（环境工程专业论文）武汉城市住宅室内空气品质现状调查与评价.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着我国住房制度的改革和房地产业的迅速发展，由室内装修引起的室 内空气污染问题日益突出。针对这一现状，必须加强室内空气品质的现状调 查及评价，总结出室内空气污染的总体特征及其影响因素，为最终的污染控 制、管理提供科学依据。 本文首次对武汉城市住宅进行了较大范围的室内装修情况及室内空气污 染现状调查，总结出武汉城市住宅室内空气污染的总体特征：新装修住宅8 0 存在室内甲醛浓度超标问题；少数( 大约l o ) 存在苯浓度超标问题；氨浓 度和氡浓度均没有超标。表明甲醛是新装修住宅室内空气中最主要的污染物。 通过对室内主要污染物甲醛进行装修全过程中的跟踪监测，揭示出装修 所使用的人造板材是室内甲醛最主要的来源，是影响室内空气品质的最主要 因素，而且人造板材中甲醛的释放是一个先快后慢的过程。 研究了室内主要污染物甲醛的日变化规律和年变化规律，找出了室内甲 醛浓度在一天中的最高值及日平均值所对应的时刻，为室内空气污染物的检 测提供了适宜的时间；发现夏季室内甲醛浓度的平均值高于其它三个季节， 甚至是冬季平均值的1 0 倍；分析得出温度是影响甲醛释放最主要的因素，且 温度变化1 ，甲醛浓度变化约为5 1 0 ；建议最好选择在夏季进行室内 装修，因为气温高有利于室内主要污染物甲醛的快速释放；指出装修完工4 5 个月后入住比较安全。 在全面总结国内外现有的各种室内空气品质评价方法优、缺点的基础上， 针对室内空气品质评价的特点及主观评价不便于操作与应用，提出采用灰色 系统理论中的灰色关联方法进行室内空气品质评价；并提出仿照噪音处理方 法对实测值进行对数变换以体现人对污染物浓度变化的主观感觉，从而使灰 色评价方法更加完善。运用该方法对武汉部分城市住宅进行了室内空气品质 评价，证明其简单方便，评价结果直观可靠。 最后，在上述研究结果的基础上，从污染源控制、通风控制及空气净化 三个方面归纳总结了室内空气污染的控制措施，指出保障良好的室内空气品 质是一个复杂的社会问题，需要整个社会来共同关注、共同努力。 关键词：室内空气品质，室内装修，评价方法，灰色关联分析 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t l lt h er a p i dd e v e l o p m e n to fr e a le s t a t ea n dt h er e f o r mo fh o u s ep o l i c y , t h e i n d o o ra i rp o l l u t i o nd u et ot h eh o u s ed e c o r a t i o ni sg r o w i n gi m p o r t a n t a st h e r e s u l t ，t h ei n v e s t i g a t i o na n de v a l u a t i o no f i n d o o ra i rq u a l i t ym u s tb es t r e n g t h e n e d ， i nt h eo t h e rh a n d ，t h eg e n e r a lc h a r a c t e r i z a t i o na n dt h ei n f l u e n t i a lf a c t o ro fi n d o o r a i rp o l l u t i o ns h o u l db es t u d i e df o rt h ec o n t r o l l i n go f t h e p o l l u t i o n i nt h i sp a p e r , b a s i n go nt h ei n v e s t i g a t i o no i lt h ec o n d i t i o no fh o u s ed e c o r a t i o na n d i n d o o ra i rp o l l u t i o ni nc i t yd w e l l i n gh o u s e si nw u h a n ，w ec o n c l u d e dt h eg e n e r a l c h a r a c t e r i z a t i o no fi n d o o ra i rp o l l u t i o ni nw u h a n i ti sl i s t e da sf o l l o w i n g ： t h ei n d o o rf o r m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o ne x c e e d st h er e q u i r e m e n t so fs t a n d a r d a m o n g8 0p e r c e n to ft h en e w l yd e c o r a t e dh o u s e s t h eb e n z o lc o n c e n t r a t i o no f s o m ee x c e e d st h er e q u i r e m e n t so fs t a n d a r d b o t ht h ea m m o n i ac o n c e n t r a t i o na n d t h er a d o nc o n c e n t r a t i o nr e a c ht h er e q u i r e m e n t so fs t a n d a r d t h er e s u l t ss h o wt h a t t h ef o r m a l d e h y d ei st h em a i ni n d o o rp o l l u t a n to ft h en e w l yd e c o r a t e dh o u s e si n w u h a n b ym o n i t o r i n gt h ei n d o o rf o r m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o nd u r i n g t h eh o u s ed e c o r a t i o n ， w ec o n c l u d et h a tt h es o u r c eo ft h ef o r m a l d e h y d e ，w h i c hh a st h eb i g g e s te f f e c to n i n d o o ra i rq u a l i t ym a i n l y , c o m e sf r o mt h ew o o d b a s e db o a r d t h er e s u l t si n d i c a t e t h a tt h es p e e do ff o r m a l d e h y d er e l e a s i n gi sq u i c ka tt h eb e g i n n i n g ，t h e ns l o w s d o w nw i t l lt h et i m e l a p s ea n d r e a c h e sas t a b l ev a l u eg r a d u a l l y t h e c h a n g i n g t r e n do fi n d o o rf o r m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o nw i t h i nad a yo rw i t h i na y e a ri sa l s oi n v e s t i g a t e d b a s i n g t h et r e n d ，t h em o m e n to f t h eh i 曲e s ta n d a v e r a g e f o r m a l d e h y d e c o n c e n t r a t i o nw i t h i nad a yi sd e c i d e d ，a n dt h er e s u l ti sh e l pf o ru st o c h o o s et h ea p p r o p r i a t et i m et om e a s u r et h ef o r m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o np r e c i s e l y t h r o u g ha n a l y s i st h em e a s u r i n gr e s u l t s ，w ef o u n dt h ea v e r a g ec o n c e n t r a t i o no f i n d o o rf o r m a l d e h y d ei ns u m m e ri sh i g h e rt h a no t h e rt h r e es e a s o n s i nf a c t ，t h e a v e r a g ec o n c e n t r a t i o no ff o r m a l d e h y d ei ns u m m e r i sh i 曲e r9t i m e st h a nt h a ti n w i n t e et h ek e yf a c t o ra f f e c t i n gt h ef o r m a l d e h y d er e l e a s i n gi st e m p e r a t u r e ；t h e a v e r a g ec o n c e n t r a t i o nv a r y i n g r a t i oi s5 - 1 0 p e r c e n t i g r a d e i ti ss u g g e s t e d t h a t t h ea p p r o p r i a t et i m ef o rh o u s ed e c o r a t i o ni si ns u m m e rb e c a u s eh i 【g ht e m p e r a t u r e i t 武汉理t 大学硕士学位论文 i s h e l p f u lt o t h ef o r m a l d e h y d er e l e a s i n ga n dt h es a f et i m et om o v ei ni s4 - 5 m o n t h sa f t e rh o u s ed e c o r a t i o n o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gc h a r a c t e r i z a t i o no fd i f f e r e n te v a l u a t i o nm e t h o d so n i n d o o ra i rq u a l i t y , w ep r o p o s e dt h eg r e yr e l a t e da n a l y s i si sb e n e f i c e n tt ot h e i n d o o ra i rq u a l i t ye v a l u a t i o ni nv i e wo ft h i ss i t u a t i o nt h a ts u b j e c t i v ee v a l u a t i o ni s n o tc o n v e n i e n tt ob eu s e d w i t ht h ea i m so f r e f l e c t i n gh u m a n ss e n s et op o l l u t a n t s c o n c e n t r a t i o nc h a n g e w ea l s oi n t r o d u c eam e a n st od e a lw i mt h ef i g u r ef o l l o w i n g t h em e t h o dt h a td e a l i n gw i t ht h en o i s e ，s oa st o i m p r o v et h eg r e ye v a l u a t i o n m e t h o d t h i sm e t h o di sp r o v e dt ob ec o n v e n i e n ta n dr e l i a b l e a tl a s t ，w es u m m a r i z ea l lt h em e a s u r e st oc o n t r o li n d o o ra i r p o l l u t i o nf r o m p o l l u t a n tr e s o u r c ec o n t r o l ，v e n t i l a t ec o n t r o la n dp u r i f y w eb e l i e v et h a ta s s u r i n g a n i n d o o ra i rq u a l i t yi sa c o m p l i c a t e ds o c i e t yp r o b l e m ，a n di tn e e d s a l lt h es o c i e t yt o p a y c l o s ea t t e n t i o nt o k e y w o r d s ：i n d o o ra i rq u a l i t y , h o u s ed e c o r a t i o n ，e v a l u a t i o nm e t h o d ，g r e yr e l a t e d a n a l y s i s 1 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 室内空气品质的定义 室内空气品质( i n d o o rm rq u a i t y ，i a q ) 是指在某个具体的环境内， 空气中某些要素对人群工作、生活的适宜程度，是为反映人们具体要求而形 成的一种概念。良好的室内空气环境应是一个为大多数室内成员认可的舒 适的热湿环境，同时也能够为室内人员提供新鲜宜人、激发活力并且对健康 无负面影响的高品质空气，以满足人体舒适和健康的需要“3 。 近2 0 年来，室内空气品质的定义经历了许多变化”1 。最初，人们把室内 空气品质几乎完全等价为一系列污染物浓度的指标。近年来，人们认识到这 种纯客观的定义已经不能完全涵盖f a q 的内容，于是，对室内空气品质的定 义进行了不断的发展。 在1 9 8 9 年室内空气品质讨论会上，丹麦哥本哈根大学教授p 0 f a n g e r 提出：品质反映了满足人们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质； 反之，就是低品质。英国的c i b s e ( c h a r t e r e di n s t i t u t eo fb u i l d i n g s e r v i c e se n g i n e e r s ) 认为：如果室内少于5 0 的人能觉察到任何气味，少于 2 0 的人感觉不舒服，少于1 0 的人感到粘膜刺激，并且少于5 的人在不足 2 的时间内感到烦躁，则可认为此时的室内空气品质是可接受的“3 。这两种 定义的共同点是都将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。 近年来，在a s h r a e 标准6 2 1 9 8 9 r 中首次提出了可接受的室内空气品质 ( a c c e p t a b l e i n d o o ra i r q u a l i t y ) 和感受到的可接受的室内空气品质 ( a c c e p t a b l ep e r c e i v e di m o o ra i rq u a l i t y ) 等概念“1 。其中，可接受的 室内空气品质的定义如下：空调房间中绝大多数人没有对室内空气表示不满 意，并且空气中没有己知污染物达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓 度。感受到的可接受的室内空气品质定义如下：空调房间中绝大多数人没有 因为气味或刺激性而表示不满。它是达到可接受的室内空气品质的必要而非 充分条件。由于有些气体，如氡、一氧化碳等没有气味，对人也没有刺激作 用，不会被人感觉到，但却对人危害很大，因而仅用感受到的室内空气品质 是不够的，必须同时引入可接受的室内空气品质。 武汉理工大学硕士学位论文 a s h r a e 标准6 2 1 9 8 9 r 中对i a q 的描述相对于其他定义，最明显的变化 是它涵盖了客观指标和人的主观感受两个方面的内容，比较科学和全面。例 如，c i b s e 便指出自己的相关定义中，没有考虑到诸如电磁波等无异昧，但 可能对人体有潜在危害的物质。这从某种意义上也反映了大多数组织和学者 对a s h r a e 标准6 2 1 9 8 9 r 中两类定义的认同。 1 2 室内空气品质的影响因素 室内空气品质是一系列因素综合作用的结果，这些因素包括：室内污染 源及其散发强度、室外空气质量、建筑围护结构及通风系统设计等。目前， 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 2 1 室内污染物的影响 室内污染物是引起室内空气品质问题的主要原因，其主要来源是建筑材 料和装饰材料、燃料燃烧、烹饪、吸烟、家用化学品等。广义上的污染物包 括固体颗粒、微生物和有害气体，其中微生物多依附于固体颗粒或液滴传播。 颗粒污染物根据其粒径的大小，分别会感染人体的呼吸道和肺部。附着在颗 粒上传播的各种微生物和菌类也会造成呼吸道感染，产生如流行性感冒、结 核等症状。气态污染物种类繁多，除n h 3 、c o 、c 吼、氮氧化物和氡等人们熟 知的气体之外，还有甲醛等挥发性有机化合物。一般认为它们会对人体的呼 吸系统、心血管系统及神经系统有较大影响，有些甚至还会致癌”1 。但是，根 据测定，室内的有害气体有数百种，将它们跟人体的不适感科学地联系起来 是一项长期而艰苦的工作。另外，许多调查都显示，即使人们抱怨很频繁， 在很多情况下并没有哪一种污染物单独超标。这一结果的最好解释是由于多 种而不是单独某一种污染物的影响才导致了对i a q 的抱怨，同时也使得人们 对现有污染物浓度指标的科学性和全面性提出怀疑。 固体颗粒污染除从室外和空调系统带入外，室内的燃料燃烧、二次扬尘 等也是其产生的原因。各种微生物污染大多跟室内湿度和空调系统凝水等状 况有关。当前人们主要采用避免扬尘、增加过滤、控制湿度等方式来避免这 方面的污染。相对而言，气态污染物的产生要复杂得多。除室外带入外，室 内人体的新陈代谢会产生c 魄和一些异味，建材、装饰材料会散发出n h 。、氡 以及甲醛、苯等挥发性有机化合物。对目前来说，调查室内有哪些主要污染 武汉理工大学硕士学位论文 源，了解各个污染源产生的污染强度有多大，研究污染物间如何相互作用等 是解决室内空气污染的关键”3 。从传统上来讲，控制污染源是避免污染的最 好方式，但对有害气体的污染控制很难采用这种方式，这就需要研究污染物 的释放规律，以利于采用其他手段。文献 8 的作者在这方面做了一些工作， 对某种地毯散发v o c 的特性进行了实验和模拟研究。 1 2 2 通风气流组织 在暖通空调系统的设计中，与室内空气品质关系十分密切的就是气流组 织的设计。气流组织设计得好，不仅可以将新鲜空气按质按量地送到工作区， 还可及时地将污染物排出，大大提高室内空气品质。 近年来，建筑空间日趋复杂化、大型化和多样化，设计人员在传统的设 计方法下，难以预料不同通风方式下的气流组织情况，因而导致室内空气分 布不合理的现象大量存在，这是产生室内空气品质问题的一个很重要的原 因。随着计算机的发展，利用计算流体力学对气流组织进行数值模拟的方法 应运而生，用于分析速度场、温度场、污染物浓度场等。目前，国外数值模 拟方法在暖通空调领域应用较多，国内也正在开展此种方法的研究。 1 2 3 新风问题 新风量和新风清洁程度是新风问题中的两个方面。新风量大小是空调设 计规范中有关i a q 考虑最多的一个问题。在a s h r a e 标准6 2 1 9 8 9 r 中，认为 用以确定新风量的污染物来自人员和室内气体污染源两个方面，这说明传统 的仅根据人员数来确定新风量的设计会导致新风不足。 新风清洁程度近来也受到人们的关注，国内有些学者提出新风三级过滤 的设想。需要指出的是，目前新风过滤主要考虑室外颗粒污染物的去除，而 室内空气品质更多的是受室内气体污染物的影响，因此，新风三级过滤对i a q 问题的解决到底起多大作用，仍然有待进一步的讨论。 1 3 室内空气品质的调查 在过去的2 0 多年中，长期生活和工作在现代建筑物内的人们表现出越 来越严重的病态反应，这一问题引起了专家学者们的广泛关注，并很快提出 了病态建筑( s i c kb u i l d i n g ) 和病态建筑综合症( s i c kb u i l d i n g 武汉理工人学硕士学位论文 s y n d r o m e s b s ) 的概念。根据世界卫生组织( w h o ) 1 9 8 3 年的定义，病态建 筑综合症是因建筑物的使用而产生的症状，包括眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、 困倦、头痛、恶心、头晕、皮肤瘙痒等。1 。近年来，有些专家学者建议将人 们对室内气味产生的不满也纳入到病态建筑综合症中 1 0 o 大量调查分析表明， 人们全天有超过8 0 的时问在室内度过，在这种情况下，s b s 问题主要是由于 室内空气品质不佳而引起的。 为了了解室内空气品质的状况及其影响因素，以便更好地研究和解决病 态建筑综合症，国内外许多学者对不同类型建筑中的室内空气品质进行了调 查、分析和评价，其中比较有代表性的见文献 1 卜1 4 。 这些调查多采用问卷调查与现场测试相结合的方法。问卷调查的内容一 般包括： ( 1 ) 周围环境状况，如温度、湿度、灯光、噪声、吹风感、异味、灰尘、 静电等： ( 2 ) 职业状况，如工作满意程度、工作压力、工作环境等； ( 3 ) 病态建筑综合症状况，如困倦、头痛、眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、 恶心、头晕、皮肤瘙瘁、过敏等； ( 4 ) 个人资料，如性别、年龄、是否抽烟、是否有过敏史等。 现场测试内容一般包括：一氧化碳、二氧化碳、甲醛、尼古丁、悬浮粒 子、温度、相对湿度、风速、照度等。 调查结果显示，引起室内空气品质问题的原因从大的方面可分为两类： 一是各类污染源产生的污染物作用；二是暖通空调( h v a c ) 系统设计或运行不 当。 第一类原因一般包括： ( 1 ) 室内污染，如室内办公设备、装璜、家具、人员等产生的污染物； ( 2 ) 由于室外大气环境的恶化，由新风吸入口或门窗等进入的污染物： ( 3 ) 交叉污染，这往往由于设计时各房间的压力分布不当而导致地下停 车场、打印室、吸烟区、镁厅等处散发的污染物流入建筑的其他区域； ( 4 ) 微生物污染，常由空调凝水或漏水造成。 第二类原因一般包括： ( 1 ) 通风和气流组织问题，如新风量不足，室内气流组织不好等； 4 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 热舒适性问题，当空气未达到希望的温、湿度时，由于对热状况的 不满，人们也会对i a o 产生抱怨。 大多数调查还发现，女性对i a q 的反应比男性更敏感，不同工作环境、 工作压力下的受调查者反应也不同，如靠近视频显示设备( v d u ) 或复印设备 的人员受到更多s b s 的困扰。 综合多个调查结果，可以将i a q 问题分作主观和客观两个方面。室内的 各种物理参数，如温湿度及各种固体和气体污染物浓度等客观参数对i a q 确 实产生影响，这些是影响室内空气品质的客观因素( 当前人们还不能完全明 白这些因素对人体到底能产生多大的影响以及如何产生影响) ；另一方面，人 们的心理状况、对外界的反应敏感度、性别( 暂且将性别归入主观一类) 等主 观因素的差异也会造成对i a q 的不同反应。 1 4 室内空气品质的评价 伴随着室内空气品质研究而发展起来的是室内空气品质的评价。室内空 气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法，它是随着人们对室内环境 重要性认识的不断加深而提出的新概念。由于室内空气品质是室内环境最重 要的组成部分，它不仅影响人们的身体健康，而且对室内人员的生产率也有 重要的影响，所以进行室内空气品质评价具有非常现实的意义。目前，对我 国来说，进行室内空气品质评价的目的在于“： ( 1 ) 掌握室内空气品质状况和变化趋势，以开展室内污染的预测工作； ( 2 ) 评价室内空气污染对人体健康的影响，以及室内人员接受的程度， 为制订室内空气品质标准提供依据； ( 3 ) 研究污染源( 如建材、涂料) 与室内空气品质状况的关系，为建筑设 计、卫生防疫、污染控制提供依据。 可见，进行室内空气品质评价的根本目的是要保护居民的健康与生活的 舒适，切实提高人们的生活质量，使人们的生活从舒适型向健康型发展。人 们要确定室内空气品质状况对生存和发展的适宜性，就必须进行室内空气品 质的评价。 又由于室内空气品质涉及到多学科的知识，所以它的评价应由集中建筑 技术、建筑设备工程、医学、环境监测、卫生学、社会心理学等多学科的综 合研究小组联合工作来完成“”。当前，室内空气品质评价一般采用量化监 武汉理工大学硕士学位论文 测和主观调查相综合的手段进行。其中量化监测是指直接测量室内污染物浓 度来客观了解、评价室内空气品质，而主观评价是指利用人的感觉器官进行 描述与评判工作。客观评价的依据是人们受到的影响跟各种污染物浓度、种 类、作用时间之间的关系，同时还利用了空气龄( a i ra g e ) 、换气效率( a i r e x c h a n g ee f f i c i e n c y ) 、通风效能系数( v e n t if a t i o ne f f e c t i v e n e s s ) 等概 念“”2 “。由于室内往往是低浓度污染，这些污染物长期作用时对人体的危害还 不太清楚，它们影响人体舒适与健康的阈值和剂量也不清楚。大量的测试数 据表明，室内这些长期低浓度的污染即使在i a q 状况恶化、室内人员抱怨频 繁时也很少有超标的。另外，室内有成千上万种空气污染同时作用于人体， 选择哪些污染物作为客观评价的标准还需进行大量的研究，所以，室内空气 品质的客观评价有其局限性。另一方面，人们的反应跟其个体特征密切相关， 即使在相同的室内环境中，人们也会因所处的精神状态、工作压力、性别等 因素不同而产生不同的反应。因此，对室内空气品质的评价必须将上述各种 主观因素考虑在内。但人的感觉往往受环境、感情、利益等方面影响，这也 会使主观评价出现倾向性。 1 5 室内空气品质研究的原因及现状 近2 0 年来，人们越来越感觉到研究室内空气品质的重要性和迫切性， 其主要原因有以下三点”： ( 1 ) 室内空气环境是人们接触最频繁、最密切的环境之一。人们约有 8 0 以上的时间是在室内度过的，与室内空气污染物的接触时间多于室外。因 此，室内空气品质的优劣直接关系到每个人的健康。 ( 2 ) 室内污染物的来源和种类日趋增多。由于人们生活水平的提高，家 用燃料的消耗量、食用油的使用量、烹调菜肴的种类和数量等都在不断增加； 各种高效清洁剂、杀虫剂、除臭剂等家用化学品及大量的能够挥发出有害物 质的各种建筑材料、装饰材料、人造板家具等民用化工产品进入室内。因此， 人们在室内接触有害物质的种类和数量比以往明显增多。国外学者的调查表 明，室内环境污染物的种类已高达9 0 0 多种。“。 ( 3 ) 建筑物密闭程度的增加，使得室内污染物不易扩散，增加了室内人 群与污染物的接触水平。随着世界能源的日趋紧张，包括发达国家在内的许 多国家都十分重视节约能源。许多建筑物都被设计和建造得非常密闭，以防 6 武汉理上人学硕十学位论文 室外的过冷或过热空气影响了室内的适宜温度。使用空调的房间也尽量减少 新风量的进入以节省耗电量，因此严重影响了室内的通风换气。室内的污染 物不能及时排出室外，在室内造成大量聚积，而室外的新鲜空气也不能币常 地进入室内，严重恶化了室内空气品质。经确切的测定，证实室内空气中的 污染物要高于室外2 5 倍”“。这使室内人群出现各种不适症状，这些症状被 统称为“病态建筑综合症”。此外，由于人们生活水平的提高，对室内环境的 舒适感提出了越来越高的要求，所以有必要对室内人居环境质量进行研究。 据美国环保机构估计，美国每年直接用在由i a q 引起疾病的医疗费用高 达1 0 亿美元，由此而产生的直接或间接损失达6 0 0 亿美元1 。根据世界银行 的研究资料表明，我国目前每年由于室内空气污染造成的损失，如果按支付 意愿价值估计约为1 0 6 亿美元。另据北京市化学物质检测中心报道：北京市 每年发生有毒建筑装饰材料引起的急性中毒事件4 0 0 多起，中毒人数达 l o 0 0 0 人以上，死亡约3 5 0 人，慢性中毒的范围更加广泛。全球每年因室内 空气污染而导致死亡的人数达2 8 0 万”。 鉴于以上原因，室内空气品质研究在国际上开始受到重视。从2 0 世纪 7 0 年代末开始，国外专家学者针对i a q 问题做了大量的研究工作，也取得了 一定的成果。欧洲一些发达国家对建筑材料释放的气体对室内空气的影响及 对人体健康的危害程度进行了全面系统的研究“”1 ；西方发达国家则投巨资 建立了专门用于室内环境研究的受控环境舱( c o n t r o l l e de n v i r o n m e n t c h a m b e r ，c e c ) ，如美国劳伦斯伯克利实验室( l b l ) 的室内环境系：国外对 室内空气品质评价也进行了大量的研究，内容包括对大量建筑进行客观评 价、主观评价，或二者相结合，或室内空气品质与人体热舒适性评价相结合 0 2 1 “。据大量文献显示，目前国外所从事的室内环境领域的研究开发工作主 要集中在病态建筑物综合症( s b s ) 的成因及预防、氡( r n ) 辐射的控制、室内环 境污染与人类健康等方面。 国内i a o 研究始于2 0 世纪7 0 年代末。自2 0 世纪9 0 年代初开始，由于 室内装修导致的室内空气污染问题受到人们的广泛关注，系统的i a q 研究才 开始展开。国家为此投入了大量的人力物力，进行相关政策、法规的建设和 基础学科的研究，相继发布了室内装饰装修材料有害物质限量、民用建 筑工程室内环境污染控制规范、室内空气质量标准等标准；逐步开展了 有关建筑和装饰材料中v o c 的释放及其所导致室内污染的研究工作”5 1 ；组 7 武汉理工大学硕士学位论文 织了对国内各地进行室内污染的调查研究。”。 尽管我国在室内环境污染方面的研究工作开展得较为迅速，从总体水平 来看仍处在初级阶段，与国外相比，在研究手段、研究广度和深度上及研究 的系统性方面差距较大。目前，我们需要开展广泛和规范的室内空气污染现 状调查、污染物的毒理学和流行病学调研，加强室内环境中污染物释放规律 的研究和建立标准的室内空气品质评价方法。 武汉是一个人口众多的大城市，其城市住宅的发展规模相当巨大。然而， 关于武汉城市住宅室内污染情况的系统调查与评价至今未见文献报道。据中 国室内装饰协会室内环境监测中心在武汉的唯一一个分中心介绍，由于实验 条件有限，该中心迄今为止只对几家城市住宅进行了室内甲醛浓度的检测。 因此，开展武汉城市住宅室内空气品质现状调查与评价具有重要的理论和实 际意义。 1 6 本文的研究目的、意义及内容 本文将以武汉城市住宅为调查对象，进行室内装修情况及室内空气污染 现状的调查与研究：在总结各种室内空气品质评价方法优、缺点的基础上加 以改进，提出一种合理、简便的室内空气品质评价方法。旨在通过研究污染 源( 如建材、涂料) 与室内空气品质状况的关系，寻找影响室内空气品质的主 要因素；通过研究室内主要污染物的浓度变化规律，掌握污染物的释放规律； 通过提出合理的评价指标及计算方法，为环评工作者提供一个适用的室内空 气品质评价方法；并最终为建筑设计、卫生防疫及污染的控制、管理提供科 学依据。 该课题的开展对于了解武汉城市住宅室内空气品质的现状，以规范和管 理武汉的建筑及装修行业：掌握污染物的释放规律及影响室内空气品质的主 要因素，为住户提供最佳的装修时间及安全入住时间具有重要的指导意义。 同时，对我国其他城市同类住宅室内污染物的预测与评价提供了理论依据。 本文主要研究内容包括： ( 1 ) 对武汉城市住宅进行比较系统、全面的室内装修情况及室内空气污 染现状的调查，总结出武汉城市住宅室内装修及室内空气污染的总体特征： ( 2 ) 通过对室内主要污染物在装修全过程中的跟踪监测，探讨室内装修 影响室内空气品质的主要因素； 武汉理工人学硕士学位论文 ( 3 ) 研究室内主要污染物的同变化规律及年变化规律，为室内污染物的 检测提供适宜的检测时阳j ，为住户提供最佳的装修时间及安全入住时间： ( 4 ) 在综合现有评价方法优、缺点的基础上，提出合理的室内空气品质 评价方法，并运用该方法对武汉城市住宅进行室内空气品质评价，以验证其 正确性。 武汉理工人学硕十学位论文 第2 章武汉城市住宅室内空气品质的调查研究 近年来，随着人民生活水平的提高和住房制度的改革，住房私有化进程 不断加快，购房成为城市居民生活中的头等大事。截止2 0 0 0 年底，全国人均 住宅面积( 建筑面积) 已从1 9 8 0 年的7 2 m 2 上升到2 0 4m 2 ，到20 1 0 年底还 将达到人均住宅面积( 建筑面积) 2 5 舻的目标“”。武汉作为湖北省的省会城 市，是华中地区经济、文化交流中心，常住人口8 4 0 万，流动人口超过1 0 0 万，其城市住宅的发展规模相当巨大。 伴随着房地产的不断升温，房屋装修成为人民群众的消费热点。据统计， 2 0 0 1 年全国建筑装饰工程实现总产值6 6 0 0 亿元，其中家庭住宅装饰工程实 现总产值3 6 0 0 亿元“。然而，由于建筑、装饰装修材料质量和施工过程控制 不严，以及建筑物密闭化程度的不断提高，使得室内空气质量有恶化趋势， 严重危害了人民群众的身体健康。 目前，武汉城市商品房绝大部分以毛坯房形式出售，由购房者自行选择 装修工程队进行室内装修。由于市场上正规的装修工程队数量少、价格高， 许多不具备任何专业知识的房主只得自行购买装饰装修材料，以期降低成本。 这就造成装修市场的管理十分困难，由装修引起的室内空气污染问题也越来 越多。 本实验旨在通过对室内装修情况及室内空气污染情况的调查，探讨室内 装修影响室内空气品质的主要因素，并研究室内空气中主要污染物浓度的日 变化规律及年变化规律，为室内空气品质评价及室内空气污染控制提供依据。 2 1 室内空气中主要污染物的来源及危害 我国早期的室内空气污染物以厨房燃烧烟气、油烟，香烟烟雾，以及人 体呼出的c 仉，携带的微尘、微生物、细菌等为主。近年来，城市生活所用 燃料均改为天然气、煤气，厨房也都装有除油烟机，因而由燃料燃烧所产生 的c o 、n o ，、s o 。、悬浮颗粒物等均不是城市住宅室内空气中的主要污染物。 随着经济的发展，人们越来越崇尚居室和办公环境的舒适化、高档化，由此 带动了装饰装修热潮，由建筑装饰装修引起的室内空气污染问题日益突出。 据北京市有关部门在2 0 0 2 年3 1 5 前夕统计，装饰装修造成的室内环境污染 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 成为消费者投诉的前五大问题之一“。 针对室内空气污染日益突出这一现状，我国学者对部分地区居室室内空 气污染进行了调查研究“”1 。结果显示，目前我国室内空气污染主要是由建 筑的装饰装修所引起，涉及的室内空气主要污染物有：甲醛、氨、苯和t v o c 。 考虑到氡对人体的危害及其不易被察觉，将氡也作为主要污染物加以研究。 下面分别详述这5 种主要污染物的来源及危害。 2 1 1 甲醛的来源及危害 自然界中的甲醛是甲烷循环中的一个中间产物，背景值很低。城市空气 中的年平均值大约为0 0 0 5 0 o l m g m 3 ，一般不超过0 0 3m g m 3 。甲醛有多 种来源，室外可来自工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等；室内则主要来源 于建筑材料、装饰物品和生活用品等化工产品，以及燃料和烟叶的不完全燃 烧。具体地说，室内空气中的甲醛主要来源于以下几个方面“： ( 1 ) 室内装饰所用的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造 板材。因为甲醛胶具有较强的粘合性，还具有加强板材的硬度及防虫、防腐 的功能，所以目前生产人造板材使用的胶粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树 脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等，板材中残留的和未反应的甲醛会逐步 向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。 ( 2 ) 用人造板制造的家具。一些厂家为了追求利润，使用不合格的板材， 在粘接贴面材料时再使用劣质胶水，加之制造工艺也不规范，结果制造的家 具成了一个小型废气排放站。 ( 3 ) 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 纸、贴墙布、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。 ( 4 ) 甲醛还可以来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷 油墨、纸张、纺织纤维等多种化工轻工产品；燃料、香烟燃烧后也会散发甲 醛。 甲醛是一种无色易溶的刺激气体，可经呼吸道吸收，长期接触低剂量甲醛 可以引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌。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，长期接触甲醛的人，可引 起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。 甲醛对室内暴露者的健康影响最敏感的是嗅觉异常和刺激。通常，人的 武汉理工大学硕十学位论文 甲醛嗅觉阈为0 0 6 o 0 7 m g m 3 ，但个体差异很大。据研究，甲醛浓度达0 1 p p m 时，可引起咽部和上呼吸道的损伤，而当浓度达到o 2 5 p p m 时，气喘病人和 儿童会感到呼吸困难。 2 1 2 苯的来源及危害 苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在，比如各种油漆和涂料的添加 剂、稀释剂，以及一些防水材料的添加剂等。苯也用作装饰材料和人造板中 粘合剂、空气消毒剂和杀虫剂的溶剂。劣质家具也会释放出苯等挥发性有机 物。壁纸、地板革、胶合板和油漆是室内空气中芳香烃化合物污染的重要来 源之一。这些建筑装饰材料在室内会不断释放有害气体，一些水包油的涂料， 释放时间可达1 年之久。 苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体。苯具有易挥发、易燃、蒸气 有爆炸性的特点。人在短时间吸入高浓度的苯，会出现中枢神经系统麻醉的 作用，轻者有头昏、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致呼吸、 循环衰竭而亡。如果长期接触一定浓度的苯会引起慢性中毒，可出现头痛、 失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱等症状。苯化合物已经被世界卫生 组织确定为强致癌物质。 2 1 3 氨的来源及危害 室内空气中的氨主要来源于建筑施工中使用的混凝土外加剂，如我国北 方地区近几年大量使用的高碱混凝土膨胀剂和含尿素的混凝土防冻剂。这些 含氨类物质的外加剂在墙体中随着温、湿度等环境因素的变化而还原为氨， 从墙体中缓慢释放出来，造成室内空气污染。另外，很多涂料中所用的添加 剂和增白剂采用的是氨水，也是污染源之一。织物、木材用的阻燃剂有些含 氨，同样可能释放氨造成污染。 氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，它是一种碱性物质，对接触 的组织有腐蚀和刺激作用。氨极易溶于水，对眼、喉、上呼吸道作用快，刺 激性强。它可以吸收组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏 细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。氨可以通过皮肤及呼吸道引起中毒， 轻者引起喉炎、声音嘶哑，重者可发生喉头水肿、喉痉挛而引起窒息，也可 出现呼吸困难、肺水肿、昏迷和休克。 武汉理工大学硕十学位论文 2 1 4 总挥发性有机化合物( t v 0 0 ) 的来源及危害 从广义上说，任何液体或固体在常温常压下自然挥发出来的有机化合物 就应是总挥发性有机化合物( t o t a lv o l a t il eo r g a n i cc o m p o u n d ，t v o c ) 。 在民用建筑工程室内环境污染控制规范中所说的t v o c 是指在指定的试验 条件下，所测得材料或空气中挥发性有机化合物的总量。t v o c 中除醛类以外， 常见的还有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘等。 t v o c 主要来源于建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品。例如：有 机溶液，如油漆、含水涂料，粘合剂、化妆品、洗涤剂等；建筑材料，如人 造板、泡沫隔热材料、塑料板材等；室内装饰材料，如壁纸、其他装饰品等； 纤维塑料，如地毯、挂毯和化纤窗帘；办公用品，如油墨、复印机、打印机 等，设计和使用不当的通风系统等。家用燃料和烟叶的不完全燃烧、室外的 工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等等。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、室内材料的装载度、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。 t v 0 c 可有臭味，表现出毒性、刺激性，而且有些化合物具有基因毒性。 t v o c 能引起人体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、 嗜睡、无力、胸闷等自觉症状，还可能影响消化系统，出现食欲不振，恶心 等，严重时甚至可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。一般认为，“不良 建筑物综合症”与暴露于t v o c 的综合作用有关，而不是由于单个化台物的作 用。总体来看，暴露于低浓度t v o c 的情况下，到底对健康的危害是什么、程 度如何，还不很清楚。 2 1 。5 氡的来源及危害 氡是一种放射性的惰性气体，无色无昧。氡元素有几种同位素：r n ”2 、 r n ”o 、r n 2 ”等，分别来自不同的镭同位素r a 2 ”、r a ”4 、r a ”3 。镭的同位素分别 由寿命非常长的铀- - 2 3 8 ( 半率期4 4 9 x1 0 9 年)