室内空气污染与防治初探

李亚茹

(天津市滨海新区环境保护与市容管理局,天津300450)

1 引言

空气是人类赖以生存的基本要素之一。人类在室内长时间的停留使得室内空气与人的接触量占据了人的一生与空气总接触量的绝大部分。国外资料调查显示,人的一生中有80%～90%的时间在室内度过,这里所指的室内不仅包括我们平时所认为的居室、办公室、教室等室内环境,还包括类似餐厅、宾馆、影剧院等公共场所,以及各种小汽车、公交车、地铁等交通工具。所以室内空气质量的好坏直接影响着人类的健康,室内空气污染问题应该受到绝对的重视。室内空气污染早在20世纪60年代就已经被发现,世界上一些环境保护专家已经把“室内空气污染”列为继“煤烟型污染”和“石油型污染”之后的第三代污染问题,如何改善室内空气质量则成为公众最为关心的问题。

2 改善室内空气质量的途径

室内空气污染物多种多样,主要分为4大类,具体情况见表1。如此种类复杂的污染物不可能通过一种途径进行消除,各种试验和研究数据表明,改善室内空气质量的主要途径有3条：去源、通风和转化。

表1 室内空气污染主要污染类型和污染因子

2.1 去源

现代建筑物多半采用密闭式空调系统,其显著特征为空气交换率低,如果室内存在空气污染源,便会造成空气污染的累积,使得室内空气品质日益恶化,而对人体健康造成不利的影响。改善室内空气质量,去除污染源头是最为根本的治理方法。室内空气污染物除了部分是由室外所扩散进入外,其余大多是由室内污染所产生的,而室内污染源随室内的环境特性有所差异,大体分成下列4种。

2.1.1 室内燃烧行为

室内燃烧行为包括烹饪、取暖、抽烟及烧香拜佛,这些行为产生的室内空气污染有CO、CO2、NO、NO2、悬浮颗粒物和挥发性有机物等。烹调产生的污染物主要有油烟和燃烧烟气两类。在烹调过程中,由于热分解作用产生大量有害物质,目前已经测定出的物质包括醛、酮、烃、芳香族化合物等共计220多种。燃料在燃烧过程中会产生CO、CO2、氮氧化物、SO2、丙烯醛和未完全燃烧的烃类,以及悬浮颗粒物,这些都对人体健康都存在着危害,是癌症的诱发因素。

在室内吸烟,会造成严重的室内空气污染,香烟烟雾的成分极其复杂,目前已经检测出3800多种物质,烟雾在空气中以气态、气溶胶态形式存在,气溶胶态物质的主要成分是焦油及烟碱(尼古丁,每支香烟约产生0.6～3.6mg尼古丁)。焦油中含有大量的致癌物质,相对于吸烟者来说,对被动吸烟者肺功能的伤害更加严重。

2.1.2 室内建材及装潢材料

室内建材如石材可能会释出氡气,而一些木制家具可能会产生甲醛及挥发性有机物。建筑材料自身释放的有害物质主要是氨和氡。氨产生于建筑施工中使用的混凝土外加剂,主要是冬季施工过程中在混凝土中加入的混凝土防冻剂,以及为提高混凝土凝固速度而使用的高碱混凝土膨胀剂和早强剂,其中所含的氨类物质会随着温度、湿度等环境因素的变化而还原成氨气,并从墙体中缓慢释放出来,造成室内空气中氨的浓度超标。研究人员开展的长期接触低浓度氨对人体健康的调查说明室内低浓度氨对长期暴露人群存在健康风险。

释放氡的建筑材料主要包括建筑石材、砖、土壤、泥沙等,同时室外空气、供水、天然气等也是室内氡的主要来源。近年来国内外流行病学研究调查结果表明居室内水平氡浓度暴露与肺癌危险度的关系密切。

室内装修的主要材料是胶合板、刨花板等人造板材,生产这些板材所用的胶黏剂中含有甲醛,其中残留的甲醛会逐渐释放出来,成为室内空气的主要污染物。同时在装修过程中使用的油漆、涂料及其添加剂和稀释剂、胶黏剂、防水剂、溶剂等,都含有苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,可经呼吸道吸收,是室内空气污染的主要污染物之一,已被世界卫生组织确定为可疑治癌和致畸形物质。它对人体健康的影响很大,包括对眼及呼吸道粘膜的刺激,对免疫系统的影响,对肝脏的损害,对皮肤的影响,对内分泌系统的影响,对神经系统的影响以及致突变和致癌作用。

2.1.3 日常用品

日常用品包括尿素甲醛泡棉绝缘材料、石棉绝缘材料、杀虫剂、喷雾发胶、复印机及空气滤净机等产品的使用,均会产生室内空气污染物,如甲醛、石棉、挥发性有机物及臭氧等 。

曾被广泛用做隔热材料的石棉制品,使用后会产生有害的石棉纤维,其吸入人体呼吸器官中,易沉淀在肺部深处,导致肺癌,故近年已被国家明令禁止使用。杀虫剂是一种化学产品,使用后其中含有致癌物质的挥发性有机物进入到空气中,对人体伤害的影响也不可忽略。计算机、复印机、打印机等现代化的办公设施也会释放污染物质,相信CRT显示器的辐射问题是液晶电脑受欢迎的主要原因之一。国外的实验显示,复印机和静电空气滤净机中的高电压装置,是室内臭氧的主要来源,而臭氧对皮肤的具有一定的危害。

2.1.4 其他因素

其他的因素包括病人呼吸产生的病菌、室内盆栽、植物产生的花粉,宠物产生的毛发及人类新陈代谢活动所产生的CO2等均会影响室内空气品质。室内空气生物性污染因子的来源具有多样性,主要来源于患有呼吸道疾病的病人、动物等。此外,环境生物污染源也包括床褥、地毯中孳生的尘螨,宠物产生的毛发,厨房的餐具以及卫生间的浴缸、面盆和便具等都是细菌和真菌的孳生地。

人体自身会通过呼吸道、皮肤、汗腺、大小便向外界排出大量空气污染物。此外,人体感染的各种致病微生物,如流感病毒、SARS病毒、结核杆菌、链环菌等也会通过咳嗽、打喷嚏等进入室内空气中,进而危害人体健康。

2.2 通风

通风是解决室内空气污染最为经济可行的办法,这种方法简便易行,没有成本,且效果显著。室内空气品质与空气交换率有密切的关系,当通风情况良好时,室内空气污染物会因室外空气的进入而稀释其浓度,但当通风不良时,室内空气污染物会在室内累积而增加其浓度。自能源危机以来,世界各国采用节约能源政策,新盖的高楼大厦多为密闭式建筑,空气交换率低,使得室内空气品质恶化,于是产生了SBS(Sick Building Symptom)问题,对人体的健康造成了不利的影响。

近年来,随着社会经济的高速发展,人民生活水平的提高,人们对办公和居室环境越来越崇尚舒适化和高档化,中央空调的使用是集中表现之一。但中央空调换气率较低,如果居室内有一个人带有病菌,病菌因为密闭性强不但不能排出室外,反而会将随着中央空调系统扩散到整个楼群,造成所有人群的不适。以国内常发生CO中毒为例,由于冬天门窗紧闭,瓦斯漏气或煤的不完全燃烧而释放出CO,造成人们吸入过量CO而缺氧死亡。

2.3 转化

所谓转化就是将污染物通过各种途径,包括化学、物理、生物的方法转化为对人体无害或低害的物质。

2.3.1 过滤、吸附

过滤就是通过所选过滤材料将部分颗粒物、烟雾、灰尘、细菌等污染物截流下来,减少对人体健康的危害程度。其中,滤材的选择是关键,选取那些过滤面积较大,不易老化的材料应用于空气净化领域中使其成为一项更加成熟可靠的技术。吸附法是利用某些有吸附能力的物质吸附空气中有害成分从而达到消除有害污染物的目的。活性炭作为吸附材料已有悠久的历史,硅胶和分子筛吸附技术虽然应用时间不长,也被广泛应用于空气净化,是目前去除室内挥发性有机物最常用的控制技术。但吸附技术只是污染物状态的转化,不能从根本上消除这些污染物。

2.3.2 催化净化、臭氧净化

纳米级的二氧化钛,在吸收阳光中的紫外线后,形成活性氧类的超氧化物,破坏病毒所寄居细胞的细胞膜,并捕捉、消除空气中的浮游细菌。此外,纳米级二氧化钛光催化净化还可以去除空气中的氨和甲醛。臭氧净化的原理是以普通空气通过高压电厂,使空气中的氧电离,并迅速合成臭氧。但是,臭氧本身也是一种室内空气的污染物,虽然克服了紫外线及一些常用化学消毒剂的不足之处,但是容易产生二次污染。

2.3.3 负离子净化

空气负离子之所以被人们称之为“长寿素”或“空气维生素”,是因为对人体的健康及生态的作用已经被国内外医学实践所证明,且随着技术水平的提高,空气负离子的作用已被认识得越来越清楚。经现代医学研究证明,空气负离子对人体各系统均有不同程度的修复作用。

(1)中枢神经系统。空气负离子可改善大脑皮质功能,使脑力活动效率提高,改善睡眠。

(2)植物神经系统。空气负离子可影响植物神经系统的应激功能,调整植物神经功能失调。

(3)呼吸系统。空气负离子能促进排痰,畅通呼吸道,改善肺的通气和换气功能。

(4)心血管系统。空气负离子具有降压、减慢心率,改善心肌营养状况的功能。

(5)血液造血系统。空气负离子能减慢红血球沉降速率,延长凝血时间,使周围红血球、白血球数量增加。

(6)免疫系统。空气负离子能活跃网状内皮系统功能,使得血液中丙种球蛋白含量增高,从而提高肌体的免疫力。

(7)其他系统。空气负离子对人身体中的其他系统也有一定的效用,如促进胃液分泌,提高食欲,促进新陈代谢,抑制细菌等作用。

由此可见负离子与人体的各系统即人体的健康密切相连,所以努力创造一个富含负离子的环境,将会对人体健康产生明显的促进作用。

2.3.4 生物净化法、植物净化法

生物法处理大气污染物是一项新兴技术,过滤器中的多孔填料表面覆盖有生物膜,并与膜内的微生物相接触而发生生化反应,从而使空气中的污染物完全绛解为CO2和水。目前生物技术在室内空气净化中大量应用。植物净化空气,阻滞灰土,减弱噪音,给人们带来愉悦感,用植物治理污染已引起世界各国科学家的高度重视。尤其是吊兰,芦荟等绿色植物因为可以吸附甲醛,因而越来越为人们所喜爱。

3 结语

美国环境保护总局指出室内空气污染已经成为诱发肺癌的第二个主要因素,对于不吸烟者则是第一诱因。人体患病超过40%是由于室内空气污染所致。癌症这个名词似乎离我们越来越近,而矛头直指环境污染问题,重中之重则是室内空气品质的下降。因此人们在日常生活中应加以注意,主要有以下4个方面。

(1)用无污染或低污染的材料取代高污染材料。采取集中供热,电取暖和做饭,配备性能可靠的通风系统,可避免燃烧烟气进入室内空气环境。尽量不要在室内吸烟,减少被动吸烟。正确选址或使用透气性差的建筑材料等都是减少室内污染源行之有效的办法。

(2)对于已经存在的室内空气污染源,应采用撤出室内、封闭或隔离等措施,防止散发的污染物进入室内环境。

(3)根据居室、厨房、卫生间的不同污染物选用具有不同功能的空气净化装置,如空气净化器、排油烟机、臭氧消毒器等。

(4)推广使用对人体和周边环境无害的健康型、环保型、安全型绿色建筑材料,积极营造绿色建筑是逐步实现提供舒适又安全的室内环境的原则。

室内空气污染的防治方法已经越来越多,主要的研究方向应该朝向多种净化技术的融合发展,以便取长补短,同时充分利用纳米、生物、等离子等新技术,并且,随着法律法规的健全、人类有关知识的增多及环保意识的增强,我们将拥有一个更为健康、绿色的生活空间。

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