（环境科学专业论文）室内甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价.pdf

a b s t r a c t b a s e do nag r e a td e a lo ft h ep r e v i o u ss t u d ya n di n v e s t i g a t i o no nt h e c h a r a c t e r i s t i c sa n dr e a s o n so fi n d o o ra i rp o l l u t i o n ，f o r m a l d e h y d e ，w h i c hw a s o n eo ft h em a i nc o n t a m i n a t i o n sf o ri n d o o ra i rp o l l u t i o n ，w a ss e l e c t e da st h e i n d e xt o ：1 ) q u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i t a t i v e l ye v a l u a t et h et o t a ls t a t u so fi n d o o r f o r m a l d e h y d ep o l l u t i o ni nc h i n a ；2 ) a n a l y z et h em a i nf a c t o r so fi n f l u e n c i n g i n d o o rf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o na n dp r e d i c tt h ef o r m a l d e h y d ed u r a t i o ni n d o o r s i nm o d e l c o n d i t i o n s ；3 ) e v a l u a t et h et o x i c o l o g i c a l e f f e c t so fi n d o o r f o n n a l d e h y d e a n dt h er i s k st o p e o p l eh e a l t h ；4 ) s u mu p v a r i o u s c o u n t e r m e a s u r e so fp o l l u t i o n p r e v e n t i o n t h e r e s u l t ss h o w e dt h a t f o r m a l d e h y d eh a sb e c o m et h em a i nf a c t o ro fi n d o o ra i rp o l l u t i o ni nc h i n a ， t h em a i np o l l u t i o ns o u r c e sc o m ef r o mt h i sd e c o r a t em a t e r i a l sm a d eu po f u r e a f o r m a l d e h y d er e s i na sb i n d e r s i nm o s th o u s e sd e c o r a t e db yc o m m o n d e c o r a t em a t e r i a l sf r o mm a r k e t f o r m a l d e h y d ed e n s i t yo v e r r u n si nd i f i e r e n t d e g r e e ；t h ed o s e o fi n d o o r f o r m a l d e h y d ec h a n g e dw i t h t h ed i f f e r e n t p o l l u t i o nr e s o u r c ei n t e n s i t y , r o o mt e m p e r a t u r e ，r e l a t i v eh u m i d i t y , a n d v e n t i l a t i o n r a t e ，a m o n g w h i c ht h em o s t i m p o r t a n t f a c t o r sa r e t e m p e r a t u r ea n dv e n t i l a t i o nr a t e w ee s t a b l i s h e dam a t h e m a t i cm o d e l d e s c r i b i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a l d e h y d ed e n s i t ya n dt i m e ，b a s e d o nt h em a s sb a l a n c ep r i n c i p a l t h i sm o d e lc a nb ea p p l i e di ne s t i m a t i n gt h e d u r a t i o no ft h ep o l l u t i o n f o r m a l d e h y d eh u r t st h er e s p i r a t o r ys y s t e m n e r v o u s s y s t e m ，e n d o c r i n es y s t e m ，a n dr e p r o d u c t i v es y s t e m d i f f e r e n tp o p u l a t i o n s h a v ed i f f e r e n th e a l t hr i s k sd u et ot h ed i f f e r e n te x p o s u r eq u a n t i 哆t oc o n t r o l t h ep o l l u t i o ns o u r c e ，t od e v e l o pt h el a w sa n dr u l e sf o rt h ei n d o o ra i rq u a l i t y , a n dt op r o m o t et h ei n d o o re n v i r o n m e n td e t e c t i o na n dc o n t r o la r et h em o s t i m p o r t a n ti nt h ep r e v e n t i o na n dc o n t r o lo ft h ei n d o o rf o r m a l d e h y d ep o l l u t i o n t h em a j o r e n g i n e e r i n gm e t h o dt op r e v e n tf o r m a l d e h y d e i st o d e v e l o p h i g h e f f i c i e n ta i rp u r i f i c a t i o ns y s t e ma n dv e n t i l a t i o ns y s t e m k e yw o r d s ：i n d o o ra i rp o l l u t i o n ；f o r m a l d e h y d e ；h e a l t hr i s ka s s e s s m e n t ； p o l l u t i o np r e v e n t i o na n dc o n t r o l 第1 章绪论 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 室内空气质量问题引起人们重视并深入研究起始于上世纪7 0 年代中期。由于中 东战争的爆发和石油禁运，致使欧美等西方发达国家出现严重的能源危机，各国不 得不采取紧缩能耗政策，节能是缓解能源问题的重要手段，其中建筑节能具有重要 的意义。建筑能耗是指建筑物使用过程中用于供暖、通风、空调、照明、家用电器、 烹饪、给排水和热水供应等方面所消耗的能量，在国民经济能耗中占有重要的份额。 据统i f ，发达国家建筑能耗占总能耗的3 0 一4 0 。在我国这个最大的发展中国家， 建筑能耗所占的比例也达到1 9 8 。上| 廿纪7 0 年代的石油危机使发达国家赖以维持其 生活质量和生活方式的能源供应严重短缺，不得不采取一系列降低能耗的措施。如 采用全封闭不透气结构、良好隔热、循环空调系统( 冷、热) 及降低通风等措施。 这些措施在降低能耗的同时，也导致了宅内空气质量的下降，诱发大量病态建筑综 合症( s i c kb u i l d i n gs y n d r o m e ，s b s ) 、建筑物关联症( b u i l d i n gr e l a t e di l l n e s s ， b r i ) 、以及多种化学物过敏症( m u l t i c h e m i c a ls e n s i t i v i t y ，m s c ) 等各种与室内 环境有关的疾病。人们逐步认识到了室内空气质量的重要性，将“室内空气污染” 视作继“煤烟型”、“光化学烟雾型”空气污染后进入了第三污染时期的标志【“。 “健康建筑”的提出是人们认识室内空气质量的重要转变。室内空气质量的研究随 之兴起。 在国内，近年来，随着社会经济的持续发展，人民物质生活水平不断提高，改 善居住环境、提高居住质量成为人们安居乐业的大事，购房和房屋装修成为新的消 费热点；同时，由于森林原木等可利用资源的有限性和紧缺性，特别是国家“天保 工程”的实施，实木的应用受到限制，大量人造板材( 胶合板、刨花板和纤维板等) 应用到室内建筑中；建筑节能要求采用大量新型隔热建筑材料来加强结构的绝热性 和密闭性等措施来降低建筑物的无组织渗风，以降低能耗；而且随着科学技术的迅 猛发展，管理的自动化、信息通讯的现代化水平提高，人们在感受现代化生活的舒 适、便利之时，情不自禁地延氏了在室内的停留时问，最近的估计表明，发达国家 人口在室内度过的平均时f 刚比例约为9 0 ，不同个体间有很大变化，而我国研究者对 北京市居民的调查显示，北京市居民平均每天约有8 9 的时间在室内度过，在家庭住 宅中的时间比率较大，平均为4 4 ，在学习和工作场所的时间平均为3 7 ，居民每天 室内甲醛污染现状及其防： f f 对策的研究与评价 大部分时j 、白j 在这两种环境之中，占总时间的8 l 【“。 由上可见，由于降低能耗的需要，山于室内建筑装修材料的种类和数量发生的 变化，大量化学品的使用，以及人们在室内活动时问的加长，室内空气质量越显示 其重要性。有机化台物是室内污染物的重要组成部分，室内己鉴别出7 0 0 多种化合物， 虽然并不是所有这些化合物同时存在于同一建筑物中，在任一给定时间可能有多达 5 0 6 0 j i 化学物质存在【4 】。许多研究报告表明，室内大多数化合物的浓度均高于室外： 美围环保署的统训研究表明，室内空气污染常常超出室外的2 5 倍，偶尔超出1 0 0 倍 【5 4j ；而这些污染物的来源又往往与人们的生活习惯、房屋建筑形式、经济和文化水 平甚至居住地区等因素密切相关。过去几年的研究表明，非工厂建筑内室内空气污 染在很大程度上影响人体的健康利生产率的提高，大量建筑物调查和系统研究的证 掘表明，建筑中使用的大量材料，包括建筑结构使用材料和装饰材料，是污染的主 要释放源，由于材料的巨大表面积和长时f 白j 在空气中的暴露，室内空气污染很大程 度上增加了人们的健康危险度。因建筑装修材料释放甲醛、氨及苯系物等造成暴露 人群健康受到危害甚至导致死亡的事件不断见诸报端，故室内空气质量问题不容忽 视。随着公众环境自我保护意识的提高，迫切要求研究解决各种生活场所如办公室、 居民住宅等现代建筑物的室内空气质量问题。 目前在国内大量研究表明，甲醛已成为我国室内空i 污染的最为重要的因素【7j 。 甲醛是一种为人们所熟知的生物标本防腐剂。甲醛在化学工业上的用途主要是作为 生产树脂的重要原料，例如脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等，这些树脂 主要用作粘合剂和涂料中的基料。脲醛树脂作为一种粘合剂现在被大量用于人造板 中。脲醛树脂粘合板材发明之初并没有得到大量而广泛的使用，但由于其具有优良 的特性如反应性能活泼、价格低廉等，越来越引起人们的广泛注意和大量使用。我 国脲醛胶树脂的年产量为4 0 万吨，约占整个人造板( 胶合板、刨花板和纤维板) 用 胶的8 0 。以脲醛树脂作为粘合剂的各类人造木板( 包括家具) 、脲醛树脂隔热材料、 含醛类消毒防腐剂的水溶性涂料、杀虫剂、化妆品、清洁剂、防腐剂、油墨、纺织 纤维等都能释放甲醛，使甲醛的污染问题日益普遍，也越来越受到人们的重视。 1 2 室内空气污染特征 与一般的环境污染相比，室内环境污染具有的一些特征是 1 、影响范围大 第l 章绪论 室内环境污染不同于其它的工矿企业废气、废渣、废水排放等造成的环境污染， 影响的人群数量非常大，几乎包括了整个社会。工业污染问题只是相对于成年生产 者，而室内空气质量问题所影响的人群不仅仪指工作人员，而且涉及到老、小、弱、 病、残等所有生活、学习于室内的人员，因而人群的身体调整、适应能力悬殊较大。 2 、长期性 由前面的研究背景可知，大多数人大部分时间处于室内环境，使人体长期暴露 在室内环境的污染中，接触污染物的时问比较长。而污染物的释放随室内外条件的 影响，是一个缓慢的、长期的释放过程。长期低浓度污染水平的作用结果有可能对 人的身心健康产生影响 3 、污染物浓度低 室内环境污染物相对于： 业污染而言浓度较低，甚至无法用现有的技术手段检 测出来，短时间内人体不会出现明显的反应，而且不易发现病源。但低浓度的污染 物对人体的影响也是非常大的，许多室内污染物并没有一个危害阈值，低浓度的污 染物也可致癌。 4 、累积性 室内环境是相对封闭的空间，其污染形成的特征具有累积性，从污染物进入室 内导敛浓度升高，到排出室外渐趋于零，大都需要经过很长的时间，如不采取有效 措施，将在宅内逐渐积累，导致污染物浓度增大，构成对人体的危害。而在通风环 境较好的室内环境中污染物的浓度一般较低。 5 、健康危害不清 到现在为止，虽然己经了解了一部分污染物对人体作用的部分危害，但室内环 境中大部分低浓度的污染对人体可能造成的长期影响以及它们的作用机理还不是非 常清楚。 6 、多样性 室内空气污染的多样性既包括污染物种类的多样性，又包括室内污染物来源的 多样性。室内污染物的来源不外乎为室外源和室内源。室外空气中的各种污染物包 括工业废气、汽车尾气、微生物或它们的副产物，可通过门窗、孔隙渗入建筑物内， 而室外大气的污染状况及气候、生态环境状况直接影响室内空气状况；室内污染分 为化学性污染、物理性污染和生物性污染，这三类污染常常相互关联，共同存在。 室内污染物包括无机气体污染物( 如n h 3 ，c 0 2 ，n o 。等) 、可吸入颗粒、挥发性有 机化合物( v o c s ) 、氡等。在所有室内空气污染物中，有机化合物是空气污染物的 室内甲醛污染现状及其防治对策的研究j 评价 主要成分，而其中v o c s 更是主要考虑对象。 1 3 我国室内空气污染的成因 目前，我国室内污染问题较为严重，造成这种现象有以下几个方面的原因。 1 、公众的室内环境质量意识薄弱 由于室内环境知识宣传普及不力，公众对室内空i 污染物的类型、来源及其危 害方面的知识还比较贫乏，因而对室内环境的重要性认识卅i 足，维持健康室内环境 的主动性和自觉性不高，许多室内污染问题因此而产生。近几年来，因室内污染问 题频频发生和曝光，使这种情况得到了很大的改观。 2 、室内环境监督管理机构不健全 室内环境的问题涉及的部门众多。我国涉及室内环境的国家管理部门有国家环 保部门、国家卫生部门、建设部门、技术监督部门等，各部门之问职责不明，管理 较为混乱。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 内环境质量临测网络，缺乏一个系统的管理体系去协调各部门之间的关系，缺乏系 统、全面的室内空气污染及其损害统计数据，各部门之间处于各自为政的状态。这 也是造成室内空气污染越来越严重的一个原因。为了保证法律法规标准的j e 确实施， 必须建立科学、统一的监督管理、技术监测体系。 3 、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。这是目前我国城市室内污染的主要原因。尽管我们也 颁稚了相应的标准、法规，但要落实到位需要各方的努力。由于没有很好的管理监 督体系，造成目前混乱的市场。这局面单靠某一个部门是无法协调的。 4 、缺乏统一的标准及相关的行业规范 我国在室内空气质量标准的建设方面已落后于欧美等西方发达国家。与室内环 境质量有关的各项工作没有明确归口管理单位，管理不统一、不规范。政出多门、 标准不一、市场混乱，各行业已经意识到制定统一的室内空气质量标准的必要性， 意识到现行标准的“混乱”局面将不利于空气质量的改善，并在制定统一的室内空 气质量标准的必要性方面达成共泌。2 0 0 5 年5 月在昆明召开的全国首届室内环境质量 研讨会上，来自全国不同行业的代表就室内空气质量问题展开了广泛地讨论，由国 家质量监督总局、国家环保局、卫生部联合制定的室内环境质量标准已于2 0 0 3 年3 月1f i 起正式颁布实施。在此之前，国家质量监督总局、建设部于2 0 0 0 年底也正 第1 章绪论 式颁布了室内建筑装饰材判有害物限量的1 0 项标准( g b l 8 5 8 0 2 0 0 l g b l 8 5 8 9 2 0 0 1 ) 和民用建筑工程室内环境污染控制规范。这些标准的实施无疑对室内空气质量 改善具有重要的意义。暖通行业目前还没有这方面的标准，仍然执行采暧通风与 空气调节设计规范g b j l 9 8 7 ( 该标准正在修订) 。随着人民生活水平的提高，空调 越来越普及。据统计，目前中国城市空凋普及率已达3 0 ，一些大中城市已达5 0 以 上。为了节约能源，使用空调必然伴随着建筑物密刳程度的提高，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，1 i 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。室内空气的新风量对于室内空气质量有重要的影响。而目前我 们这方面的工作做的还不够。应尽早修订完成方面的规范，为专业人员的设计、施 工、制造、运行管理等工作提供依据。 5 、农村厨房燃料结构不合理 改革开放以来，中国农村居民的经济水平已有较大的改善。我国室内质量问题 发展初期主要就是由于室内燃料燃烧，而且通风不好造成的。九十年代以后，由于 注重了厨房的换气及房屋的通风，燃料燃烧已经不是造成的城市室内空气污染的主 要原因。但是，在广大的农民家庭，以农作物秸秆和未经加工的原煤为厨房燃料的 家庭还占火多数。这些燃料的燃烧是农村室内污染的主要的来源。 1 4 我国室内污染研究进展 在2 0 世纪九十年代以前，我国就已开展了一些室内空气监测和研究工作。由于 室内空气质量问题的日益突出，此项研究在我国方兴未艾。目前，国内研究的j l 个 主要方面有：室内空气污染现状及相关的流行病学调查；室内污染源的模拟与分析： 室内污染物检测方法的研究；室内空气质量评价方法的研究；室内空气污染净化技 术的研究等。 14 1 室内环境污染现状及相关的流行病学调查分析 在国内受资金、人力及私人权益等因素的限制，现状调查主要是一些公共场合 小范围的调查，如家具城、商场、办公室、机房、地下室、学校等各种室内环境， 对私人家庭的调查近几年也出现一些文献报道。调查的对象包括氮氧化物、二氧化 硫、甲醛、恢c 及氡等多种污染物。其中比较著名的是北大白郁华等对北京大学园区 室内甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价 室内环境质量较大规模的凋查分析以及综合的评价 81 。这些调查为进一步研究提供 基本的资料积累。 室内空气质量与人体健康关系密切，流行病学调查研究是最直接的最有效的研 究方式。流行病学涮查研究最著名的课题是原中围预防医学科学院环境卫生与卫生 工程研究所主持的“宣威地区室内煤烟污染与肺癌”的重大课题，进行了十多年之 久。不仅提出了该地区室内污染程度的科学依据，而且通过大量的环境监测数据和 流行病学调查研究资料，得出了强致癌物苯并( a ) 芘与肺癌死亡率的剂量一反应 关系曲线，为制订空气中苯并( a ) 芘的卫生标准提供了重要的现场科学依据。但 这样的研究需耗费很大的人力物力，因此在我国这样的调查研究不多，而且调查研 究主要是针对一些亚人群，女n 2 0 0 1 年孔玲莉等就室内外空气污染对学龄儿童呼吸系 统影响进行过较大批模的调查，研究影响儿童呼吸系统病发的因素 1 ”。目前我国室 内环境质量标准大多数依据毒理学实验以及参考国外同类标准而订制，来自室内流 行病学研究基5 - 1 8 并不多。 1 4 2 室内污染源的模拟与分析 消除室内污染最有效的方法是从源头上控制，因此室内污染源的模拟与分析成 为当前的一个研究热点。针对当前我国出现的大规模的装修热以及因此而引起的室 内污染，控制污染源主要通过两种方法，第一，制定室内污染控制相关的法律规范， 如建筑装饰材料有害物质含量及释放限量标准。由国家技术监督局颁布的1 0 项室内 装饰装修材料有害物质限量标准在我国已f 式实施l 】“。这些法规将从源头上控制、 减少有害的不达标的材料进入市场，进入室内环境。第二，污染源的模拟研究。为 了对己经发生的污染源进行更好的控制，就必须对室内有哪些污染源、可能产生什 么样的污染物以及这些污染物的释放特征进行研究。目前研究方法主要以人工环境 气候箱( t e s t i n gc h a m b e r ) 的模拟研究为主，通过考察一些环境因子如温度、湿度、 空气更新速率等对污染物浓度分布的影响，模拟释放过程，建立数学模型及评价系 统。扩散模型是最常用的方法，目前已将污染物在材料内部的扩散过程及在表层的 解吸过程结合起来。固内利用人工环境气候箱对人造板材中的甲醛，油漆、涂料中 的可挥发性有机物的释放特征已经进行了比较广泛的研究 “1 1 9 ，但是，释放机理、 释放模型的研究还处于初级阶段。此外厨房各种燃料燃烧对室内空气质量影响的研 究在国内也比较广泛。 第1 章绪论 1 4 3 室内空气质量评价方法的研究 室内空气质量评价可掌握室内空气质量的状况和变化趋势，从而开展污染预测 工作，可评价室内空气污染对人体健康的影响，为制定室内空气质量标准提供依掘； 通过研究污染源与室内空气质量的关系，为建筑没计、卫生防疫、污染控制提供依 据。目前国际上主要有主观评价、客观评价以及两种评价相结合的方法。主观评价 常用的方法有培养专人进行感官分析，对大量人群进行调查等方法，以评价人员的 不满意率( 或不接受率) 对室内空气质量进行评价的，这种方法在国内应用还不多。 客观评价是以环境中一个或多个因子为基础，反映室内空气质量对健康、舒适性的 影u 向。目前国内报道的方法大多为统计指数法 1 41 ，主要有利用空气离了浓度和耗 氧量作为室内空气质量评价综合指标，用姚志麒指数评价室内外空气质量，一些公 共场所室内环境质量评价采用了灰色关联法，逼近理想解排序法( t o p s i s ) ，等质 降级法，密切值法，n e m e r o w 指数法等方法。调查研究表明，目前的客观评价方法 总是不能如意地反映室内空气质量的实际状况，所以引入主观评价方法对空气质量 进行整体评价。主、客观评价方法相结合是室内空气质量评价的趋势。 1 4 4 室内污染物检测方法的研究 污染物检测分析是室内污染研究的基础，因此检测分析方法的建立至关重要。 目前对大多数室内污染物如氮氧化物、二氧化硫、甲醛、氨、臭氧，细菌及放射性 物质氡等都己经建立了成熟的方法，这些方法大多成为国标。但对一些污染物如可 挥发性有机物( v o c s ) 的分析测定还存在一些问题。目前在国际上，v o c s 还没有 统一的确切定义，因为在不同的温度，不同的气压，不同的环境下，空气中存在的 v o c s 的种类和含量都不一样。困室内环境、检测手段等不同而检测, 出v o c s 在数量 和质量上将存在明显的差别，如国外有文献报道在室内空气中检测出3 5 0 多种浓度超 过1 p p b 的v o c s us ；国内白郁华1 8 j 等在北京大学园区内检测出7 1 种v o c s 。目前国内 对v o c s 定性定量的方法主要有气相色谱法( g c ) ，气质联用( g c m s ) ，高效液 相色谱( h p l c ) 等，但这些方法仪器贵重，操作繁琐复杂，不适合普通的分析检测； 目前在国际上一种快捷、准确的方法光离子色谱法( g c p i d ) 被广泛的应用于v o c s 的检测。在国内已有一些学者对此作过研究 1 6 1 。总之，此项研究虽在我国刚刚起步， 但其发展大有前途。 室内甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价 1 4 5 室内空气污染；争化技术的研究 室内空气污染净化目前主要有过滤、吸收、吸附、催化氧化等。室内r 1 ：多有害 有毒污染物部附着在颗粒物上，颗粒物特别是可吸入颗粒物对人体的健康有重要的 影响。因此颗粒物的清除有重要的意义。颗粒物的清除有静电除尘、过滤及吸附式 净化等技术。静电除尘通过1 5 开极电晕放电，使气流中的颗粒物带电，然后利用库仑 力的作用，将带电颗粒物捕集从而净化空气。过滤式除尘使空气通过过滤材料，将 颗粒物滞留，从而达到清除的目的。过滤材料主要有滤纸、无纺布、玻璃纤维等。 目前空气净化器h e p a ( 即高效率空气微粒过滤材料) 过滤材料j u l 有效清除o 3u 1 t i 以 上颗粒物，其捕捉人体可吸入浮游颗粒物的效率最高可达9 99 7 。吸附式除尘其原 理是物理性吸附，即通过吸附性利料如活性炭来吸附颗粒物，此类材料有高比表面 积、高孔除率等性质，具有良好的吸附性能。对于过滤及吸附技术主要的问题是吸 附饱和及穿透的问题。 室内污染物巾大多数是气态的形式。当前的技术方法主要有物理式吸附、化学 式i 吸附、溶液吸收、等离子体技术、催化氧化式净化、臭氧氧化等。物理吸附利用 高比表面积、高孔除率吸附材料的物理吸附性能，吸附室内气态化合物。吸附材料 主要有活性炭、分子筛、硅胶等。此类净化器能吸附大多数气态污染物，如氨，硫 化氢及大多数挥发性有机物等。化学吸附式净化器是利用活性化学物质物对理性吸 附材料进行处理，处理后的材料对气体污染物进行化学性i 吸附，吸附过程中发生化 学反应。此类净化器具有较强的选择性，可针对不同的室内污染物，选择利用不同 的活性化学物质来处理物理性吸附材料，来净化相应的污染物。如有甲醛净化器、 苯系物净化器，综合型气体净化器等。溶液吸收即使气态污染物通过吸收液如水或 化学溶液，从而被吸收清除。此方法对于特定的污染物其吸收效率可达7 0 9 9 ，如 氨、二氧化硫、硫化氢等气体的吸收。 近年来，随着科技的发展，纳米、冷触媒催化和光催化技术在室内空气净化上 的应用成为可能。冷触媒技术，以多元多相催化为主，无须另加能源，结合超微过 滤，在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质；采用光催化技术，利用 光源来驱动光催化剂分解有机污染物，可在室温下空气中有机污染物完全氧化成无 毒的二氧化碳和水等产物。冷触媒、光催化从根本上消除了吸附饱和问题，而且催 化剂在使用中并不消耗，保证净化器长期发挥作用。这方面研究以及各种净化技术 的组合应用成为我国当前的研究热点。 第1 章绪论 总之，我国上述研究整体上还处于毒害认定、剂量一反应关系上面，即从流行病 学，毒理学等角度去认定污染空气中存在哪些生物的、化学的或放射性物质对周围 相关人群能产生致癌性或其他毒害性的影响，以及产生影响的途径。 1 5 国外室内污染研究现状 在西方，发达困家出现大规模装修热是在2 0 世纪六十年代，室内污染研究也在 2 0 世纪七十年代得以发展起来，此后几十年中室内污染逐渐得到控制；各种有关室 内污染的法规和卫生标准相继建立，室内污染研究也逐渐发展形成了比较科学完备 的研究体系，从污染物检测，流行病学调查、污染分析模拟，到质量风险评价，风 险管理，污染物卫生标准等各方面研究都比较深入。目前，固外研究的几个主要方 面有：室内生物性污染物的研究、室内污染对未成年人的影响、污染物暴露评价、 计算机模拟技术、室内空气污染模型建立研究、室内污染控制方法研究以及室内二 次污染的研究等【1 7 】。 1 51 室内生物性污染物研究 到2 0 世纪九十年代，因室内装饰装修引起的室内化学性物质污染，在西方发达 国家基本得到控制，但九一卜年代以来，室内微生物污染有所上升。有文献报道，在 英国调查t 2 5 6 个建筑物的室内环境，包括住宅居室、学校教室、办公大楼、旅馆、 医院、商场等。以同样的方法监测了同样的1 1 项指标，其检出率由高至低依次是细 菌、霉菌、混度过低、甲醛、烟尘、玻璃纤维、香烟烟气、各种浓烟、湿度过高、 挥发性有机物( v o c s ) 和臭氧【噶 。可见，生物性污染己居首位。这次调查发现， 这些微生物大都是由于供暖通风空调系统( w a c ) 被污染或功效过低而产生的。此 外家庭宠物如狗、猫等是室内致敏物的重要来源。这些生物性污染物引起过敏性肺 炎、鼻炎、皮肤过敏、诱发支气管哮喘等疾病，甚至与结核病、脑膜炎、麻疹病等 有关。因此如何控制室内生物性污染成为国外室内污染问题研究的热点。目前研究 的方向主要有如何改善暖通空调系统以改善室内环境质量，室内颗粒物的去除等。 1 52 室内污染对未成年人的影响 未成年人尤其是儿童，由于其特殊的生理特点而更容易受到污染的危害，而且 作为一个国家的未来和希望，他们成为人们关爱的重点。因此，室内污染对未成年 室内甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价 人影响的研究在国外被广泛的丌展。目前研究的重点有窒内生物性污染对儿章的影 响、铅污染对未成年人的危害、香烟烟雾对未成年人的影响、中小学学校室内环境 质量的研究等。哮喘发病率尤其是儿章的哮喘发病率一直上升，是当今重大公共卫 生难题之一，过敏性鼻炎和哮喘是5 岁以下儿童的主要致死原因，约占儿童慢性病的 1 3 。造成过敏性鼻炎和哮喘的宅内变应原广泛存在于居住环境中，来源于猫、狗等 宠物，还可来自昆虫、霉菌、细菌、虫螨等生物源。有研究表明 旧 ，当室内环境空 气每克尘埃中虫螨含量大于lu g 时，儿童哮喘相对危险度为4 8 ，远高于其他人群。铅 是一种有害人类健康的重金属元素，对神经有毒害作用，尤其是对儿童，铅可导致 火脑发育迟缓、不健全，最终影响人的智力。 室内铅主要来源于含铅油漆涂料、含铅玩具和印刷书籍等，国外通过大规模的 流行病学调查、现场监测、暴露评价等研究表明，室内铅的污染主要源于含铅涂漆， 人体血铅的含量与铅的暴露水平有密切关系。我国在这方面研究较少。 香烟烟雾( e t s ) 是室内空气污染物多环芳烃和颗粒物的重要来源。国际癌症研 究机构己确定烟草烟气中多环芳烃b a p 为强烈的致癌物。吸入一定量的颗粒物能引起 呼吸道的疾病，尤其是刺于儿童。在意大利 2 0 】，对3 2 3 9 个孩子的调查表明，母亲吸 烟的孩子哮喘症状流行的程度远高于不吸烟者。父母有一方吸烟的孩子严重哮喘发 病率为2 2 ，而父母双方均不吸烟的孩子发病率只有1 1 。e t s 对未成年人健康的 影响一直是国外研究的重点，直到王兕在这方面的研究仍是一个热点。学校是中小学 生| = i 常学习活动的地方，学校室内环境质量的好坏对中小学生的身体健康有重要的 影响，不仅是因为中小学生每天在学校室内环境中所花时间较多，而且因为中小学 生的身体健康更容易受到污染物的危害。1 9 9 9 年美国国家教育中心调查表明【2 l 】：在 所调查的3 3 8 0 0 所中小学中，有4 3 的学校至少有一项室内环境条件不令人满意，有 大约2 0 的学校室内环境条件影响学校师生的舒适与健康。美国学校管理者协会、美 国肺癌协会、美国哮喘与过敏基金、美国国家环境健康协会等单位组织实施了学校 室内空气质量计划，以逐步提高美国中小学校的室内空气质量。在欧洲校园室内空 气质量研究也较为广泛。 153 污染物暴露评价 污染物暴露评价是污染物健康风险评价的关键。暴露评价经过几十年的发展， 其方法在不断地发展和完善，目前仍是研究的热点之一。当前暴露评价方法研究的 重点是分子流行病学研究，即从微观的分子学水平来进行流行病学调查研究，研究 1 0 第1 币绪论 暴露于较低浓度污染物中人体分子水平生物反应与暴露之间的关系；多种污染物综 合暴露影响研究也是当今美国和欧洲的发展趋势，这些研究的目的是将居住者室内 窄气污染( 不仅仅是某一种污染物) 中和对被试人群健康的影响联系起来。美国和 欧洲都己进行了许多大型的调查研究，利用所得的数掘建立相应的数据库”1 。 1 5 4 室内空气污染模型建立研究 有关室内污染模型建立的研究也是目前困外研究重点之一，大多数研究主要集 中在室内污染物浓度模拟预测研究 】。这些模型主要以数学的方法为重，通过对污 染物的释放，扩散及衰减规律的研究，对室内外污染源的交换速率、室外污染物浓 度的分析，结合质量守衡方程来建立模型，预测室内污染物浓度。近年来随着计算 机技术的迅猛发展，室内空气质量的计算机模拟预测技术成为了研究的热点，一些 室内空气质量计算机模拟软件己经开发出来，并获得西方国家政府机关如美国国家 环境保护局的确认。由于具有投入少、计算快和可预测性等特点，这一技术方法具 有广泛的发展前景。 1 5 5 室内污染净化技术的研究 对已经发生的室内污染，只能对其进行净化，因此研究室内空气净化技术是非 常必要的。室内空气净化器就是净化技术的主要体现。国外空气净化器丌发利用经 历了三代 】，第一代净化器以物理性能设计的具有过滤、吸附处理杂质等功能；第 二代产品在第一代产品的物理性能的基础上，增加了静电除尘、负离子发生器、臭 氧发生器等功能；近年来，国外空气污染治理专家在多年科学研究的基础上，采用 先进的纳米技术，成功地研制出了冷触媒催化和光催化净化技术。第三代产品采用 这些先进的技术，结合前两代产品的一些功能制成，具有复合净化功能。目前纳米 技术结合光催化净化技术的研究正进一步深入。 1 5 6 室内二次污染的研究 室内空气中污染物种类繁多，尤其是可挥发性有机物，这些污染物在一定的环 境条件下，部分污染物之间有可能发生化学反应，从而产生二次污染。该领域研究 属于较前沿的课题，目前在国际上研究的也不多，只有少量的文献报道，美国t h o m a s 等人研究了室内空气中臭氧与菇烯类化合物反应，研究发现，其生成的产物是室内 空气中超细颗粒物的一个重要源【2 2 1 。 室内甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价 1 6 室内空气质量标准 基于这样个现状，世界上许多国家都已先后开展了对室内空气污染物卫生标 准和室内空气质量标准的研究和制定工作，并规定了各种室内空气污染物的浓度限 值，各国甲醛的室内标准值如表1 1 所示： 表1 1 世界各地室内甲醛浓度的指导限值或最大容许浓度2 3 国家或纠织限值( m g m 3 )评述 w h o 0 1总人群，3 0 分钟指导限值 丹麦 o 15 总人群，基于刺激作用的指导限值 德国 0 1 2 ( 0 1 p p m ) 总人群，基于刺激作用的指导限值 芬兰 03 0 0 15 对老新( 1 9 8 1 年为界) 建筑物的指导限值 意大利 01 2 ( 0 1 p p m ) 暂定指导限值 荷兰 0 1 2 ( 0 i p p m ) 基于总人数刺激作用和敏感者的致癌作用，标准值 捌c 威 o0 6推荐指导限值 柏班牙o4 8 ( o4 p p m ) 仅适用于室内安装脲醛树脂泡沫材料的初期 瑞典 0 1 3 o2 0 指导限值：室内安装胶台板卒p 救措施控制水平 瑞l o2 4 ( o2 p p m ) 指导限值 美国 0 4 8 6 联邦目标环境水平 日本01 2 ( o 1 p p m )室内空气质量标准 新西兰 01 2 ( 0 1 p p m ) 室内空气质量标准 1 7 本课题研究的主要目的和意义 从上述文献综述结果可以看出，对室内污染特别是甲醛污染的问题，国内外已 经开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。但由于不同作者研究的目的和角 度不同，所得出的结论比较分散。尤其是对室内污染特征污染物甲醛在室内污染方 面的现状、所具有的效应以及相应的防治方法，还缺乏在进一步分析的基础上，系 统的整理和归纳，人们还难以从已有的研究成果中获得对室内主要污染物甲醛较为 全面的认识。此外已有的研究成果对室内其他环境条件对于甲醛污染的持续时间及 其对人体健康的影响也缺乏深入的探讨。为此本研究在参阅和分析较大数量基础研 究资料的基础上，对甲醛室内污染问题从四个主要方面进行了较为系统和全面的分 析研究和概括：同时采用一定的模式，对室内甲醛在不同条件下的持续污染时间及 其可能对人体健康产生的影响做出进一步预测，旨在为研究者进一步开展对室内甲 醛污染问题的研究提供一个较为全面的资料概括和研究结果：为公众提高室内环境 第l 章绪论 污染防范意识，贯彻“以人为本”的生存需求和保护人类健康发挥积极作用。 1 8 本课题研究的主要内容 本课题的研究内容主要包括： 1 、 以室内典型污染物甲醛为研究对象，系统论述室内甲醛的主要来源；在对国 内已有的大量室内甲醛污染监测数据进行分析统计的基础上，对照国内外有关标准， 对当前我国室内甲醛污染的总体状况做出定性和定量的评价。 2 、 论述已有研究成果中有关温度、相对湿度和通风条件等对室内甲醛浓度的影 响；并结合我国北方地区气候条件和居住环境、以及装饰材料中残留甲醛的实际监 测平均含量，对室内甲醛污染在一特定环境下可能的持续时间进行预测。 3 、 根据国内外相关资料的报道，就甲醛对人体健康产生的影响进行总结归纳式 评述，并对我国现状室内甲醛浓度和持续时间条件下对人体健康可能的影响做出风 险预测评价。 4 、 在资料分析的基础上，对当前国r a 夕t - 室内甲醛污染的防治措施提出综合性评 述，并针剥我国的实际情况提出相应的改进意见。 1 9 本章小结 近年来，随着社会经济的持续发展，人民物质生活水平不断提高，改善居住环 境、提高居住质量成为人们安居乐业的大事，购房和房屋装修成为新的消费热点， 在构建越来越舒适的居所的同时，室内空气质量问题也越来越严重。大量装饰材料、 各种化学品的使用，使得室内空气污染问题同益严重，影响到了人们正常的生活。 而我们对室内空气质量的研究，无论从数量上、规模上、范围上都卜分有限，并不 是我们不注视室内空z i 质量，也不是我们的室内空气质量没有问题，相反我们的室 内空气质量问题形势严峻。随着污染物被大量带入室内，而人们对室内空气质量的 意识、技术保障手段又远远落后于欧美发达国家，这些因素均构成了我国室内空气 质量恶化的潜在隐患。我国的室内空气质量问题不容乐观。如何能借鉴他国的经验 教训，避免走他们所走的弯路，是需要我们去解决的问题。 室l = j = | 甲醛污染现状及其防治对策的研究与评价 第2 章我国室内甲醛污染现状分析与评价 甲醛( h c h o ) 属于高挥发性有机化合物，是一种无色、有刺激性的气体。气体 比重1 0 6 ，略重于空气，易溶于水、醇和醚。水溶液的最高含量可达5 5 。其溶液的 沸点为1 9 5 ，故在室温时即易挥发，遇热更甚。3 0 4 0 甲醛的水溶液称“福尔 马林”。甲醛由于具有反应性能灵活、价格低廉等优良品质，被大量的、广泛的使用， 而造成的室内污染问题电越来越严重。 2 1 室内甲醛污染物来源 甲醛来源可分为内源性和外源性。内源性甲醛是由体内的一些氨基酸如丝氨酸、 组氨酸、甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、胆碱等代谢生成的。外源性甲醛一方面由外 源物质在体内的代谢产物如甲醇、甲胺、二甲醚等进一步在体内氧化生成甲醛；另 一方面来源较多，分别讨论如下。 211 生产或使用甲醛的工业废气、汽车尾气和光化学烟雾 近年来为降低大气中铅的污染，许多国家均禁止使用含铅汽油，但为提高汽油 的辛烷值，多采取向汽油中添加甲基叔丁基醚的方法。研究表明，这种方法将提高 汽车排放甲醛的浓度。 z e r v a s ( 2 0 0 1 ) 【2 4 对多种型号的汽车发动机和不同油气比下的汽车尾气进行 了测定，发现尾气中含有9 种醛类物质，改变油气比时，会改变尾气中臭氧的含量， 而臭氧的增加会增加甲醛、乙醛等在汽车尾气中所占的比例。 木材防腐中使用大量的甲醛，在板材加工中也使用含有甲醛的粘合剂，在生产 过程中会有大量的甲醛逐渐散发到空气中，形成了空气中甲醛的另一来源。 k i m i t a k a ( 2 0 0 1 ) 【2 5 1 对l o sa n g e l e s 地区降雨中甲醛进行分析，从雨水中甲醛的 含量推算在l o sa n g e l e s 电区每年随雨水下降到地面的甲醛的量为1 4 3 0 n 屯，是同期汽 车排放甲醛数量的2 5 倍，由此分析认为，挥发性有机物在气相或水相中的光化学反 应是空气中醛类的主要来源。刘峻峰等( 2 0 0 1 ) 【26 j 认为空气中的挥发有机物在光的 作用下与氮氧化物进行一系列的复杂反应，生成了醛酮等二次有机光化学污染物。 王文兴等( 1 9 9 5 ) l2 7 埘甲烷光化学反应机理进行模拟研究，认为反应体系中主要的 第2 章我国室内甲醛污染现状分卡斤与评价 稳定产物为甲酸、甲醛等。许多研究认为甲醛、乙醛、丙酮等是挥发性有机物光降 解的稳定的中间产物 212 医用甲醛 医院用于病房、仪器设备的消毒、解剖，病理实验室用于尸体、组织标本的固 定和保存，口腔科的许多牙科材料如用于根管治疗的多聚甲醛失活剂等都释放甲醛。 2 13 服装面料 由于甲醛防腐能力特别强，为了使服装达到防皱、防缩、阻燃等效果，或为了 保持印花、染色的耐久性以及改善手感，都需在助剂中添加甲醛。牛仔休闲免烫服、 免烫衬衫、纯棉防皱衣物及童装中甲醛含量都有可能超标。防皱整理剂的品种较多， 大多数为酰股和甲醛的初缩体，应用较多的是二羟基甲基二羟基乙烯脲，该类防皱 整理剂虽有较好的免烫效果，但会释放和残留游离甲醛。而甲醛对人体有较强的刺 激作用，可引起皮肤过