（环境工程专业论文）室内空气污染与绿色建材评估体系的研究.pdf

盆 内空气丫 ， 染 j 绿色建十 d 训 ， 估体系的研究环境科学 ; r程学院9 8 级硕 研究生贾纯荣 s t u d y o n i n d o o r a i r p o l l u t i o n a n d e c o l o g i c a l b u i l d i n g ma t e r i a l a s s e s s me n t s y s t e m ab s t r a c t i n d o o r d e c o r a t io n i s n o w i n v o g u e i n c h i n a a n d p e o p l e h a v e b e e n c o n c e r n e d w i t h i n d o o r a i r p o l l u t io n c a u s e d b y i n d o o r b u i l d i n g m a t e r i a l s . t h i s t h e s i s s u m m a r i z e d t h e i n d o o r a i r p o l l u t i o n a n d s t a n d a r d s f o r i n d o o r a ir q u a l i t y b a s e d o n a r e v i e w o f r e l a t i v e s t u d i e s . t h e a u t h o r m e a s u r e d t h e c o n c e n t r a t i o n s o f in d o o r a i r p o l l u t a n t s i n 7 a p a rt m e n t s i n a n e w l y b u i l t c o m m u n i t y i n t i a n j in b e f o r e d e c o r a t i o n , 1 0 d a y s a n d 5 0 d a y s a f t e r d e c o r a t i o n r e s p e c t iv e l y . t h e r e s u l t s s h o w e d t h a t c o n c e n t r a t i o n s o f i n d o o r a ir p o l l u t a n t s a r e g e n e r a l ly h i g h e r t h a n t h o s e o u t d o o r s . t h e m o n i t o r i n g a l s o v e r i f i e d t h e v a r i a t i o n o f i n d o o r a i r p o l lu t a n t s , t h a t i s , t h e i r c o n c e n t r a t i o n s d e c r e a s e a ft e r d e c o r a t i o n . a s a s s e s s m e n t i n t e r m s o f c o n c e n t r a t i o n s i s n o t a n a l l - s i d e d m e t h o d f o r a s s e s s i n g i n d o o r a i r p o l lu t i o n , t h e t h e s i s a l s o p u t s f o r w a r d t h e e x p o s u r e a s s e s s m e n t f o r i n d o o r a i r p o l l u t a n t s . i t d e a l s w i t h g e n e r a l c o n c e p t s , p r o c e d u r e s a n d a p p l i c a t i o n s o f e x p o s u r e a s s e s s m e n t , a s w e l l a s g iv e s a c a s e s t u d y o n e x p o s u r e t o i n d o o r f o r m a l d e h y d e u s in g t h e s c e n a r i o e v a l u a t i o n a p p r o a c h . t h e t h e s i s a n a l y z e s t h e e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s i n t h e l i f e c y c l e s o f b u i l d i n g m a t e r i a l s . i t c l a r i f i e s t h e c o n c e p t a n d f e a t u r e s o f e c o l o g i c a l b u i l d i n g m a t e r i a l s , a n d e s t a b l i s h e s t h e a s s e s s m e n t s y s t e m f o r e c o l o g i c a l b u i l d i n g m a t e r i a l s , i n c lu d i n g t h e f o u r s u b - s y s t e m s : p r o d u c t q u a l i t y i n d e x e s , e n v i r o n m e n t a l lo a d i n d e x e s , h u m a n h e a lt h i n d e x e s , a n d s a f e t y i n d e x e s , w h i c h h a v e s u b - i n d e x e s a n d s t a n d a r d s r e s p e c t i v e l y . t h e s t u d y f o c u s e s o n t h e h e a l t h i n d e x e s w h i c h a r e t h e m o s t r e la t i v e t o h u m a n s , a n d c h o o s e s i n d o o r w a l l p a i n t , m a n m a d e b o a r d a n d b u i l d in g s t o n e a s t h e s t u d y o b j e c t i v e s . f o r i n d o o r w a l l p a i n t , 5 i n d e x e s , t v o c , s u b s t i t u t e d b e n z e n e ( b e n z e n e , t o l u e n e a n d d i m e t h y l b e n z e n e ) , f o r m a l d e h y d e , h e a v y m e t a l s , a n d t a l u e n e - 2 - i s o y a n a t e ( t d i ) , a r e c h o s e n ; f o r m a n m a d e b o a r d , 1 i n d e x , f o r m a l d e h y d e , i s c h o s e n ; a n d f o r b u i l d i n g s t o n e s , 1 i n d e x , r a d i o a c t i v i t y , i s c h o s e n . t h e s t u d y s u p p l i e s b as e s f o r a b o v e i n d e x e s , g i v e s r e l a t i v e s t a n d a r d s a n d m e a s u r i n g t e c h n o l o g i e s , a n d e s t a b l i s h e s t h e as s e s s m e n t p r o c e s s . k e y w o r d s : i n d o o r a ir , e c o lo g i c a l b u i ld i n g m a t e r ia l , e x p o s u r e as s e s s m e n t , a n d a s s e s s m e n t 立内空气污染与绿色建材评估体系的研究环境科学与工程学院 9 8 级硕 十 研究生贾纯荣 月 u舀 人的绝大部分时间是在室内度过的，约占 7 o - 9 o % o ，而国内外研究表明，室内空气污 染比室外更严重。因此，人体对室内空气污染物的暴露是人体对空气污染物总暴露的重 要组成部分，室内空气质量 c i a q )已 成为影响人群健康的一个重要环境因素n l 近年来，随着我国经济的发展，人民生活水平日 益提高，住房室内装修热方兴未艾， 新兴建筑材料、高档家具、各类生活用品被广泛使用，导致了室内空气中有害物质无论 是品种上还是数量上不断增加。室内空气污染问题已引起公众的极大关注。国外自 1 9 8 1 年以来陆续出现许多有关室内空气污染的专著和评述，国内在八十年代后期也开展了此 方面的研究12 1 。国内已 较多开展了 对公共场所室内空气质量现状的调查和评价，对居民住 宅的室内空气污染也有了一些研究， 但针对装修引起的室内空气污染所进行的动态调查 和评价开展得还不多。因此，有必要针对室内建筑装饰材料所引起的空气污染问题，测 定居室装修前后特定污染物的浓度，分析其变化规律，采取一定措施减缓居室装修带来 的室内空气污染。 仅从污染物浓度控制的角度并不能完全达到保护人体健康的目的。早在七十年代初期 人们己发现人体对空气污染物的实际接触浓度与大气监测站的浓度值有显著差异r3 1 。此 外，浓度控制只是控制了 环境介质中污染物的强度，而并未反映暴露频率、暴露时间对 人体危害的影响。因此，有必要采用一种方法，从污染物的浓度、时间、频率等因素全 面评价污染物对人体健康的危害，暴露评价研究正是针对这个问题提出来的。暴露评价 作为风险评价的一个部分，在国外己经发展得较为成熟。1 9 9 2年，美国国家环保局制订 了 暴露评价导则，规定了暴露评价中的术语、程序、方法以及应用等l4 1 。近年来，室内空 气质j 3iv和人体对空气污染物暴露量的监测和评价己成为一个发展很快的领域。国内已在 暴露评价的理论方面作了一些介绍，但具体的方法学研究和实例评价开展得还不够。因 此探索一套适合中国实际情况的暴露评价程序和方法，将具有很重要的理论意义和实用 价值。 8 0年代以来，欧美国家开始注意室内建筑材料引起的污染，1 9 8 7年以来曾在瑞典召 开了两次 “ 健康材料学术研讨会” ，我国于 1 9 % 年在上海召开了第一次环保 ( 健康材料) 研讨会(5 1 。室内建筑装饰材料是引起室内空气污染的重要原因，人们对建筑材料及产品的 室内空气巧染与绿色建材计估体系的研究环境科学与丁 程学院9 8 级硕上 研究生贾纯荣 性能和指标开始提出更高的要求，希望能使用对人体无害、甚至有益的 “ 绿色建材” 。但 到底4 1 么是绿色建材、应当从哪些方面来评估一种建材是否为绿色建材?当前的认识并 不统一。这不仅阻碍了建材生产厂家研制开发新的绿色建材，而且也不利于消费者选择 购买合适的建材产品。因此当前迫切需要提出符合中国国情的绿色建材的评估体系和评 估程序，并针对公众关注的室内建筑装饰材料 ( 如内墙涂料、人造板和建筑石材等) ，建 立 各类建材产品的绿色建材评估指标和标准。这将为生产厂家新产品的研制和开发提供 科学依据，也为消费者提供绿色建材的购买指南，同时有利于我国建材进入国际市场， 对我国建材市场的健康发展无疑具有深远的意义。 书内空气污染与绿色建材评估休系的研究环境科学与工程学院9 8 级硕十研究生贾纯荣 第一部分室内空气污染研究 近年来，室内空气污染问题引起了人们的极大关注。“ 室内”是相对于户外而言的， 指与人有关的闭合空间，也称为微环境。 “ 室内”种类很多，一般而言，可分住宅、办公 室、医院、学校、餐馆、影剧院、托儿所、养老院、交通工具内 ( 如小汽车、公共汽车、 地铁、火车和飞机)等1 6 1 第一章室内空气污染物 第一节室内空气污染物的来源 室内空气污染物的主要来源有: ( 1 )室外大气污染物，主要来源于燃烧的燃料、生产、交通运输等工业污染物，以 及部分植物花粉。这些污染物借通风换气和渗透而进入室内。 ( 2 )室内污染源，主要来自 于:燃料的燃烧;通风空调系统;室内建筑装饰材料; 办公设备和家用电器;室内人员自 身的影响，主要是吸烟，也包括其他日常行为活动。 为比较起见，室内污染物质可按其来源分为三类:第一类主要源于v -1, 外，包括含硫 氧化物 ( 气体和颗粒物) 、臭氧、花粉、铝、镁、氯、钙、矽、n和有机物质;第二类源 于室内和室外，包括一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、颗粒物、水汽、植物 抱子和有机物质;第三类主要源于室内，包括氛、甲醛、石棉、矿物、合成纤维、有机 物 质、 n h , 、 尼古 丁 类、 汞、 气 溶 胶和 生 存的 有 机 体。 源于 室内 的 污 染 物 质， 主 要与 炊事、 采暖、吸烟、喷洒、杀虫药、氛、家用电器、室内装饰材料以 及与小动植物有关。室内 环境的噪音、振动、热冷和照明尚不计及。 表1 - 1室内空气污染物的来源17 1 室内污染源 i 相 关 污 染 物 室外大气 大气层 ( 生物圈)生物气溶胶或微生物、颗粒物 汽车 氮氧化物、 二氧化碳、一氧化碳、可吸入悬浮颗粒、 类似臭氧 的氧化物 工业 二氧化硫、 可吸入悬浮颗粒、 氮氧化物 建筑 材料 与 设备 室内建筑装饰材料 甲 醛 、 挥 发 性 有 机 化 合 物 空调 微 生 物、 微 粒 物 质( 细 菌 、 种 菌 和 抱子 ) 涂料 i 溶 剂( 脂 肪 和 芳 香 型 碳 氢 化 合 物、 酒 精、 酮 和 酉 e 建筑结 构 氛 、 石 棉 、 五 氯 苯 酚 土壤 氛 、 颗 粒 物 空内空气n染与 绿色建材计估体系的研究环境科学与工程学院9 8 级硕十研究生贾纯荣 人 新陈代谢_氧化碳、气味、水蒸汽 活动颗粒物、香烟烟雾、清洁剂、喷雾、挥发性化合物 烹饪或取暖用燃气氮氧化物、一氧化碳、颗粒物 第二节建材与室内空气污染 1 .建材引起的室内空气污染的特点 建筑装饰材料所引起的室内空气污染问题尤其引起人们的关注，主要是因为建材所 引起的空气污染具有以下特点: ( 1 ) 普遍性。 近年来， 住房装修已 成为时下都市 居民的消费热门，无论是新房还是 旧居，都要对客厅、卧室、厨房、阳台装修和美化。办公室的装修也很普遍。现在我国 每年建 2亿平方米城市住宅，加上公建、农村建筑和工业建筑等逾 8亿平方米，需要用 大量的建筑材料和装饰材料，尤其是装饰材料的品种和用量已越来越多，影响也越来越 大。 ( 2 ) 持久性。某些室内空气污染源是短期性或偶然性的，如吸烟、燃料燃烧所引起 的污染，它们可以采取措施在短时间内消除。而建材所引起的空气污染，如放射性和有 机物挥发，往往是长期的、连续的。由于建材一但使用，就难以拆除、更换，所以这类 影响的削减和治理较为困难。 ( 3 ) 复杂性。建筑材料由于种类繁多、成份复杂，所产生的污染物也极其复杂。除 放射性、甲醛、苯系物以外，还有多种直链烃、卤代烃、环芳烃、烯、炔、醛、酮、醇、 h e 及重金属等。此外，当前市场上建材产品日新月异、层出不穷，各种合成材料的成份 不仅难以定!p 甚至难以定性。 ( 4 )严重性。建材所产生的污染物对人体的神经系统、血液循环系统、呼吸系统、 生殆系统等都会产生严重损害。据美国的一项调查显示，室内空气中可检测出 5 0 0多种 挥发性有机物，其中有 2 0余种为致癌物或致突变物。如涂料中的有机溶剂能引起一些可 逆性症状 ( 疲劳和易发脾气)和智力受损;墙体材料散发的氧及其子体是形成肺癌的重 要原因， 并可增加胃、 膀肤及乳腺癌的危险度，也可导 致白 血病及呼吸道疾病18 1 基于上述特点，本论文所研究的室内空气污染物，将限于由建材或主要由建材引起的 污染物， 这些室内空气污染物包括:甲醛、 挥发性有机物 ( v o c ) 、 苯系物、重金属 ( 铅) 、 石棉和氧。 室内空气污染与 绿色建1 a 评估休系的研究环坡科学与工程学院9 8 级硕上 研究生贾纯荣 2 .建材产生的室内空气污染物 2 . ， 甲醛 由于甲醛的室内来源很多，造成室内污染日益严重。7 0年代以来，美国、前西德、 荷兰、瑞典、月 一 麦等国均对此开展了大量调查研究。发现使用腮一 甲醛泡沫树脂隔热材料 的室内甲 醛一般可 达3 .3 5 m g / m ， 有时可 达1 3 .4 m g / m ， 有的 室内 甚 至可高 达4 2 . 5 m g / m o 使 用 装 饰 物的 室内 ， 峰 值也 可 达2 .3 m g / m ， 以 上。 我国 大宾 馆新 装 修 后， 峰 值 可 达1 .8 5 m g / m 左 右， 使 用一段时间 后可降 至0 .0 8 m g / m ， 以 上。 一 般住宅在新装修后的 峰 值约为0 .2 m g / m 左右， 个别可达 0 . 8 7 m g / m ， 使 用一 段时间 后可降 至0 .0 4 m g / m 以 下。 燃料燃烧时 可 有大 量甲醛形成。据报道，北京远郊农村住宅的厨房内，若同时使用煤炉和液化石油气，甲 醛可 达 0 .4 m g / m ， 以 上。同时发 现厨房内甲 醛浓度日 变化曲 线出 现峰型， 这与 做饭时间 有 关;卧室内来自 装饰化工品的甲醛浓度日变化曲线的升降比较缓和，与卧室内温度的升 降有关。 甲醛在室内的浓度变化，主要与污染源的释放量和释放规律有关，也与使用期限、室 内 温度、湿度以 及通风程度等因素有关。其中，温度和通风的影响最重要。 根据大量文献记载，甲醛对人体健康影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、 肺功能 异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面，而个体差异很大。大多数报道其作用浓度均 在0 . 1 2 m g / m 以 上， 个别 报道 其 作用 浓度 在0 .0 6 - 0 .0 7 m g / m 时， 儿 童发 生 气 喘 9l 019 1 2 . 2 挥发性有机物 ( v o c ) 主要包括芳香烃、直链烃、卤代烃、醛、酮、醇、酉 旨 等。它们是室内装磺用的各种油 漆、涂料和胶粘剂的溶剂，在施工过程中大量挥发。表干后，尚有少量残留、缓慢释放， 在换气量较少的住房内，浓度较高。它们是室内挥发性有机碳 ( v o c )的主要来源之一。 有机溶剂一般都具有不同程度的麻醉作用和对皮肤、粘膜的刺激性。近年来，长期低浓 度接触导致神经行为的改变，越来越受到人们的关注，包括一些可逆性症状 ( 疲劳和易 发脾气)和智力受损 ( 精力不易集中、记忆和学习能力降低等) 。不同溶剂的毒性强度差 别很大，如正己 烷可引起周围神经炎。氯乙烯、苯己 被国际癌症研究中心 ( i a r c )定为 人的致癌物。 2 . 3 苯系物 苯系物是室内 v o c s 中主要的组成成份之一，其所表现出的毒性、刺激性、致癌作用 5 室内空倪污染与绿色建材评估体系的研究环境科学与工程学院9 8 级硕 l 研究生贾纯荣 和其具有的特殊气味，能导致人体呈现种种不适反应，对人体健康造成较大影响。其中 苯刘中枢神经、血液的作用最强。当带有烷基侧链时，则对粘膜的刺激性及麻醉性增强。 2 . 4 重金属 ( 铅) 铅在自然界分布甚广，土壤中含铅 0 .0 7 - 1 0 8 p p m，工业污染区如近煤燃烧地可达 5 3 4 - 1 2 3 4 0 p p m 。许多建材中都含有铅。 此外，铅盐或其他氧化物如铬黄、铅白、红月 一 等 是颜料、油漆、涂料的主要成分。在房屋拆修或油漆烤铲过程中，有大量含铅粉尘逸散。 铅的毒性对神经系统、造血系统、心血管系统、生殖系统均有明显影响。尤其值得注意 的是它可通过胎盘、乳汁影响后代，婴幼儿由于血脑屏障发育未完善，对铅的毒性更敏 感。据英国某室内卫生调查组织发现， 住宅内尘埃平均含铅量达 1 3 0 0 p p m ，比公园土壤 高i 倍，对经常在地上活动的幼童威胁很大。 2 .5 石棉 石棉是一种有纤维结构的硅酸盐，具有良 好的抗拉、耐火、耐酸、耐碱性能。作为保 温、绝缘、增强材料广泛应用于建筑行业和许多工业部门。在使用尤其是拆修石棉制品 时，有大量石棉粉尘逸散。它主要沉积于肺气管末梢，使支气管的肺光壁间质增生、肥 厚、纤维化。一般从下肺叶开始， 逐渐向上，形成肺的弥漫性间质纤维化，俗称石棉肺。 石棉纤维可穿透肺组织，引起胸膜增厚、钙化、形成胸膜斑，使病人出现呼吸困难、咳 嗽胸痛等症状。此外，石棉己 被国际癌症研究中心 ( i a r c )肯定为人类致癌物，会引起 肺癌和肉皮瘤。石棉的毒性和致癌性与其品种、接触浓度和时间有关。细软、表面光滑 的温石棉毒性低于青石棉、铁石棉，吸烟对其有增强作用。 2 . 6 氮 氧气是一种无色、无味，具有放射性的气体，系铀、镭、针等放射性元素的衰变产物， 遍布地壳之中，一些含铀元素高的建筑材料，如砖、石、混凝土等，可使居室i a浓度增 加，尤其是在地下室。氧及其子体是形成肺癌的重要原因。一般认为，室内空气中氛的 平均浓度为 0 . 5 x 1 0 - ， 居里/ 升。依此剂量推算，人体终生接触导致肺癌的危险度为 6 .2 x 1 0 - ，约占各种原因的 1 0 %，其最小潜伏期约为 1 5年。此外，有初步证据表明，接触氧 及其子体，可增加胃、膀肤及乳腺癌的危险度，也可导致白血病及呼吸道疾病。由于氛 子体是亲骨元素，所以在骨骼生长期接触氧子体，危险度增高。世界卫生组织己将氧气 列为使人致癌的 1 9 种物质之一p o i 空内空气污染与绿色建材评估体系的研究环境科学与t程学院9 8 级硕 卜 研究生贾纯荣 第三节室内空气质量标准 1 .国外室内空气质量标准概况 世界上许多国家都己先后开展了对室内空气污染物卫生基准和室内空气质量标准的研 究和制订工作，并规定了各种室内空气污染物的浓度限值以及相关的物理标准 ( 如空气 流速、通风量、温度、湿度等) ，各国室内空气标准值见表 1 - 2 p g a 表 1 - 2国外室内空气质量标准 一s 4%1 澳大利亚 n hmrc 加拿大 he a l t h c a n a d a 日本韩国新加坡 瑞典英国鲤 boca co 9 p p m - 8 h r s i i p p m - 8 h rs 2 5 p p m - 1 h r 1 0 p p m1 0 p p m9 p p m - 8 h rs2 p p m 5 0 p p m - 8 h r s 1 8 p p m - 8 h r s co, 3 , 5 0 0 p p m - 2 4 h rs1 ,0 0 0 p p m1,0 0 0pp m1 , 0 0 0 p p m - 8 h 1 , 0 0 0 p p m 5 , 0 0 0 p p m - 8 h r s p a rt i c u l a t e t s p - 9 0 g g l m - ( y e a r p m , , - 4 0 p g / m - i y e a r p m u - 1 0 0 a p/ m - 1 h r15 0p g/m p m, - 1 5 0 g g / m p m, 6 0 g g / m - 2 4 h r s rn 2 0 0 b q / m - l y e a r 8 0 0 b q / m - l y e a r 2 0 0b q /m p b 1 .5 p g / m - 3 mo n t h s hcho 0 . 1 p p m - m a x 0 . 1 p p m - a c t i o n l e v e l 0 .0 5 p p m - t a r g e t l e v e l 0 . 1 p p m - 8 h r s2 p p m no v u - o u p p u n 0 20 . 2 5 p p m - i h r 3 p p m -s h rs s 0 2 5 0 0 p p b - 1 0 m 盆 n 2 5 0 p p b - i h r 2 0 p p b - l y e a r 0 . 0 1 9 p p m - 2 4 h r s 0 . 3 8 p p m - 5 m i n 0 ,0 . 1 2 p p m - i h r 0 . 1 2 p p m - i h r 0 .0 6 p p m0 .0 5 p p m - 8 h r s 0 . 1 p p m - 8 h r s t voc s 5 0 0 m g / m ( s in g le v o c _ 5 0 % t v o c s ) t o t a l p h o to i o n i s a b le c o mp o u n d s , r e f e r e n c e t o t o l u e n e _ 3 p p m 0 . 0 5 - 1 3 m g / m t o t a l b a c t e r i a 5 5 0 0 c f u / m t o t a l f u n g i_ 5 0 0 c f u / m 3 t e m p e r a t u r e fl o o r - c e i l i n g 5 3 c1 7 - 2 8 c 17 -2 8 2 2 . 5 - 2 5 . 5 c ri i 3 0 - 8 0 % s u mme r 3 0 - 5 5 / wi n t e r 4 0 - 7 0 % 4 0 -7 0 % 57 0 % _ 6 5 % a ir v e l o c it y 0 . 1 5 - 0 .2 5 n v s_ 0 . 5 m/ s _ 0 .5m /s 5 0 . 2 5 m/ s 川u mi n a t i o n 1 0 0 l u x 室内空气污染与绿色建材评估体系的研究环境科学与工 程学院9 8 级硕士o f 究生贾 纯荣 2 .中国的室内空气质量标准 我国业己制订了公共场所的室内空气质量国家标准，并提出了某些室内空气污染物的 推荐标准和卫生标准，标准值列于表 卜 3 。国家环保总局也正拟颁布室内空气质量评价标 准。 表 1 - 3中国室内空气质量标准 序号污染物名称标准值 标准号 1 c o z - 0 . 1 0 % ( 2 0 0 0 m g / m ) gb / t 1 7 0 9 4 - 1 9 9 7 2 细菌i 4 0 0 0 c f c / m gb / t 1 7 0 9 3 - 1 9 9 7 3 可 吸 入 颗 粒 物 日 平 均 最 高 允 许 浓 度 为0 . 1 5 m 咖， gb / t 1 7 0 9 5 - 1 9 9 7 4 氮氧化物 日 平 均 最高 允 许 浓 度 为0 . 1 0 m g / m ，一 g b /t 1 7 0 9 6 - 1 9 9 7 5 二氧化硫 日 平均最高允许 浓度为0 . 1 5 m 留 时 gb / t 1 7 0 9 7 - 1 9 9 7 6 氧 ( 住房内) 新 建 平 衡当 量 浓 度年 平 均 值延 1 0 0 b q / m 已 建平 衡当 量浓 度年平均 值- 2 0 0 b q / 耐 gb / r 1 6 1 4 6 - 1 9 9 5 7.苯 并( a ) 花 日 平 均 最 高 允 许 浓 度 为0 .1 0 p 留 1 0 0 m ws / t 1 8 2 - 1 9 9 9 8 甲 醛( 居室) i 0 .0 8 m g w gbl t 1 6 1 2 7 - 1 9 9 5 第二章室内空气质量监测与评价实例 1 .调查目的 本次对室内空气质量监测的目 的是为了 在居民 住宅中，装修前和正常生活条件下，室 内空气质量的变化情况。 2 .监测内容 2 .， 监测对象 天津市龙兴里居民住宅小区是一个座落于天津市文教区的新建小区，在该小区选择 了7 户住宅，测定其在装修前的空气污染物本底值，装修后约 1 0天、5 0 天的室内空气污 染物水平。 2 . 2测试项目 木次监测选取了甲醛和苯系物 ( 包括苯、甲苯和二甲苯)作为测试项目，因该四种污 染物是由室内建筑装饰材料产生的典型污染物。并同时测定温度。 2 . 3采样过程 采样点设置选取了龙兴里居民住宅小区不同楼、层的 7户住宅，在住宅内选取 卫生间与居室 ( 卧室或客厅)各设置采样点一个，进行空气采样。采样时在居室或卫生 书 内空气巧染与 绿色建材评估体系的研究 环境科学与工程学院9 8 级硕十研究生贾纯荣 问中央架设空气采样器， 采样器高 度为1 . 5 米。 采样频率在居室装修前监测一天作为本底值，在装修中、装修后约 1 0 天、5 0 天 各监测一天。因房型、户主意愿等具体情况，没有能够保证每个采样点在各个时间段都 进行监测。根据通常的生活状态，每个采样点分别于早晨 ( 密闭状态下)和下午 ( 通风 状态下)两个时间段各采一空气样品。 采样方法甲醛采用溶液吸收法，用水作吸收液，采样速率为 0 . 5 l / m i n ，一个样 1,r 1 收集时间为 1 2 0 m i n 。苯系物采用活性炭管吸收法，采样速率为 0 .2 l / m i n ，一个样品收 集时h为1 2 0 m i n o 2 . 4 检测方法 甲 醛采用变色酸比色法1 1 2 1 ，苯系物 ( 苯、甲苯、二甲 苯)采用气相色谱法13 j 3 .结果和分析 室内空气污染物的测定结果列于表 值以图 1 - 1 - 1 - 4 表示。评价标准列于表 3 .， 装修前的本底浓度 表1 - 4室内 外甲 醛浓度 ( m g / m 3 ) 1 - 4 - 1 - 1 5 ，不同条件下各污染物在不同时段的平均 1 一 1 60 表 1 一 5 室内 外苯浓度 ( m g / m 3 ) 密闭通风室外 平均值 0 . 0 3 40 . 01 3 未检出最小值 0 刀1 80 . 0 0 8 最大值 0 . 0 4 9 1 0 .0 1 7 密闭通风室外 平均值 1 . 6 4 21 . 9 9 1 2 . 3 61 最小值 0 . 7 411 . 8 0 5 最大值 2 . 5 4 32 . 1 7 6 表1 - 6室内 外甲 苯浓度 ( m g / m 3 )表 1 - 7室内 外二甲苯浓度 ( m g / m 3 ) 密闭通风室外 平 均 值一 0 .2 6 1 0 . 7 0 7 0 . 8 9 3 最小值 0 . 2 2 30 . 3 7 2 最大值 0 . 2 9 81 . 0 4 2 密闭通风室外 平均值 0 . 1 4 70 . 2 21 0 . 2 21最小值 0 . 1 4 70 . 1 4 7 最大值 0 . 1 4 70 . 2 9 4 3 . 2 装修后1 0 天的浓度 表卜 8室内外甲醛浓度 ( m g / m )表 1 一 1 0室内外甲苯浓度 ( m g / m ) 密闭 通 风 室外 平均值 0 . 2 2 3 0 . 1 5 3 0 刀2 9最小值 0 . 1 5 5 0 . 0 5 6 最大值 0 .2 8 8 0 . 2 6 3 密闭 通 风1 室外 平均值 0 . 7 5 70 . 4 8 2 0 21 8最小值 0 .2 4 9一 0 .2 4 9 最大值 1 . 6 9 90 . 6 2 2 空内空气污染与绿色建材评估体系的研究环境科学与工程学院9 8 级硕士研究生贾纯荣 围绕器官的内界面。 在本文研究的暴露评价中，暴露是指化学品与人体外界面 ( 如皮肤、鼻、口)的接 触。暴露评价是指对接触的定性和定量评价，它描述接触的强度、频率和持续时间 并评价化学品透过界面的速率、途径以及最终透过量和吸收量。 1 .暴露评价的基本概念 ， .， 化学品进入人体的过程 化学品进入人体可分为两个步骤:一是暴露，即化学品接触人体;二是吸收，即一 定量的化学品透过界面，这一步骤又包括两个主要过程: ( 1 ) 摄入 ( i n t a k e ) ，即 化学品经呼吸、吞食、饮入穿过人体外界面。 通常化学品 存在于一定的介质中，如空气、食物、水，因此化学品进入人体的量与介质进入的量 相关。在摄入过程中，化学品以物质流形式穿过外界面，穿过量可用化学品摄入速率 来计算。化学品摄入速率是指单位时间内穿过外界面的化学品的量，即:摄入速率= 暴 露浓度x吞咽 ( 呼吸)速率。 ( 2 )吸收 ( u p t a k e ) ，即化学品透过皮肤、眼睛、 肺泡、胃 肠道等组织被吸收。 介 质本身并不一定与化学品以相同 速率被吸收，因此吸收量与摄入量的计算并不相同。 在吸收过程中，化学品是通过扩散传输的，吸收量取决于透过界面的浓度梯度、屏障 的通透性以及其它因素。化学品吸收速率是指单位时间内被吸收的化学品的量，可用 暴露浓度、通透性系数、暴露表面积或通量的函数来表示。 1 . 2 暴露量 ( e x p o s u r e ) 暴露量可用式 ( 1 - 1 )计算: “ 一 j c (t) - d t ( 1 一 1 ) 式中，e 是暴露量， c ( t ) 是暴露浓度， t 是时间， t 2 - t i 是暴露持续时间 ( e d ) . 从式 ( 1 - 1 )可知暴露量的单位是 ( 浓度x时间) ，根据暴露的具体情况，单位表 达也不相同。 对空气中化学品，可以 用 ( m g / m ) h或 p p m h ; 对水中化学品，可以 用 ( m g / l ) h ; 土 壤或 食物中 化 学品， 可以 用 ( m g / k g ) h 等来表示。 1 .3 剂量 ( d o s e ) 在暴露评价中，剂量有很多种。潜在剂量 ( p o t e n t i a l d o s e )是常用的一种，即被吞 咽、吸入或涂抹于皮肤的化学品的量。摄入过程的潜在剂量可以用式 ( 1 - 2 )计算: 欲内空气污染与绿色建材评估休系的研究 环境科学” ， 工程学院9 8 级硕士研究生贾纯荣 d , , = 犷 () - i r (t) -d t ( 1 - 2) 式 中d p . , 为 潜 在 剂 量， i r ( t ) 是 吞 咽 或吸 入 速率， 其 它字 母 的 含 意与 式( 1 - 1 ) 相同。 潜在剂量的单位是m g 。 单 位时间内的潜在剂量即为潜在剂量率， 单位是m g / h , m g / d 等。 对于空 气中的 化学品， 潜 在剂量( m g ) 一化学品 浓度( m g / m ) 呼吸速率( m / h )暴 露时间 ( h ) . 其它常用的剂量概念还有: 有 效剂 量 ( a p p li e d d o s e ) ， 接 触 初次 吸 收 界面 ( 如皮 肤、 肺、胃 肠道 ) 并被 吸 收的 化 学品的量。 内 部剂量 ( i n t e m a l d o s e ) ， 经物理或生物过程穿 透吸收屏障或交换界面的化学品的 卑0 目 标剂量 ( d e l i v e r e d d o s e ) ，与特定器官或细胞作用的化学品的量。 2 .定量估算暴露量的方法 定量估算暴露量主要有三种方法: ( 1 ) 个体暴露量法 即直接测量人体与环境交界面上某点的化学品浓度，作出浓度一 时间曲线，从而定 量估算暴露量。例如，对空气污染物而言，常使用个体采样器，佩带在人的上衣口袋 处，跟踪人的活动，连续采样，测定个体接触空气污染物的时间加权平均浓度。该方 法优点是可以直接测量暴露浓度并给出一段时间内精确的暴露量，缺点是花费昂贵且 不能用于测定所有化学品。 ( 2 )方案评价法 即假设化学品在介质中的浓度，结合个人或人群接触时间来评价暴露。对每一种暴 露情况的假设即为一个暴露方案。在设计暴露方案时，通常需要分别估算暴露浓度和 接触时间。暴露浓度一般通过测量、模型或已 有数据来间接估算，通常不直接测量接 触点的浓度。暴露频率和持续时间一般也是利用人口统计数据、调查统计、行为观察、 日常活动、行为模型等来间接估算，在缺乏实际数据时，也可作出相应的假设。该方 法的优点是花费最少，适合于分析假想行为的风险后果，而且可以在数据很少甚至没 有的情况进行评价。 ( 3 ) 剂量反推法 空内空倪污染与 绿色建材评估体系的研究环境科学与 工程学院9 8 级硕士研究生贾纯荣 过去某一段时if h j 的平均暴露量也可以用总剂量、摄入速率和吸收速率来估算 量则可用暴al摄入、吸收发生后的体内指标 ( 如生物标记物、人体负荷等) ，而剂 反推得 到。暴露的生物标记物是指外来化学品、或其代谢产物、或其与异型生物质化学品和 某些靶分子靶细胞的反应产物。人体负荷是指某一时间贮存在人体内的某一特定化学 品的量，尤其是指暴露后在人体内的某一潜在化学毒物。该方法的优点是能反映过去 某段时间内化学品的暴露和吸收，缺点是由于化学品的千扰或反应特性而并非对任何 化学qf i l l 都有用。 第二节暴露评价的程序 暴露评价是作为风险评价的一个部分被提出来的，但其评价过程也是相对独立的， 主要包括评价目的、评价深度、评价方法选择、暴露评价实施等几个过程，其程序如 图 1 - 5 暴露评价实施过程 室内空气污染勺绿色建材评估体系的研究 环境科学与1 : 程学院9 8 级硕上研究生贾纯荣 1 .暴露评价的目的 暴露评价是风险评价四个主要部分之一，其基本目的是通过估算特定化学品的暴露 量与剂量， 结合暴露一 反应关系或剂量一 反应关系来估算风险。 作为风险评价的一个部分， v-露评价可应用于制订环境介质标准。此类暴露评价的重点是引起风险的化学品在介 质中的浓度水平。通常这类暴露评价并不注重化学品的来源，而是注重介质中浓度与 暴露剂量水平之间的联系。因此常用到介质监测与人体暴露监测，模型也可作为支持 和补充。在风险评价中，暴露评价还可以用于化学品的管理，减缓废物堆场、化学品 泄漏等的风险，制订安全生产计划等等。 除用于风险评价外，暴露评价还可用于确定暴露现状和趋势、流行病学研究等等。 暴露评价目的需考虑:研究目的、研究对象和重点、研究结果的应用范围等等。明 确的评价目的对于确定评价的范围、等级、方法等具有很重要的意义。 2 . 评价范围 在多种化学品或混合物的情况下，往往不清楚是所有化学品导致一个风险值，还是 某种或某几种化学品起主要作用。在这样的情况下，需要基础调查来确定哪些化学品 贡献最大，而其它化学品的贡献则在不确定性评价中讨论。评价者还要确定地理界线、 暴露人群、环境介质以及暴露途径。 不同的研究尺度决定了 评价的不同特点，如国家暴露评价必然与工业或地方暴露评 价有着不同的特点。支持国家规章的暴露评价必然是国家尺度的，支持某地决策的暴 露评价必然是局地尺度的，而支持某一介质标准的暴露评价通常关心该介质的浓度水 平和典型暴露途径。 暴露评价的范围包括: 研究区域的起始点;研究尺度，即国家、区域或局地尺度; 需研究的人群、化学品和介质;监测对象和内容等等。 3 . 评价深度 评价深度是指评价的详细程度。在确定评价等级时，应考虑以下问 题:暴露量和剂 , 3 . 估算应达到何种精确度以达到评价目标?评价应达到何种详细程度才能解释暴露 量、剂量、效应、风险之间的生物联系?评价受资源 ( 时1r和费用)的限制有多大? 就评价各部分的详细程度而言，这些资源最有效的用途是什么? 空内空气污染与 绿色建材评估体系的研究 环境科学与工程学院 9 8 级硕士研究生贾纯荣 4 . 选择暴露评价的方法 暴露评价的方法有很多，每一种方法都有其优缺点。但需指出的是，任何方法都只 是用不同的途径来估算同一暴露量或剂量，因此理论上估算值应是相同的，并不受所 用方法的影响。可根据暴露评价的目的、各种方法的适用性和优缺点来选择评价方法。 此外，不确定性的可接受程度也是选择评价方法的一种考虑因素。一般而言，直接测 量值比间接估算值的不确定性要小。 有时暴露评价中需要采用多种评价方法，由于理论上估算值应当相同，因此应考虑 各种方法的估算结果能否相互支持。一般来说，个体接触法可用于检验方案评价法的 估算结果。 5 .建立暴露评价计划 在开始暴露评价前，应当确定评价的目的、范围、等级和方法，然后制定评价计 划。暴露评价是风险评价的一部分，因此暴露评价计划应当反映暴露评价的结果如何 应用到风险中去。此外，暴露评价计划还包括三个部分:采样计划、模型计划、交流 计划。 第三节室内空气中典型污染物的暴露评估实例以甲醛为例 1 .暴露评价的目的和范围 由于甲醛的室内来源很多，造成室内污染日 益严重。目前对甲醛危害的评价，往往 研究的是空气中甲醛浓度一 反应关系，缺乏暴露时间的考虑。由于人在室内外所处时间 差异甚大，故仅仅从浓度角度无法评价人体暴露于空气中甲醛的健康效应。 本文将采用方案评价法来估算人体对甲 醛的暴露量， 研究对象为健康成年人 ( 男女 取平均)和儿童， 研究的室内 环境为城市居民住宅、办公楼和学校 ( 或幼儿园) 。 假设 人在室内外停留时间比为 8 : 2 。根据我国实际情况，每个人每日