室内环境主要污染物及其来源危害
室内环境是指人类为满足生产生活的需要,采用天然材料或人工材料构建或围隔而成的小空间,且与外界大环境相对分隔而成的小环境。对于人类来说,室内环境是提供人们进行正常学习、工作、休息和各项生活内容而免受室外自然因素干扰影响的人工环境。室内环境包括固定式室内环境(例如:生产厂房、车间、居民楼等)和移动式室内环境(汽车室内环境、轮船舱内环境、航天器室内环境等)。然而,人们最为关心的室内环境(狭义的室内环境)是住宅、办公楼和公共场所等的室内环境,即与人们生活密切相关的室内环境。而其中的重要议题是室内环境要满足业主期望的环境功能和不影响危害人体健康等两个方面。
一、室内环境质量
1、室内环境质量
以住宅为例,室内环境的主要内容是室内空气。空气是一种混合物,把不含水蒸气的空气叫“干空气”,把含有水蒸气的空气称为“湿空气”。通常我们所说的空气,都是指湿空气。湿空气中水气的最高含量在4%左右。纯净空气的基本组成包括恒定组分(氮、氧、稀有气体等)、可变组分(二氧化碳和水)和不定组分(主要是有害气体)。
围绕人体健康的主题,人们关心的是室内环境质量,即是指室内空气质量。室内空气质量是指定性或定量的描述室内空气状况好坏的程度,它是与室内人体健康最密切相关的一种本质属性。国际上,室内空气质量(Indoor Air Quality),通常简称IAQ。
空气质量具有价值。室内空气能否满足为人体供氧的需要,是其价值的第一体现;其次是空气中的有害成分的含量多少,往往是衡量空气质量好坏的依据标准。
2、室内环境污染
室内空气污染,通常简称为“空气污染”。它是室内环境质量的一种不安全状态。所谓室内空气污染,主要是由于人为因素直接或间接的使某些物质进入室内,改变了室内空气的组成,造成室内空气质量下降,影响室内人员的正常学习、工作、休息和精神状态,以致对身体健康产生影响和危害的现象。
通常把排放到室内环境中,造成室内空气污染的物质称为“室内空气污染物”。把排放或释放这种污染物的源头称为“室内空气污染源”。由室内装饰装修所产生的室内空气污染,其室内装饰装修材料就是污染源,由它释放的甲醛、苯等有害物质属于室内环境污染物。《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中所称“室内环境污染是指由建筑材料和装修材料产生的室内环境污染”,是从污染源的角度对室内环境污染定义的。
产生室内空气污染的因素是污染源、空气状态和受体。其中最重要的是污染源污染物的排放。要有措施使污染源达到“零排放”,就可以从根本上杜绝空气污染的产生。通常可以用减少室内的污染源的方法控制空气污染。另一方面,当污染物进入室内空气中,其空气污染程度与室内空气状态(空气的流速、相对湿度、温度)有直接影响,例如开门开窗通风换气,就可以降低室内空气中污染物的浓度。所谓受体因素,主要是指人群对污染物接触时间长短和可感知程度的个体差异。例如“弱势群体”易受污染危害。
室内空气污染具有累积性、多样性、长期性等特征。室内环境的相对封闭性,决定了空气污染的累积性。室内空气污染物的来源广泛性和污染物类别的多样性,决定了空气污染的多样性。人群多数时间处于室内环境中,人体接触污染物时间的长期性决定了空气污染的长期性。
室内空气污染的危害,主要表现为危害人体健康和影响人们的工作效率等两方面。
3、室内空气污染源
室内空气污染来源较多,主要可分为室外来源和室内来源两个方面。
(1)室外来源
室外空气中的污染物可进入密闭的室内环境,主要是通过门、窗缝隙等途径进入室内的。
① 室外污染气体,如工厂废气、汽车尾气、餐饮业烟气等进入室内;
② 房基地的缝隙释放进入的氡气;在原工业废弃物地址上新建房屋,原地址的有害气体释放通过房基地的缝隙进入室内;
③ 生活用水中的超标有害物质,可通过淋浴、喷雾加湿空气等方式喷入空气中,如挥发性有机物、细菌等;
④ 人为带入室内,主要是服装吸附,例如:烟、尘、苯、铅等。
(2)室内来源
①建筑材料和装饰材料:作为“不动产”,建筑材料和装饰材料是向室内空气中释放有害物质的主要污染源。室内的油漆、涂料、胶粘剂、壁纸、地板、木家具、地板革等。都可能释放各类有害物质,其中主要包括甲醛、苯系物、总挥发性有机物等污染物。
②室内燃料燃烧产物,主要是燃煤、燃气的燃烧,产生的废气含CO、CO2、悬浮颗粒物,以及碳氢化合物等有机物。
③烹调油烟:250℃以上的炒菜高温产生油烟,是含有多种有机物成分的混合污染物。其中含有“三致”作用的有害物质。
④吸烟烟雾:香烟烟雾是吸烟产生的室内污染物,其中含有有害气体种类繁多,主要有
CO、CO2、NOX、NH3、HCHO,以及烷烃、烯烃、芳香烃等,其中的气溶胶状态物质主要成分是焦油和烟碱(尼古丁),焦油含有大量的致癌物质。
⑤家用化学品:洗涤剂、清洁剂、脱色剂、着色剂、抛光剂、化妆品、防虫剂、空气清新剂、花草肥料与药剂、医药品等等。
⑥人的行为:主要是指人体的代谢,通过呼出废气、大小便,汗液等排出体外,进入室内空气中。
二、室内空气主要污染物
室内空气的主要污染物,正常条件下,主要包括化学污染物甲醛、氨、苯系物、TVOC和放射性物质氡气。以下说说甲醛及其室内污染
1、甲醛的性质
(1)甲醛(HCHO)又称为蚁醛,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体。甲醛气体的相对密度为 1.06,略重于空气,易溶于水,醇和醚,其30~40%的水溶液统称为“福尔马林”(formalin)。甲醛 在空气中嗅阈值为0.06~1.2mg/m3,眼睛的激阈值为0.01~1.9mg/m3。
因为甲醛分子中含有一个碳氧双键的醛基,是最简单的醛类,所以比其他醛活泼。
(2)甲醛具有水溶性。甲醛溶于水,甲醛的水溶液中,甲醛和它的水合物处于平衡状态;水合甲醛具有聚合性:市售甲醛水溶液(36~40%),时间长可见其浑浊,是因为形成了多聚甲醛。当蒸发甲醛水溶液时,这些水合分子间因缩合失水而形成多聚甲醛。多聚甲醛加热到180℃~200℃时,又重新分解出甲醛。因此多聚甲醛是气态甲醛的方便来源;
(3)甲醛具有可氧化性:甲醛和氧化剂可发生氧化还原反应,例如,可用碘作为氧化剂,将甲醛氧化为甲酸。此反应用于测定甲醛水溶液中甲醛的含量,即可用碘量法标定甲醛标准贮备液的浓度。
甲醛在空气中可缓慢氧化,因此甲醛在空气中有一定的半衰期。甲醛可以被强氧化剂氧化,变成二氧化碳和水。例如用臭氧处理室内空气,是先将甲醛氧化成甲酸,再进一步氧化成二氧化碳和水,是治理室内空气甲醛污染的基本依据。
(4)甲醛与酚试剂、乙酰丙酮等发生缩合反应,分别建立了分光光度法测定甲醛含量的方法:酚试剂分光光度法、乙酰丙酮分光光度法。
工业上甲醛也是合成树脂的原料,可以合成脲醛树脂,酚醛树脂等。
2、甲醛的来源
甲醛在自然界中的背景值较低,一般小于0.03 mg/m3,城市空气中的年平均浓度为0.005~0.01mg/m3。自然界甲醛参与的循环,甲醛是其中一个中间产物,因此半衰期较短。
(1)室外空气中甲醛的来源:包括石油、煤、天然气的燃烧,润滑油的分解;汽车尾气的排放,大气光化学反应;化工生产中的甲醛生产、脲醛树脂、涂料、塑料、胶粘剂等的生产。
(2)室内空气中甲醛的来源:包括人造板及其制品(主要是细木工板、地板)中释放的游离甲醛;内墙涂料、胶粘剂、壁纸和地毯中甲醛的释放;木家具中甲醛的释放;日常生活化学品(化妆品、清洁剂、消毒剂、编制化纤品等)中甲醛的释放;室外污染空气中的甲醛的进入,包括汽车尾气、工业废气中甲醛进入室内。
3、甲醛对人体的危害
室内空气甲醛含量偏高,就会对人体健康产生影响和危害。甲醛对人的眼睛、鼻子、呼吸道有刺激作用。当甲醛浓度在 0.12~1.2 mg/m3 时,能使肝功能、肺功能异常、免疫功能异常。具体说来:室内空气中甲醛的含量为0.10 mg/m3 时就有异味和不适感;0.5mg/m3 时,甲醛可刺激眼睛引起流泪;0.6 mg/m3 时,可引起喉咙不适肿痛;浓度再高可引起呕吐、呕心、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿。长期低浓度接触甲醛气体,可引起头痛、头晕、乏力、排汗过剩、以及视力障碍,皮肤皱裂。甲醛浓度较高时,对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤具有强烈刺激作用,对神经系统、免疫系统、肝脏等产生毒害。甲醛的刺激、致敏、致突变作用,个体差异较大。2004年国际癌症机构认为甲醛是致癌物。