（环境工程专业论文）民用建筑室内环境污染与控制的研究.pdfVIP

华北i u 力人学硕i ：学位论文摘要 摘要 本论文通过对室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的释放测试结果的 分析研究，找到了民用建筑室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的来源、 危害、释放规律及其影响因素，并提出了新装修房屋能够入住的适宜时| 日j ；分 析研究了民用建筑室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的检测方法，从而 提出了减轻和控制室内空气污染物的对策和防治措施。为改善人类居住环境的 空气质量，充分发挥环境对人类社会的积极影响，具有一定的应用价值和现实意 义。 关键词：室内环境污染，控制标准，环境检测 ，净化治理 a b s t r a c t t h i sp a p e ra n a l y z e st h er e l e a s et e s t i n gr e s u l t so ft h ei n d o o re n v i r o n m e n t a l p o l l u t a n t s ，i n c l u d i n gf o 硼a l d e h y d e ，b e n z e n e ，t v o c ，r a d o n ，a m m o n i a ，a n dt h e n d i s c u s s e st h es o u r c e s ，t h ed a n g e r s ，t h er e l e a s el a wo ft h e s ea i rp o l l u t a n t sa n dt h e f a c t o r si n f l u e n c i n gt h ep o l l u t a n t s r e l e a s e ，a n dp o i n t so u tt h eb e s tt i m et om o v ei n t o t h en e w l yr e n o v a t e dh o u s e t h ep a p e ra l s op r o p o s e ss o m em e a s u r e so f r e d u c i n ga n d c o n t r o l l i n gt h ei n d o o ra i rp o l l u t i o nb ya n a l y z i n gt h em e t h o d sf o rt h ei n d o o ra i r p o i l u t a n t sd e t e c t i o n t h er e s e a r c hp r e s e n t e di nt h i sp a p e rh a sac e r t a i np r a c t i c a i a p p l i c a t i o nv a l u ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o rt h ea i rq u a l i t yi m p r o v e m e n to ft h e h u m a nl i v i n ge n v i r o n m e n t d uz h i f a n g ( e n v i r o n m e n t a le n g i n e e “n g ) d i r e c t e db yp r o f h um a n y i nz h a oy i k e yw o r d s ： i n d o o re n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ，c o n t r 0 1s t a n d a r d s ， e n v i r o n m e n t d e t e c t i o n ， p u r i f i c a t i o nt r e a t m e n t 华北i u 力人学硕i ：学位论文摘要 摘要 本论文通过对室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的释放测试结果的 分析研究，找到了民用建筑室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的来源、 危害、释放规律及其影响因素，并提出了新装修房屋能够入住的适宜时| 日j ；分 析研究了民用建筑室内空气污染物甲醛、苯、t v o c 、氡、氨的检测方法，从而 提出了减轻和控制室内空气污染物的对策和防治措施。为改善人类居住环境的 空气质量，充分发挥环境对人类社会的积极影响，具有一定的应用价值和现实意 义。 关键词：室内环境污染，控制标准，环境检测 ，净化治理 a b s t r a c t t h i sp a p e ra n a l y z e st h er e l e a s et e s t i n gr e s u l t so ft h ei n d o o re n v i r o n m e n t a l p o l l u t a n t s ，i n c l u d i n gf o 硼a l d e h y d e ，b e n z e n e ，t v o c ，r a d o n ，a m m o n i a ，a n dt h e n d i s c u s s e st h es o u r c e s ，t h ed a n g e r s ，t h er e l e a s el a wo ft h e s ea i rp o l l u t a n t sa n dt h e f a c t o r si n f l u e n c i n gt h ep o l l u t a n t s r e l e a s e ，a n dp o i n t so u tt h eb e s tt i m et om o v ei n t o t h en e w l yr e n o v a t e dh o u s e t h ep a p e ra l s op r o p o s e ss o m em e a s u r e so f r e d u c i n ga n d c o n t r o l l i n gt h ei n d o o ra i rp o l l u t i o nb ya n a l y z i n gt h em e t h o d sf o rt h ei n d o o ra i r p o i l u t a n t sd e t e c t i o n t h er e s e a r c hp r e s e n t e di nt h i sp a p e rh a sac e r t a i np r a c t i c a i a p p l i c a t i o nv a l u ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ef o rt h ea i rq u a l i t yi m p r o v e m e n to ft h e h u m a nl i v i n ge n v i r o n m e n t d uz h i f a n g ( e n v i r o n m e n t a le n g i n e e “n g ) d i r e c t e db yp r o f h um a n y i nz h a oy i k e yw o r d s ： i n d o o re n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ，c o n t r 0 1s t a n d a r d s ， e n v i r o n m e n t d e t e c t i o n ， p u r i f i c a t i o nt r e a t m e n t 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文民用建筑室内环境污染与控制的研 究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期问，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：日 期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 。仁北l b 力人学硕l j 学位论义 1 1 本课题研究的背景 第一章引言 随着人们生活水平的不断提高，由家装、家具及同化带来的室内环境污染问 题越来越严重。室内环境污染已成为继1 8 世纪工业革命带来的煤烟污染( 第一代 污染) 和1 9 世纪石油和汽车工业发展带来的光化学烟雾污染( 第二代污染) 之后 的，由2 0 世纪中叶开始、2 l 世纪还在继续的第三代污染。研究表明，室内空气的 污染程度能超过室外5 到2 0 倍。 室内空气污染是指室内各种化学的、生物的、物理的污染物在室内积聚扩散， 造成室内空气质量下降，危害人类生活、工作和健康的现象。成年人约有8 0 的时 间在室内度过，病人、老人和儿童在室内度过的时间更多，超过9 0 ，因此室内空 气与人的接触量占据了人的一生与空气总接触量相当大的一部分，室内空气质量的 好坏直接影响人类的健康。有专家指出，人体患病超过4 0 是由于室内环境污染所 致。随着人们生活水平的提高，无论是个人住房还是公共场所，都进行不同程度的 室内装饰和装修。室内装饰和装修材料，如涂料、油漆、胶合板材，家具中，会不 断散发出5 0 0 余种有毒有害化合物，尤其是在新装修的居室内不少装饰材料会散发 出氨、甲醛、苯和苯系物、放射性氡等一系列致癌物质o 。 近年来，经媒体报道的由于室内空气不良而引起的患病甚至死亡事件逐年增 多，使得室内空气质量问题引起了全社会的警觉和广泛关注，但是，由于装修引发 的室内空气污染物来源和种类也在不断增多，因此我国目前室内空气质量状况仍不 容乐观。另外，与发达国家相比，我们对室内空气质量的认识还远远不够。因此必 须加强室内空气污染控制对策的研究，加大室内空气污染的控制力度。 特别指出的是：近几年来我国政府从关心人民的健康出发，先后制定了室 内空气质量标准民用建筑室内环境污染控制规范和室内装饰装修材料有害 物质限量等标准，我国室内环境保护行业也制定了相关标准、规范，这些都为进 行室内环境污染的检测和相关案件的诉讼提供了法律依据。另外，以室内环境检测 治理为主要内容的室内环境保护行业经过几年的努力，已经得到了很大发展。一方 面是室内环境检测治理和净化产品已经形成规模，并且出现了在国内外具有影响的 名牌企业，室内环境检测治理人员的职业资格培训已经形成体系；另外一方面是全 社会的室内环境保护意识也在逐步提高。 牛北i u 力人学顺l ：学位论义 1 2 本课题研究的目的和意义 目前，我国在室内环境污染防治方面的基础研究，已经有了一定的发展，并取 得了相应成果，但在应用研究方面还存在诸多问题。如以现有国标方法为依据丌展 的典型室内环境调查评价研究与国家职能部门、科研院所协作丌展的检测与评价方 法、手段、仪器的规范化研究都还有待于深入。同时，目前市场上存在的众多良莠 不齐的污染治理方法和产品，消费者还不能进行系统的分析验证与鉴别。 本课题研究将为当前由于装饰装修造成的室内环境污染提供有效的防治和控 制方法。 2 华北i u j 人学硕l j 学位论义 第二章民用建筑室内环境污染的来源、危害及释放规律 2 1 室内污染物简介 目前室内空气污染物质主要有：甲醛、苯、氨、氡、总挥发性有机物t v o c 等。 我们知道，室内有毒有害物质一般以气态、液态和固态三种形态存在，它们在 日常环境下会进行转换，而且在不同的条件下转换的快慢也不相同，有害物质只有 气态时才会对人体造成伤害。例如，房子在装修后，室内有毒有害物质的释放都会 经过快速释放期、一般释放期和缓慢释放期三个特定时段，而且在各个期间要达到 一定程度的动态平衡。对于甲醛、苯等有害物它们在固态和液态时并不会对人体产 生伤害，只有在气态时才会对人体产生伤害。正常情况下，房子装修完工后，首先 进入一至三个月内的快速释放期，有害气体会在这个期间快速释放，这也是为什么 我们在这个期间身体反应较大，感到不适的原因。然后进入四个月到二年内的般 释放期，在这个期间有害气体的排放趋于稳定，如果板材、胶水、涂料等选择使用 不当，会使室内空气出现不同程度的污染，我们称之为低毒环境。长期生活在低毒 环境中，最容易因不易觉察而使人致病。第三阶段是进入三年至十二年的缓慢释放 期，在这个期间虽有缓慢释放，只要定期通风不让污染物积累，微量的有害气体一 般不会对人造成伤害。 2 2 甲醛 甲醛，分之式h c h 0 ，无色气体，气体的相对密度1 0 6 7 ，液体相对于水的密度 o 8 l5 ( 2 0 ) ，沸点1 9 5 ，易溶于水、乙醇。水溶液的含量最高可达5 5 。 甲 醛对人眼睛的刺激阈可低至0 6 1 2 m g m 3 ，嗅觉阈0 0 3 0 6m g m 3 。 2 2 1 甲醛的来源 2 2 1 1 用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板 材，由于目前生产装饰板使用的胶粘剂以脲醛树脂为主，板材中残留的和未参与反 应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。 2 2 1 2 含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，比如贴墙布、i 贴墙纸、化纤 地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。 仁北i 乜j 人学顾i ! 学位论义 2 2 2 甲醛的危害 现代科学研究表明，甲醛对人体的健康有负面影响。当室内空气中含量为 o 1 m g m3 时，就有异味和不适感；0 3 m g m3 可刺激眼睛引起流泪；0 5 m g m3 时引起 咽喉f ：适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；当 空气中达到3 0 m g m3 时可当即导致死亡。长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道 疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起 鼻咽癌乜1 。高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。甲醛还有致畸、 致癌作用。 2 2 3 甲醛释放的影响因素 木材本身在一定的温度和湿度作用下会散发极微量的甲醛。人造板在固化过程 中，一部分线性树脂未形成网状结构从而分解成自由状甲醛向外界散发。 另外，室内空气中甲醛释放浓度的大小与以下四个因素有关1 。 2 2 3 1 室内温度 0 ：4 o 、 o 3 曹 道o 2 艇 罄毗 o 1 5 l b2 i孔刀 溢度( ) 室内甲醛月平均浓度与月平均温度的关系 c = 0 0 2 4 6 t o 3 0 式中：c 为1 1 2 月份室内空气中的甲醛月平均浓度，m g m 3 ： t 为1 1 2 月份的室内月平均温度，。 装修两个月升温通风后室内甲醛浓度值 装修程度 1 5 均值m g m 3 2 5 均值m g m 33 5 均值m g m 3 简装修 0 0 6 6o 1 3 30 1 7 4 精装修 o 3 3 40 6 1 2o 6 9 1 4 华北l 【l j 人学顾i j 学位论义 由此可见，室内甲醛浓度与温度有很大关系，在2 0 2 5 这个区间内，甲醛 浓度升高速度最快。2 5 后再升高温度，室内甲醛浓度增大速度逐渐变慢，并维持 在浓度值变化不大的范围内，说明室内甲醛浓度这时已经达到相对平衡状念，受室 温的影响不大。 2 2 3 2 室内相对湿度 o2 4 6 0 0 飘 时团囝垴， 不同湿度条件甲醛随时间变化曲线 装修两个月加湿通风后室内甲醛浓度值 装修程度6 0 均值7 0 均值8 0 均值 m g m 3m g m 3m g m 3 简装修 0 0 5 6o 1 2 l0 1 5 8 精装修 o 3 8 4o 4 4 2o 5 7 8 相对湿度在6 0 7 0 范围内，能有效激发材料中潜在甲醛的加速释放，当湿度 进一步升高到大于8 0 后，室内甲醛浓度增长并不十分明显，浓度均值也进入稳定 阶段，对于湿度升高并不敏感。研究表明：湿度升高对材料中潜在甲醛的激发效应 不及升温措施，升湿带来常态下甲醛浓度的降幅也没有升温措施大。 2 2 3 3 室内材料的装载度( 即每立方米室内空间的甲醛散发材料表面积) 豪华装修的房子室内甲醛的浓度较高，各种材料的甲醛释放率会有叠加效应。 装修程度越复杂，甲醛室内浓度消除到安全范围的时间越长。研究表明：装修2 个 月后，简单装修和精装修的甲醛浓度均有下降，简单装修的室内甲醛浓度下降了5 0 左右，而精装修则下降了2 5 左右：精装修的室内甲醛浓度一年后彳下降了近5 0 1 。 5 盼触舯 o 9 l 7 6 5 ，2 i o f 仁北i 【l j 人学烦l j 学位论义 2 2 3 4 室内空气流通量 一同之内丌窗通风时间可根据住房大小、人口多少、起居习惯、室内污染程度 以及天气情况进行安排。通风有利于稀释室内甲醛的浓度和吸入外来的新鲜空气， 使用环境通风对板材甲醛释放量的影响可用下式表示： c = c 。 k l ( n + k ) 式中：c 为室内甲醛的平衡浓度： c 。为甲醛初始浓度： k 为刨花板的空隙度： n 为通风速率： l 为室内负荷值。 c 。、k 、l 一定时，随通风速率的提高，甲醛浓度降低。 2 2 3 5 室内温湿度综合影响 进行甲醛浓度随机检测及其释放规律调查，考察了影响室内甲醛释放的多种因 素，即室内温度，室内湿度以及时间。分析这些因素与甲醛释放存在的共性，归纳 建立了室内甲醛释放规律的数学模型瞄。 c = 0 0 7 1 1 + o 0 2 4 6 t + 2 8 2 7 2e l2 3 2 0 0 0 7 7 5 l n ( m ) 2 8 5 4 3 式中：c 为室内空气甲醛浓度，m g m 3 ； t 为室内温度； d 为室内空气湿度； g ( h ：0 ) k g ( 干空气) ； m 为时间，取值1 1 2 ，即住宅在一年间的甲醛释放量。 对2 0 户普通家庭装修户的调查表明， 苯、甲苯的平均浓度分别为0 0 2 、0 5 0 、 2 3 苯 经装潢后1 年以上测得的甲醛、总烃、 o 7 6 、 1 2 5 m g m 3 。 分子式c 。h 。，分子量7 8 1 l ，相对于水的密度为0 8 7 6 5 ，熔点5 5 ，沸点8 0 1 ， 为无色至浅黄色透明油状液体，具有强烈芳香气味，是室内挥发性有机熔剂，燃烧 时发出光亮，苯蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限1 5 8 0 ( 体积) ， 在适当的情况下，分子中的氢能被卤素、硝基等置换，也能与氢和氯等起加成反应。 6 牛北i u 力人学硕i ：学位论文 2 3 1 苯及苯系物的来源 室内空气中苯的来源主要是装修中使用了含苯的溶剂型涂料、油漆等，装饰材 料、人造板家具等使用的粘合剂的溶液。 2 3 2 苯及苯系物的危害 苯能引起慢性中毒，主要是苯对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用；经常接触 苯，皮肤可因脱脂而变干燥，脱屑，有的出现过敏性湿疹：长期吸入苯能导致再生 障碍性贫血，初期时齿龈和鼻黏膜处有类似坏血病的出血症，并出现神经衰弱症状， 表现为头昏、失眠、乏力、记忆力减退、思维及判断力降低等症状。以后出现白细 胞减少和血小板减少，严重时可使骨髓造血技能发生障碍，导致再生障碍性贫血。 若造血功能完全破坏，可发生致命的颗粒性白细胞消失症，并可引起白血病：苯还 可导致胎儿的先天性缺陷。 甲苯和二甲苯主要是对中枢神经系统的损伤及引起粘膜刺激。人体吸入较多 甲苯，会使大脑和肾受到永久损害；孕妇吸入较多甲苯，其毒性可能会导致婴儿先 天缺陷；二甲苯会造成皮肤干燥、皲裂和红肿，神经系统受损，还会造成肾和肝暂 时性损伤。研究表明，女性对苯及其同系物的危害较男性敏感，甲苯、二甲苯对生 殖功能亦有一定影响，育龄妇女长期吸入苯还会导致月经异常，主要表现为月经过 多或紊乱，初时往往因经血过多或月经期出血而就医，常被误诊为功能习惯性子宫 出血而贻误治疗；孕期接触甲苯、二甲苯及苯系混合物时，妊娠高血压综合症、妊 娠呕吐及妊娠贫血等妊娠并发症的发病率显著增高，统计研究还发现女性接触甲苯 的实验室工作人员和工人的自然流产率明显增高。 2 3 3 苯释放的影响因素 苯的释放比甲醛快，浓度随装修后时间的延续而减少。装修居室空气中苯系物 浓度与装修时间成反比。研究表明苯系物浓度在装修结束后2 个月呈快速下降趋势， 在装修结束后4 个月，降低到一定程度( 0 2 o 3m g m 3 ) 时，则降低趋势缓慢， 由此推测苯系物污染在装修期间以及装修结束后1 个月散发较多。 2 4t v o c t v o c 就是挥发性有机化合物( v o t a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d ) 的英文简称。无 论是涂料还是油漆，在使用过程中，都会释放t v o c 。那什么是t v o c 呢? 很简单就 是：总挥发性有机物。总挥发性有机物t v o c 是由一种或多种碳原子组成，容易在室 温和j 下常大气压下蒸发的化合物的总称，他们是存在于室内环境中的无色气体。其 7 f 仁北i u 力人学硕i ：学位论义 中主要气体成分有烷、芳烃、烯、卤、酯、醛等。刺激眼睛和呼吸道，伤害人的肝、 肾、大脑和神经系统。 2 4 1 室内空气中总挥发性有机物( t v o c ) 的来源 室内的t v o c 主要是建筑材料、室内装饰材料及生活和办公用品等散发出来的。 如建筑材料中的人造板、泡沫隔热材料、塑料板材；室内装饰材料中的油漆、涂料、 粘合剂、壁纸、地毯；生活中用的化妆品、洗涤剂等；此外，家用燃料及吸烟、人 体排泄物及室外工业废气、汽车尾气、光化学污染也是影响室内总挥发性有机物 t v o c 来源的主要因素。据报道，室内t v o c 浓度通常在0 2 m g m 3 到2 m g m 3 之间，而 在不当装修施工中，甚至可高出数十倍。室内多种芳香烃和烷烃主要来自汽车尾气 ( 7 6 一9 2 ) 。一般油漆中t v o c 含量在0 4 1 0 m g m 3 。由于t v o c 具有强挥发性， 一般情况下，油漆施工后的1 0 小时内，可挥发出9 0 ，而溶剂中的t v o c 则在油漆 风干过程中只释放总量的2 5 h 。 2 4 2 室内空气中总挥发性有机物( t v o c ) 的危害 我们认为，t v o c 是一种很普遍且对人体危害较大的一类污染物。其特点是种类 多、成分复杂，长期低剂量释放对人体危害较大。t v o c 是空气中三种有机污染物 ( 多环芳烃、挥发性有机物和醛类化合物) 中影响较为严重的一种。t v o c 是指室 温下饱和蒸气压超过了1 3 3 3 2 p a 的有机物旧1 ，其沸点在5 0 至2 5 0 ，在常温下 就以蒸发的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性会影响 皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。 一般认为，正常的、非工业性的室内环境t v o c 浓度水平还不至于导致人体的 肿瘤和癌症。当t v o c 浓度为3 o 一2 5m g m3 时，会产生刺激和不适，与其他因素联 合作用时，可能出现头痛；当浓度大于2 5m g m3 时，除头痛外，可能出现其他的神 经毒性作用【9 1 。 2 4 3 室内空气中总挥发性有机物( t v o c ) 释放的影响因素n 们 2 4 3 1 温度 总的来说，温度对( t v o c ) 释放的影响较复杂，温度对释放的影响与材料和t v o c 的类型有关。温度升高( 1 8 2 8 ) ，地板清漆释放的t v o c 浓度增大，而对于地 毯、p v c 地板和密封剂，温度对t v o c 释放的影响不明显。不同材料中的同一种t v o c ， 温度对其释放的影响不同。例如，由p v c 地板释放的2 一乙基一卜己酮随着温度升高 释放增加，而对于地毯，温度对2 一乙基一卜己酮的影响并不明显。对于蒸发控制释 仁北l u j 人学颁i j 学位论文 放的过程，释放速率与蒸气压成证比。只有在蒸发控制过程的初始释放阶段温度对 释放才有较大的影响。当在动态情况下材料释放超过三周，温度对释放影响不大， 这已经被几名学者证实。 2 4 3 2 相对湿度 室内相对湿度对t v o c 释放的影响与建筑材料和释放的t v o c 类型有关。对于地 板清漆和墙漆，增加相对湿度，t v o c 浓度显著增大，而对于地毯、p v c 地板和密封 剂，相对湿度对t v o c 释放没有明显的影响。 2 4 3 3 表面空气流速 根据边界层理论，表面空气流速越大，边界层厚度越小，因此t v o c 穿越边界 层的阻力也越小。实验结果表明，表面空气流速对释放速率的影响与材料有关。对 于清漆和油漆而言，表面空气流速越高，测试初期材料释放速率越快，但是对测试 末期的流速影响变小，这是因为释放初期是蒸发控制过程，而释放后期是扩散控制 过程。对于地板清漆和墙漆而言，表面空气流速对释放的影响并不很大，这是因为 湿膜变干后( 此过程很短) ，释放过程受扩散控制。对于地毯这种整个释放周期由 扩散控制释放的材料而言，表面空气流速对释放速率没什么影响【川。 2 5 什么是氡 氡是由镭衰变产生的自然界惟一的一种无色、无味、无臭的天然惰性气体， 是元素周期表中的第8 6 位元素，位于第六周期零族。在标准状态下，氡的密度为 9 9 6 k g m 3 ，是空气的7 7 倍。在温度为一6 1 8 变为液体，一7 l 时变为橙黄色 固体。它能溶解于水和许多液体，还能溶解于血液和脂肪。氡容易被胶皮、粘土、 活性碳等多孔材料吸附。氡在自然界有三种放射性同位素存在，即飘9 砌、硼砌和 蕊砌。其中硼只越是天然放射性元素衰变系列铀系中的中间产物，半衰期最长，为 3 8 2 5 d ，氡的母体元素为铀，铀的衰变产生氡。另外两种同位素的半衰期都非常短 ( 挪勋为3 9 6 s 、础砌为5 5 6 5 s ) ，不具有实际意义。因此通常所说的氡主要指 硼妇。氡在衰变过程中放出茳、，粒子后衰变为各种氡子体，氡及其子体均为 放射性粒子。氡的子体半衰期较短，称为短寿命子体。 2 5 1 氡的来源 我国存在着严重的氡污染问题。2 0 0 3 年以来我国调查了2 4 座城市的1 5 2 4 个写 字楼和居室，每立方米空气中氡含量超过国家标准的占6 8 ，氡含量最高的达到 9 i 杠北i u 力人学顺i j 学位论义 5 9 6 贝克，是国家标准的6 倍。有关部门曾对北京地区公共场所进行室内氡含量调 查，发现室内氡含量最高值是室外的3 5 倍。室内氡的来源主要有以下几方面： 2 5 1 1 房基下的岩石和土壤中的放射性物质 2 5 1 2 从建筑材料中析出的氡 建筑材料是室内氡的最主要来源，如花岗岩、砖、水泥及石膏之类，特别是含 有放射性元素的天然石材，易释放出氡。各种石材由于产地、地质结构和生成年代 不同，其放射性也不同。国家质量技术监督局曾对市场上的天然石材进行了监督抽 查，从检测结果看，其中花岗岩超标较多，放射性较高。根据检测，不同色彩的石 材其放射性也不同。最高的是红色和绿色，白色、黑色则最低。因此，消费者应谨 慎选择红色、绿色或带有红色大斑点的花岗石品种。我国生产的一些釉面砖也会使 室内空气中放射性氡浓度增高。 2 5 1 3 从户外空气带入室内的氡 在室外空气中氡的辐射剂量是很低的，可是一旦进入室内，就会在室内大量地 积聚。室内氡还具有明显的季节变化：通过实验可得，冬季最高，夏季最低。 2 5 1 4 从日常用水以及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡 2 5 2 氡的危害 氡对人类的危害最早发现于1 0 0 多年f ； 的德国。当时，德国斯尼伯格矿区矿工 肺癌发病率极高，就起名为“斯尼伯格病”。4 5 年后发现可能是因为该矿具有高氡 浓度空气所致。直到本世纪5 0 年代，才最后确定氡是引起肺癌的重要原因之一。 这样，人们从长期暴露于高水平氡及其子体的矿工肺癌发病率增高的经验中，逐步 认识了氡及其短寿命子体对健康的危害。 氡对人类的危害主要表现为确定性和随机效应。确定性效应表现为在高浓度氡 的暴露下，机体出现血细胞的变化。由于氡对人体脂肪有很高的亲和力，特别是氡 与神经系统结合后危害更大。随机效应主要表现为诱发肿瘤。由于氡是放射性气体， 呼吸时氡气及其子体随气流进入肺脏，氡子体衰变时放出盘射线，这种射线像小炸 弹一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发患肺癌的可能性。若氡衰变过程中释 放的口粒子通过呼吸进入人体，则会破坏细胞组织的d n a ，从而诱发癌症。美国外 科协会估计，由此引起的肺癌占肺癌发病率的1 5 左右，仅次于吸烟。同时，氡在 液体和脂肪中有较高的溶解度，它会聚集在脂肪较多的器官中，并衰变产生氡子体， 造成对人体的危害。人体在高浓度氡的影响下表现出血细胞( 红、白细胞) 总数升 高、血压下降和血管扩张等效应。氡子体所放射的q 射线是构成人体肺癌和血液 病的主要原因之一。q 、b 射线的外照射能损伤人体五官，产生皮肤干燥，毛发脱 l o 华北l u 力人学硕l j 学位论文 落等病变，严重时会引起皮肤癌。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不 孕不育、胎儿畸形遗传等后果。 人体各器官受到氡子体辐射剂量的程度是不同的，其中肺部受到的剂量最大。 而氡子体在肺部产生的剂量分布也是不均匀的，气管支气管上皮基底细胞层的剂量 大大高于肺区或全肺的平均剂量。由于肺质量及呼吸率随年龄而变化，对于空气中 给定的氡子体浓度，在6 岁左右时有效剂量当量可能达到最大值，该值约比3 0 岁 时的有效剂量当量高2 5 倍。平均来说，对l o 岁前儿童单位照射量所产生的有效 剂量当量约为成年入的1 5 2 倍。所以，氡及其子体对长期受照人员的主要危害 还是肺癌的发病率增加，尤其是对儿童。由于氡的密度比较大，在室内一般都会悬 浮在距离地面一米以下，高度越低，氡的浓度就越大 科学家测算，如果生活在室内氡浓度为2 0 0b q m 3 的环境中，相当于每人每天 吸烟1 5 根。科学研究表明，氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素，世界卫生组 织把它列为1 9 种主要的环境致癌物质之一，国际癌症研究机构也认为氡是室内重 要致癌物质。 2 5 3 氡的释放影响因素 室内氡浓度受到许多因素影响，如地质、气象、建筑结构、通风情况、生活方 式等。美国在1 9 9 4 年已绘制了室内氡图，确定美国1 3 的地区为高氡地质区域，这 些地区主要是富含铀的变质沉积岩、花岗岩和火山岩，因而使这些地区室内氡超标。 氡从土壤或结构表面析出率服从气体扩散的裴克定律，对扩散过程，根据裴克定律， 质量流密度与浓度梯度成正比，即 扩散规律遵从裴克( fi c k ) 第一定律： j = 一d 甲u ( 1 ) j ：扩散通量密度，单位时间通过单位面积的扩散量，具有速度量纲： d ：为扩散系数： 甲u ：浓度梯度。 氡的扩散及扩散系数随室内温度升高和压力下降而增加，而通风能使室内外气 压保持一致或者室内略高，从而减少了氡从土壤中析出的数量；同时，加大新j x l 换 气量可以把室内的氡及其子体排至室外，用室外空气稀释了室内空气中的氡浓度。 以往的通风空调系统为了节能大量采用回风，使含氡的空气重复使用，加剧了氡的 牛北i u 力人学硕i ? 学位论义 富集，因此，通风空调系统，尤其是地下建筑，在设计时应考虑防氡通风所需的新 风换气次数。在条件有限的情况时可以采用强迫通风的方式。 室内装饰对氡子体浓度的影响 氡了体浓度( b q m3 ) 建筑类型备注 未装饰装饰后 墙壁涂油漆， 砖混房 5 7 7l1 9 地面铺塑料板 粉煤灰砖房 8 1 26 5 9 水泥砂浆抹面 粉煤灰砌块房 9 1 27 2 3 水泥砂浆抹面 2 6 氨气 2 6 1 氨气的来源 氨气来源主要有三方面：在建筑施工中为了加快混凝土凝固速度或冬季施工防 冻，在混凝土中加入了高碱性混凝土膨胀剂和含尿素与氨水的混凝土防冻液等外加 剂，这类含有大量氨物质外加剂在墙体中随着温度、湿度等环境因素的变化而还原 成氨气从墙体中缓慢释放出来，造成室内空气中氨的浓度大量增加，特别是夏季气 温较高，氨从墙体中释放速度较快，造成室内空气中氨浓度严重超标。室内空气中 氨来自于木制板材，家具使用的加工木板材在加压成型过程中使用了大量黏合剂， 此黏合剂主要是甲醛和尿素加工聚合而成，它们在室温下易释放出气态甲醛和氨 气，造成室内空气中的氨污染。来自于室内装饰材料，譬如家具涂饰时使用的填加 剂和增白剂，大部分都用氨水。氨水已成为建材市场中必不可少的商品，它们在室 温下易释放出气态氨，造成室内空气中氨的污染。但是，这种污染释放期比较快， 不会在空气中长期大量积存，对人体的危害相对小一些。 2 6 2 氨气的危害 人对氨的嗅域为： 0 5 1 om g m3 。对口、鼻黏膜及上呼吸道有很强的刺激作 用，其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性而有轻重。氨是一种碱性物质， 它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用。氨可以吸收皮肤组织中的水分，使组织 蛋白质变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。氨对上呼吸道有刺激和腐蚀作 用，可麻痹呼吸道纤毛和损害黏膜上皮组织，使病原微生物易于侵入，减弱人体对 1 2 f 产北i u 力人学硕i j 学位论义 疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三叉神经术梢的反射作用而引 起心脏停博和呼吸停止。氨的溶解度极高，所以常被吸附在皮肤黏膜和眼睑膜上， 从而产生刺激和炎症。氨通以气体形式进入人体，进入肿泡的氨，少部分被二氧化 碳所中和，余下的被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿或呼吸排出体外。氨被吸 入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能。短期内吸入大量 氨后可出现流泪、咽痛、声音沙哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难、可伴有头 晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重者可发生肺水肿，成人呼吸窘迫症，同时可 能出现呼吸道刺激症状。 2 6 3 氨气的释放影响因素 国内研究人员采用环境舱模拟研究了随温度、相对湿度和空气交换率变化墙体 试块中氨的释放规律，发现在温度和相对湿度一定的条件下，随着空气交换率的增 大，环境内氨平衡浓度下降；但氨挥发速率和完全释放时间与交换率的关系并非正 相关。在交换率和相对湿度一定的条件下，随着温度的升高，室内氨平衡浓度升高， 挥发速率不断变大，相应的完全释放时间不断缩短。 产北i u 力人学硕l j 学位论义 第三章室内空气质量的控制标准 2 0 0 1 年1 1 月由建设部与国家质量监督检验总局联合发布了民用建筑工程室 内环境污染控制规范【眩】，对峻工建筑室内污染控制提出了要求；2 0 0 1 年l2 月， 国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布了室内装饰装修材 料有害物质限量标准，从建筑材料方面杜绝室内空气污染；2 0 0 2 年1 2 月，国家 质量监督检验检疫总局、卫生部和国家环境保护总局共同颁布了国家标准室内空 气质量标准【l3 1 ，从保护人体健康角度出发，首次全面规定了室内空气的物理性、 化学性、生物性、放射性四类共1 9 个指标的限量值。在三年时间内，中国政府相 继颁布了三个规范( 标准) ，可以认为，中国政府和公众对室内空气品质的重视己经 达到了相当的高度。在标准( 规范) 发布以后，室内空气质量受到了人们的广泛关注。 所以调查和评价室内空气污染状况，对保护人体健康和指导设计具有极其重要的意 义。 3 1 住宅装饰装修后室内环境污染物浓度限值： 室内环境污染物浓度限值 氡( b q m 3 ) 2 0 0 甲醛( m g m 3 )o 0 8 苯( m g m 3 )0 0 9 苯( m g m 3) 0 2 0 总挥发性有机物t v o c ( m g m 3 ) o 5 0 3 2 民用建筑工程室内环境污染控制规范 g b 5 0 3 2 5 民用建筑1 二程室内环境污染控制规范规定的5 项指标 污染物i 类民用建筑工程i i 类民用建筑t 程 1 游离甲醛( m g m 3 ) o 0 8o 1 2 2 苯( m g m 3 ) 0 0 9o 0 9 3 氨( m g m 3 ) o 20 5 4t v o c ( m g m 3 )0 50 6 5氡2 2 2 ( b q m 3 )2 0 04 0 0 1 4 华北i 也力人学硕l 等位论文 3 3 室内空气质量标准( g b t 18 8 8 3 2 0 0 2 室内空气质量标准规定的19 项指标) 早在2 0 0 2 年12 月1 8r ，我国就萨式发布了第一部室内空气质量标准，并 于2 0 0 3 年3 月l 同起正式实施。然而标准颁布近7 年，社会上的认知程度并 不高，大多数受访市民均表示“不知道有此标准 ，很少有市民主动向有关单 位提出要求检测室内空气质量，多是在家人患病之后才请专家“捉拿”致病的“罪 魁祸首 。 g b t 1 8 8 8 3 2 0 0 2 室内空气质量标准规定的1 9 项指标 参数 序号参数单位标准值备注 类型 2 2 2 8 夏季空调 1 温度 1 6 2 4 冬季采暖 4 0 8 0夏季空调 2 相对湿度 物理性3 0 6 0冬季采暖 o 3夏季空调 3 空气流速m s o 2 冬季采暖 4 新风量m 3 h ：l c 人3 0 5化学性二氧化硫s 0 ： m g m 3 o 5 0 1 小时均值 6 二氧化氮n 0 。 m g m 3 o 2 41 小时均值 7 一氧化碳c 0 m g m 3 1 0 1 小时均值 8 二氧化碳c o 。 0 1 0 日平均值 9 氨n h 。m g m 3 0 2 0 1 小时均值 l o 臭氧0 。m g m 3 o 1 6 1 小时均值 1 l 甲醛h c h 0 m g m 3 0 1 0 1 小时均值 1 2 苯c 。h 。 m g m 3 o 11 1 小时均值 1 3 甲苯c ? m m g m 3 0 2 0 1 小时均值 1 4 二甲苯c 。m g m 3 o 2 0 l 小时均值 1 5 苯并 a 芘b a p n g m 3 1 o 口平均值 1 6 可吸入颗粒物 m g m 3 0 1 5 日甲均值 华北l u 力人学硕l ：学位论义 l7 总挥发性有机物t v o cm g m 3 0 6 0 8 小时均值 1 8牛物性 菌落总数 c f u m 32 5 0 0 依据仪器定 1 9放射性 氡2 2 2 r n b q m 3 4 0 0 年甲均值行动水甲 国家建筑材料测试中心室内坏境检测总站拥有中国国家认可监督管理委员会 颁发的c m a 认证证书。证书中明确指出：依据本附表提供的检测数据，用于贸易出 证、产品质量评价、成果鉴定作为公证数据，具有法律效力。向社会提供公证数据 时，必须按本附表上所限定的检测范围出具检测报告并使用计量认证c m a 标志。 3 4 我国目前已颁布的与室内环境相关的其它标准及规范 g b 6 5 6 6 2 0 0 0 建筑材料放射卫生防护标准 g b t 1 6 1 2 7 1 9 9 5 居室空气中甲醛的卫生标准 g b t 1 6 1 4 6 一1 9 9 5 住房内氡浓度控制标准 g b t 1 7 0 9 3 1 9 9 7 室内空气中细菌总数卫生标准 g b t 1 7 0 9 4 1 9 9 7 室内空气中二氧化碳卫生标准 g b t 1 7 0 9 5 一1 9 9 7 室内空气中可吸入颗粒物卫生标准 g b t 1 7 0 9 6 1 9 9 7 室内空气中氮氧化物卫生标准 g b t 1 7 0 9 7 一1 9 9 7 室内空气中二氧化硫卫生标准 g b t 1 8 2 0 2 2 0 0 0 室内空气中臭氧卫生标准 g b t 1 8 2 0 3 2 0 0 0 室内空气中溶血性链球菌卫生标准 j c5 1 8 9 3 天然石材产品放射防护分类控制标准 g b l 6 5 3 6 一1 9 9 6 地下建筑氡及其子体控制标准 g b 9 6 6 3 9 6 7 3 一1 9 9 6 公共场所卫生标准g b t 1 7 2 2 6 一1 9 9 8 中小学校教室换气卫生标准 室内空气质量卫生规范 木制板材中甲醛的卫生规范 室内用涂料卫生规范 1 6 华北l 【l 力人学硕l ：学位论文 3 5 世界其它国家( 组织) 室内甲醛浓度限值( 最大容许浓度) 围家匀l 织限值( m g m 3 )评述 w h 0 0 1 总人群，3 0 分钟指导限值 月麦 0 15 总人群，基十刺激作j j 的指导限值 德国 0 1 2 ( 0 1 p p m )总人群，基于刺激作j j 的指导限值 芬兰0 3 0 o 1 5 对老新( 1 9 8 1 年为界) 建筑物指导限值 意大利 0 1 2 ( 0 1 p p m ) 暂定指导限值 荷兰 0 1 2 ( 0 1 p p m )基于总人数刺激和敏感者的致癌作用，标准值 挪威 0 0 6 推荐指导限值 西班牙 o 4 8 ( 0 4 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 0 2 0 指导限值：室内安装胶合板补救措施控制水平 瑞士 o 2 4 ( o 2 p p