表1 7 为部分常见病原微生物的生存环境列表 【5 5 】。 表1 7 部分常见病原微生物特性 名称 大小m 1 r 堂趟1 美国、欧洲等许多国家对集中空调系统造成的室内污染进行了大量的调查研究工 作，美国在2 0 世纪9 0 年代对4 5 0 座办公楼进行过调查，结果显示，5 0 的空调房间室内 空气质量恶化，证实来自空调通风系统的污染占室内空气总污染程度的一半以上1 5 6 】； 1 9 9 2 年对欧洲国家室内空气质量的调查结果，其中在带有空调系统的环境中，有4 2 的污染来自空调系统【57 1 。 在治理方面同本研究人员在1 0 0 t w c m 2 1 0 n w c m 2 紫外线强度照射下，t i 0 2 固体 表面与空气中的氧气分之发生反应，生成氧化能力很强的o h 活性基团，使有机物氧 化分解为c 0 2 和水，能起到灭菌、除臭、防污的效果【5 引。 第一章绪论 1 2 6 生物污染物对室内空气影响国内研究进展 控制微生物污染物是i a q 发展的方向，国内的空气中生物污染物多集中在空气中 的细菌浓度、真菌浓度、种类等，对室内生物气溶胶污染与疾病的关系也日益关注， 如针对流感病毒、非典型性肺炎病毒等事件，有专家提出空调控制应加入排除和稀释 室内各种可能的病菌病毒功能，引用新兴净化技术，如波段紫外消毒技术、负离子技 术等。下表1 8 为菌落数和空气清洁度关系5 9 1 。 表l - 8 菌落数和空气清洁度关系【删 t a b l e1 - 8 r e l a t i o n s h i pb e t w e e na i rc l e a n l i n e s sa n dc o l o n yn u m b e r s 空气清洁度 菌落数( 个9 c m 平皿) 空气清洁度 菌落数“个9 c r a 平m 1 ) 最清净的空气 1 2 界限 1 5 0 清洁的空气30轻度污染 3 0 1 1 2 7 有关国家控制标准 近年来，因建筑和装修活动使得室内空气污染越来越严重。针对这一现状，我国 卫生部于2 0 0 1 年9 月正式颁布了室内空气质量规范，该规范综合了单项标准的数据， 比较全面地规定了有关室内空气质量的污染物、环境参数适宜值和卫生要求。其中， 室内空气中气溶胶污染物的浓度限值如表1 9 所示【6 0 1 ，室内环境质量评价标准对气溶 胶污染物浓度的限值如表1 1 0 所示【6 l 】。 表1 - 9 室内空气污染物浓度限值 t a b l e1 - 9 i n d o o ra i rp o l l