建筑材料对室内空气质量的影响

1、建筑材料对室内空气质量的影响一、室内空气污染概述1.室内空气污染物质的种类1.1室内空气中污染物质的种类很多，按照污染物质的性质可以划分为以下四类：（1）化学污染物质包括从建筑材料、日用化学品、厨房等地方释放或排放出来的污染物质。 挥发性有机化合物主要包括甲醛(HCHO)、苯()、甲苯()、二甲苯()、苯并比()等在内的有机化合物，室内已检测出数百种挥发性有机化合物(VOC)。 无机化合物包括氨()、碳氧化物(CO、)、氮氧化物()、硫氧化物()、臭氧()等。（2）放射性污染物质主要是从房屋地基、砖瓦、水泥、混凝土、石材中释放出来的氡(Rn)及其衰变子体。（3）物理污染物质包括可吸入颗粒物(P

2、M10)，家用电器、照明设备产生的电磁辐射，以及室内温度、湿度、新风量、风速等物理性能指标。（4）生物污染物质主要是细菌、真菌、病毒等微生物，在室内的地毯、家具、窗帘、卧具以及阴暗潮湿的角落处快速繁殖生长。此外，室内花粉过敏也可属于生物污染。1.2 按照污染物质的性状可分为二类。（1）悬浮颗粒污染物即悬浮粒子和微生物，主要指空气动力当量直径10m的粒子，包括人为活动产生尘埃、细菌、花粉和烟雾等（2）有害气体污染物指室内气态污染物质，主要有、VOC、Rn等。2.室内空气污染物质的来源根据室内空气污染物质的形成原因和进入室内的渠道不同，室内空气污染物质主要来源于两方面：一是室内本身污染造成的，二是

3、受室外污染影响。因此，室内空气污染物质的来源可分为室内和室外两部分。2.1 室内污染源室内来源主要有：（1）建筑材料包括砖瓦、水泥、混凝土、石材等基本建筑材料，人造板材、涂料、油漆、粘合剂等装饰装修材料。（2）家具和化学品家具以及清洁剂、除臭剂、杀虫剂、化妆品等家用化学品。（3）办公用品现代办公用品复印机、空调、家电产生的臭氧、电磁辐射等污染。2.2 室外来源包括工业废气、汽车尾气、光化学作用、植物、环境微生物、房基地、人为带入室内的污染物等。室内空气污染物的来源非常广泛，而且一种污染物也可能有多种来源，同一种污染源也可能产生多种污染物质。所以，系统地分析室内空气污染物质的种类和来源，对于准确

4、掌握各种污染物质及其形成原因、更有效地控制室内空气污染是十分必要的。3.室内空气污染的特点室内空气质量包括物理、化学、生物和放射性指标，其中化学、生物和放射性污染物质种类繁多，来源复杂，室内空气污染具有以下的特点：（1）人为环境影响室内空气污染是在人工环境中产生的，不是自然现象，受气候和社会条件的影响。社会条件包括社会文明程度、技术经济发展水平、民族风俗习惯等多方面的因素。（2）影响范围大室内空气污染不同于特定的工矿企业的环境污染，涉及的人群数量很大，几乎包括了整个年龄组。（3）接触时间长人们在室内的时间超过全天的80，长期持续地暴露在室内空气污染的环境中，对人体作用时间很长。（4）污染物种类

5、多成百上千种空气污染物同时作用于人体，从固体悬浮粒子到分子状态的污染物，从放射性元素到微生物污染，它们都可发生复杂的抗拮作用或协同作用。（5）污染物浓度低室内空气污染物虽然种类繁多，但就某一种污染物来说，其浓度也许不会超过标准，但它对人们的危害却是不可忽视。因为它是多种低浓度污染物综合的、长时间的对人起作用。（6）污染物危害大对于室内采用了空调等设备的情况下，很显然室内空气的稀释能力是有限的；尤其是从节能角度考虑，采取了减少换气次数等措施，致使室内空气污染物对人的危害大为增强。（7）健康危害尚不清楚在室内空气污染中，低浓度污染物的长期影响对人体作用机理及其阈值剂量尚不完全清楚，需要继续做深入的

6、研究。二、建筑材料产生的污染物质由室内空气污染调查和各类建筑材料分析可见，建筑材料是当前室内空气污染的重要发生源，释放或散发出的主要污染物质有甲醛(HCHO)、苯()、甲苯()、二甲苯()、挥发性有机化合物(VOC)、氨(NH3)、放射性氡气(Rn)等气体成分以及石棉、重金属等少量的悬浮颗粒物。1.甲醛甲醛来源广泛，居民家庭和城市写字楼室内空气中的甲醛来源于建筑材料、家具、家用化学品等的释放；室外空气中的甲醛来源于石油、煤、天然气等燃料的燃烧，汽车尾气排放和大气光化学反应。甲醛主要来自室内装修装饰所用的建筑材料，包括胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等木质人造板材。甲醛与其他树脂结合在一起

7、具有较强的粘合性，还能加强加板材的硬度，具有防虫防腐的功能。所以常用甲醛合成多种粘合剂，如脲醛树脂(UF)、酚醛树脂等，其主要原料是甲醛、尿素、苯酚和其他辅料。目前生产人造板材使用的粘粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂，将人造板材制作家具、装饰墙面时，其中残留和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放出来，是形成室内空气中甲醛的主体。尽管其他各类装饰材料，如塑料壁纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等也可能向外界散发甲醛，但其甲醛释放量远远低于各类人造板材。因此，人造板材释放的甲醛是室内甲醛污染的主要来源。2.苯及苯系物苯以及甲苯、二甲苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在，如人造板材中的粘合剂、油漆和

8、涂料中的溶剂。在日常生活中，使用的空气消毒剂和杀虫剂也含有这种成分。另外，在工业、农业上常被作为溶剂或杀虫剂成分。室内空气中约70的苯来源于装饰装修材料的使用，在新装修的居室内可以测出较高浓度的苯。人类日常活动如吸烟、喷洒杀虫剂等均可导致空气中苯系物的种类和数量增加。室外空气中约80的苯来源于汽车尾气。3.挥发性有机化合物室内挥发性有机化合物的来源与甲醛、苯等类似，但更为广泛，主要包括以下几个方面：（1）建筑材料、生活及办公用品：如人造板材、油漆、涂料、粘合剂、地毯、壁纸、化妆品、复印机等。（2）家用燃料和烟草的不完全燃烧、人体排泄物。（3）室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等。总体来说，挥

9、发性有机化合物的释放源主要是家庭装修中使用的有机溶剂型涂料、有机粘合剂板材等。随着各种装饰材料和化学品的广泛使用，室内挥发性有机化合物的种类会不断增加。4.氨目前居民家庭和城市写字楼室内空气中的氨气主要来自于以下几个方面：（1）建筑施工中的混凝土防冻剂等外加剂。（2）室内装饰品。（3）木制板材。氨广泛用于含氮化合物的合成，如制造化肥、合成尿素、合成纤维等。目前，室内氨污染的主要原因是在建筑结构施工中使用尿素或氨水作为水泥混凝土防冻剂，这些氨类化合物可从墙体中释放出氨气，污染室内空气。另外，理发店在操作中经常使用含有氨的烫发水，挥发后污染空气。生活环境中的氨还来自于生物性废弃物，例如粪尿、汗液、

10、体表散发的气体以及蔬菜、植物腐败后产生的气体。5.氡氡是由镭衰变产生，是低层大气中天然放射性气体的主要组分，氡及其短寿命衰变子体的辐射剂量占天然辐射源的54。氡广泛存在于岩石狭缝、地下水、地面水、土壤、空气、天然气中。室内的氡主要来源于以下几个方面：（1）建筑材料如花岗岩、大理石、水泥、砖瓦、石膏等建筑材料，特别是天然石材和工业废渣再生材料中含有较高的镭，这些建筑材料用于地基、地面、墙壁、屋顶等处，衰变出来的氡即可逸入室内。（2）房基土壤在室内地层深处土壤、岩石中含有镭，一旦衰变成氡，即可以通过地基或建筑物的缝隙扩散到地面上的室内。（3）水源和燃料只有供水和天然气中的氡含量比较高时才会有害。（

11、4）室外空气一般室外空气中氡的含量很低。室内空气中氡的浓度取决于污染源的镭含量、物理性质、环境条件等。室内氡的浓度与建筑材料中镭含量、氡释放速度、室内通风条件等有关，氡的浓度随楼层数升高而降低。近年来的调查说明，各种掺入工业废渣的水泥、砖瓦等再生材料是造成室内氡污染的主要原因，日益增多的天然石材装修也是造成室内氡污染的潜在因素之一。三、污染物质的性质及其危害监测结果表明居室内空气污染物的浓度远远高于室外，室内的居民长期吸入这些物质后，会出现程度不同的不适症，可对呼吸系统、神经系统和血液循环系统造成损伤，严重影响人们的正常生活与工作。下面重点分析建筑材料主要污染物的性质及其对人体健康的危害。1.

12、甲醛（1）理化性质甲醛是最简单的醛类，相对分子质量30.03，熔点-92，沸点-19.5，是一种具有易挥发性的有机化合物。甲醛为无色、具有刺激性气味的气体，相对密度(1.04)比空气略大，易溶于水、醇、醚中，3040的水溶液称为福尔马林，可用做消毒剂。此溶液在室温下极易挥发，加热更甚。甲醛聚合物受热易发生解聚作用，在室温下能释放出微量的气态甲醛。（2）健康效应甲醛对人的皮肤和粘膜有强烈的刺激作用，可使细胞中的蛋白脂凝固变性，抑制一切细胞机能；由于甲醛在体内生成甲醇，而对视力及视网膜有较强的损害作用。甲醛对人体健康的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，

13、但个体差异很大。甲醛已经被WHO确定为可疑致癌物。甲醛对人眼的刺激阈可低至0.61.2mgm-3，嗅觉阈0.030.6mgm-3。长期低剂量接触甲醛可出现记忆力减退、嗜睡等神经衰弱症状，可以引起遗传物质的突变，损伤染色体。（3）甲醛的限量在室内装饰装修过程中，大量使用以甲醛为主要原料的脲醛树脂，导致室内甲醛浓度是室外的几倍到几十倍。用脲醛树脂为胶粘剂引起各种疾病，主要症状是呼吸道强烈刺激、咽喉烧灼、呼吸困难、眼睛刺激、咳嗽、发冷等，出现过敏性皮炎、神经失调等症状。我国一般住宅新装修后甲醛的浓度峰值可达0.85mgm-3，使用一段时间后可降至0.08mgm-3。WHO以嗅阈值作为健康终点效应值，

14、提出甲醛限量浓度为0.10mgm-3，我国室内空气质量标准(GB/T18883-2002)等效采用了该值作为浓度限值。2.苯及苯系物（1）理化性质苯理化性质苯(C6H6)是一种无色至浅黄色透明油状液体，具有强烈芳香气味，易挥发为蒸汽，是室内挥发性有机物的一种。相对分子质量78.11，熔点5.5，沸点80.1，蒸汽相对密度2.71。苯蒸汽与空气可形成爆炸混合物。苯不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等许多有机溶剂。甲苯和二甲苯都为无色、有芳香气味，具有挥发性、易燃、燃点低的液体。（2）健康效应1993年WHO将苯确定为致癌物。苯的健康效应表现在血液毒性、遗传毒性和致癌性三个方面。苯能引起麻醉和刺激呼吸道，

15、并在体内神经组织及骨髓中蓄积，破坏造血功能，长期接触会造成严重后果。甲苯和二甲苯的主要作用是对中枢神经系统的损伤及引起粘膜刺激。甲苯、二甲苯达到4232000mgm-3时，可刺激眼睛、鼻腔及咽喉，空气中二甲苯的最低可感含量在0.616mgm-3。气味阀值含量范围约在0.878.7mgm-3。（3）苯及苯系物的限量我国部分城市居室和办公室的测定结果表明，室内空气中苯含量为0.0110.56mgm-3，室外空气中苯的含量为0.010.134mgm-3。房屋装修之后，室内苯的平均含量范围在0.420.56mgm-3之间。在同时考虑物种差异和个体差异的情况下，WHO于1987年提出0.1mgm-3作为

16、保障大众健康的指导值。我国室内空气质量标准中苯的浓度限值为0.11mgm-3。在居民区进行的检测表明，居民区空气中甲苯、二甲苯含量为0.030.05mgm-3。WHO提出0.1mgm-3作为保障大众健康的指导值，我国室内空气质量标准中甲苯、二甲苯的限值是0.20mgm-3。3.挥发性有机化合物（1）理化性质根据WHO定义：挥发性有机化合物(VOC)是指在常压下，沸点在50260之间的各种有机化合物，按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷烃、芳烃类、烯烃、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。挥发性有机化合物是一类重要的室内空气污染物，目前已鉴定出300余种。除醛类以外，常见的还有苯、甲苯、二甲苯

17、、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、甲苯二异氰酸酯(TDI)等。它们各自的浓度往往不高，都以微量和痕量水平出现，在50gm-31.0mgm-3之间。由于VOC种类繁多，多种VOC联合作用是不可忽视，因此用总挥发性有机物TVOC(Total Volatile Organic Compounds)作为室内空气质量的指标，来评价暴露在TVOC环境下产生的健康和不舒适效应。（2）健康效应TVOC对人体健康影响主要是刺激眼睛和呼吸道、皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力。TVOC中的苯、氯乙烯、多环芳烃等为致癌物。TVOC被确定的和怀疑的危害主要包括五个方面：嗅味不舒适（确定）；感觉性刺激（确定）；局部组织炎症反应

18、（怀疑）；过敏反应（怀疑）；神经毒性作用（怀疑）。TVOC对人体健康的影响主要表现在感官效应和超敏感效应，当室内空气中的TVOC浓度小于0.2mgm-3时，人体感到舒适；当TVOC浓度在0.23mgm-3时，人体可能感到刺激和不舒适，会使人产生头痛、疲倦和瞌睡，导致昏眩和昏睡；当TVOC浓度在325mgm-3时，人体感到不舒适；当TVOC浓度大于25mgm-3时，对人体产生毒性效应，可能会导致昏迷、抽筋、甚至死亡。（3）TVOC的限量研究证实室内TVOC浓度高于室外约2.4倍。室内TVOC的均值为0.122mgm-3。它的突出特点是：种类多、成份复杂，长期低剂量释放、对人体危害大。我国室内空气

19、质量标准等效采用了WHO的限值0.60mgm-3，TVOC是指利用TenaxGC或TenaxTA采样，非极性色谱柱进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。4.氨（1）理化性质氨(NH3)为无色而有强烈刺激气味的气体。相对分子质量17.03，沸点-33.5，熔点-77.8，相对密度0.5962。氨极易溶于水、乙醇、乙醚，氨的水溶液呈碱性。氨可燃，在空气中的体积比达到1625时能发生爆炸。氨在高温时会分解成氮和氢，有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。（2）健康效应氨对健康影响主要表现为对口、鼻粘膜及上呼吸道有很强的刺激作用，其症状根据氨的浓度、吸入时间及个人感受性等而有轻重。人对

20、氨的嗅阈为：0.51.0mgm-3，轻度中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎，严重时可出现支气管痉挛及肺气肿，氨气浓度达3500mgm-3以上时，可立即致人死亡。在居住环境中接触氨，也可造成呼吸道、眼睛和皮肤的刺激。（3）氨的限量我国室内空气质量标准中氨气浓度的限值是0.2mgm-3；理发店、美容店卫生标准(GB9666-1996)规定空气中氨气浓度不超过0.5mgm-3。GB18588-2001中混凝土外加剂释放氨的量0.10（质量分数）。5.氡（1）理化性质氡(Radon，Rn)是一种无色无味的惰性气体，易扩散，能溶于水，极易溶于脂肪。在体温条件下，氡在脂肪和水中的分配系数为1251，故极易进入人体组织。氡在自然界中有三种放射性同位素存在，其中222Rn半衰期最长，为3.825d。另外两种同位素的半衰期都非常短，219Rn为3.96s，220Rn为55.65s，不具有实际意义，因此通常所指的