室内污染物污染与控制

摘要：室内空气质量问题已经成为社会各界广泛关注的问题。如何有效地控制室内污染、改善室内空气质量是目前急待解决的问题。文章介绍了室内空气污染的特点、种类和来源，以及对人体的危害，并对传统方法如污染源控制、加强通风透气、植物净化等方法进行了探讨，另外还介绍了目前几种先进的室内环境净化处理技术及各技术的优缺点，进而对室内空气净化技术的发展趋势进行了展望。

关键词：室内空气质量；污染；控制技术

中图分类号：X503.1　文献标识码：A　文章编号：1007-0370(2011)05-0193-03

1　国内外发展前景

近年来，随着我国经济发展、生活水平提高和人们环保意识的增强，人们对自身的健康问题已经越来越重视，人们已认识到室内污染与自身健康的密切相关性，室内装修、室内吸烟等在污染室内环境时，已对人身体造成了伤害。为此，从人们健康的长远角度出发，室内环境污染的治理已成为必须高度重视的研究领域。

2　室内空气污染物的特点

室内引入能释放有害物质的污染源或者是室内环境通风不佳。这些都导致人的一系列不适症状。室内环境污染物来源广泛，种类繁多，各种污染物对人体的危害程度也有轻有重，同时室内污染又具有如下特点：

2.1　累积性

室内环境是相对封闭的空间，其污染形成的特点之一是累积性。室内产生的污染物浓度高，尤其是新装修房屋的建筑装饰品产生的有害气体或放射性有害物质，在通风换气不充分的条件下污染物不能排放到室外，大量的污染物长期滞留在室内，使得室内的污染物浓度很高，严重时可超出室外的几十倍之多。如果不采取有效措施，它们将在室内逐渐积累，导致污染物浓度增大，对人体健康构成危害。而在通风环境较好的室内，污染物的浓度一般都较低。

2.2　长期性

接触时间长、影响人群广。人每天有90％的时间在室内度过。而且老弱病残等高危人群在室内的时间更长。即使浓度很低的污染物。在长期作用于人体后。也会影响人体健康，。所以长期性也是室内环境污染的重要特点之一。

2.3　多样性

室内空气污染的多样性既包括污染物种类的多样性，又包括室内污染物来源的多样性。污染物种类多，包括化学性污染物，物理性污染物和生物性污染物等，其中许多污染物还能引起二次室内污染。生物性污染物如细菌等，化学性污染物如甲醛、氨水、苯、甲苯、一氧化碳等，放射性污染物如氧气等。室内空气污染物的来源既有室内污染源也有室外污染源。

3　室内常见污染物、来源及其对人体的危害

由装饰、装修带来的室内空气污染主要是化学污染，包括挥发性有机废气污染如苯、甲苯、二甲苯、苯并吡、酚类化合物、卤代烃、醋酸己酯、甲苯二异氰酸酯、甲醛等，挥发性无机物如氨等，放射性元素污染如：氡。

3.1　室内常见污染物

3.1.1　甲醛　甲醛，为无色、具有强烈刺激性气味的气体，具有活泼的化学性质和生物学活性，是室内环境的主要污染物，经常吸人会引起慢性中毒，若浓度过高，会直接引起呼吸系统等诸多身体不适症状。

3.1.2　苯系物　苯，是一种无色、具有特殊芳香气味的气体。其特点是危害性大，为强致癌物质。慢性苯中毒还会引起不同程度的白血病，是室内环境的隐形杀手。

3.1.3　氨　氨，具有无色、强烈刺激性气味的气体。其特点是刺激性强。对眼、喉、上呼吸道作用快，但其释放期也快，不会引起长期积存，对人体危害较小。

3.1.4　氡　氡是一种具有放射性、无色无味的惰性气体，是世界卫生组织(WHO)认定的19种致癌因素之一。该物质放射的射线对人体细胞基本分子结构具有破坏作用。

3.1.5　总挥发性有机化合物(TVOc)　总挥发性有机化合物为任何液体或固体在常温常态下自然挥发出来的所有有机化合物的总称。其特点是成分复杂，有嗅味，具有毒性大、刺激性强等特性。其来源较为复杂，主要来自油漆、涂料、卷材、塑料门窗等多种材料及物质。

3.2　室内空气污染物的主要来源

一是建筑装修材料和室内设备，相关污染物如酚醛树脂、脲醛树脂类化合物中的甲醛等。这是室内污染的主要来源；二是人类自身活动，由人体代谢带来的CO₂、烹饪或取暖造成的NO、CO和粉尘，吸烟烟雾，及其他活动引起的可吸入颗粒物等。

3.2.1　胶漆涂料类　胶漆涂料类，如家具漆、墙面漆和装修中使用的各种粘合剂等。这类材料是造成室内空气中苯污染的主要来源。胶漆的组成可分为3类基料(包括高分子聚合物及各种成膜助剂)、颜料和添加剂(包括分散剂、消泡剂、防腐剂等)。胶漆组份中常有如各种丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯等，其均有不同程度的毒性。

3.2.2　板材、地面装饰类　室内在对家具和地面的装修中会用到大量的板材，如天然木材、竹材、玻璃、金属、人造板等。其中人造板材在生产过程中需加入粘合剂进行粘结，有些板材的表面还要根据需要涂刷各种油漆，这些粘合剂和油漆都含有大量的挥发性有机物。在使用这些家具时，这些有机物就会不断释放到室内空气中，造成室内空气污染。例如，许多的调查发现，在新装修的房间中可以检测出较高浓度的甲醛、苯等几十种有毒化学物质。

地毯在使用时会对空气造成不良影响。化纤地毯可向空气中释放甲醛以及其他一些有机化学物质如丙烯腈、丙烯等。

3.2.3　壁纸　目前基于壁纸图案的丰富性与美观。越来越多的人选择壁纸对室内墙面进行装修。壁纸有天然纺织壁纸、化纤纺织物壁纸、塑料壁纸。天然纺织壁纸含有微细织物碎片可导致人体过敏：化纤纺织物壁纸可释放出甲醛等有害气体污染环境，；塑料壁纸往往含有未被聚合的化学物质，另外塑料的老化分解也可向室内释放各种挥发性有机污染物，如甲醛、氯乙烯等。并且，在壁纸施工中使用的胶黏剂也可向室内释放有害物质。

3.2.4　人体呼吸、烟气　研究结果表明，人体在新陈代谢过程中，会产生约500多种化学物质，经呼吸道排出的有149种，人体呼吸散发出的病原菌及多种气味，其中混有多种有毒成分，决不可忽视。吸烟者吐出的烟雾，是一般家庭空气污染的主要原因。烟草在燃烧时，燃烧处的温度高达850℃至900℃，烟草里的成分在超高温状态下，有的被破坏分解，有的又合成新的化学物质，这其中主要有尼古丁、焦油、氢氰酸等。尼古丁可兴奋神经，收缩血管，增加心率，连续吸入可使人丧生。焦油含多种有机化合物，其中含有苯并芘、苯蒽等强致癌物质。经国际癌症研究所专家小组鉴定，并通过动物致癌实验证明，烟草烟气中的“致癌物”多达40多种。吸烟是人类健康的“头号杀手”。

3.2.5　厨房油烟　厨房内的主要污染源为燃料的燃烧。在通风差的情况下，燃具产生的一氧化碳和氮氧化物的浓度远远超过空气质量标准规定的极限值。我们日常食用的植物油通常是二级油，

炒菜时油温越高分解的产物越复杂，当锅中油被烧到起火时，温度超过300℃，除产生丙烯醛外，还产生一种属二烯类凝聚物。

3.3　室内空气污染物对人体的危害

1983年，世界卫生组织将因建筑物室内空气污染导致的疾病正式定义为“病态建筑综合症”。简称SBS。SBS是因建筑物而产生的眼睛发红、嗓子疼、头痛、恶心、头晕等。随着西方发达国家的人们在非产业环境(例如办公室、居室)中度过的时间加长，越来越多的人出现了持续的SBS症状。人们终于认识到这是室内环境污染带来的巨大危害。因此，从20世纪80年代开始，西方发达国家纷纷开展了室内环境污染问题的系统研究，现已证明，室内环境污染除能引起SBS症状外，长期接触室内污染物还有可能导致“三致”：致癌、致畸、致突变。

室内空气污染对儿童、孕妇、老人和慢性病人等弱势群体伤害很大。儿童比成年人更容易受到室内空气污染危害。一方面，儿童的身体正在成长中，呼吸量按体重比比成人高50％另一方面。儿童有80％以上的时间生活在室内。室内环境污染的加剧会导致儿童的免疫力和智力降低，甚至诱发儿童的血液性疾病。

人体进入老年期，各项身体机能在下降，比较容易受到环境因素的影响而诱发各种疾病。空气污染不仅是引起老年人气管炎、咽喉炎、肺炎等呼吸道疾病的重要原因，还会诱发高血压、心血管、脑出血等病症，对于体弱者还可能危及生命。目前可将主要污染物对人体影响归纳如表1

I类建筑工程室内装修必须采用E1类人造木板及饰面人造板，也就是必须选用最好的板材。Ⅱ类建筑工程室内装修宜优选用E1类人造木板及饰面木板，若选用E2类人造木板时。对直接暴露于空气的部位应进行表面涂覆密封处理。

4　控制及处理技术

4.1　常用技术

4.1.1　污染源控制　从源头上控制污染物的产生，被公认为减少污染最有效的途径。我国相继出台了《室内装饰装修材料有害物质限量》10项强制性国家标准，对室内装饰装修材料有害物质限量的监控和规范装饰装修市场秩序发挥重要的作用。但该标准只是装修材料进入市场的把关准则。是最基本的质量要求，并不是环保标准，所以在房屋装修时要慎重选择装修建材，应选择符合环保标准的产品。如购买地板砖、石板材之类应向商家索取放射性检测报告，家具尽量选择实木家具或藤制品等纯天然家具，少买人造板材和有强烈刺激气味的家具。购买油漆和涂料应查看产品上的“中国环境标志”、“中国环境标志”证书和其他相关环保认证等，并注意证书和标志是否真实可靠，是否与产品相吻合。

4.1.2　加强通风透气　通风换气是一种简便可行的改善室内空气质量的方法。居室应经常开启门窗，保持空气流通，以尽量降低室内空气污染程度。自然通风可以满足房间一定的舒适度，保持室内空气的洁净度，降低建筑能耗。人们对室外的自然通风具有更好的接受度。自然通风虽然具有方便、有效和安全的优点。但是去除效率低，而且受到多种因素的影响和限制卧室的空间相对较少，会导致通风条件不佳，这就要进一步的要求设计合理的建筑结构以保证良好的室内通风状况。因此在建筑设计时，要做到起居室、卧室都能进行自然通风。

4.1.3　植物净化　采取放置植物等手段综合治理，可以降低卧室内污染物水平。室内空气处于轻度或中度污染时，可采用观赏植物净化的方法，植物净化法既可以防治室内空气污染，又可以美化居室环境，是一种切实可行的方法。有资料表明，芦荟能消灭1m³空气中所含的90％的醛；90％的苯在常青藤中消失：龙舌兰可吞食70％的苯、50％的甲醛和21％的三氯乙烯；垂挂兰能吞食96％的一氧化碳、86％的甲醛。可见，绿色植物是普通家庭均能接受的居室空气的净化器。

4.2　先进技术

4.2.1　物理吸附法该法是将污染空气通过吸附剂层，使污染物被吸附而达到净化空气的目的。优点是选择性好，对低浓度物质清除效率高，且设备简单，操作方便，适合挥发性有机化合物、放射性气体氡、尼古丁、焦油等的净化。对于甲醛、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、氢氰酸等宜采用化学吸附。

吸附剂一般有活性炭、沸石、分子筛、硅胶等，目前使用较广的是活性炭，它吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高。活性炭吸附作用主要是物理吸附，对各种气态污染物的吸附能力可用“亲和系数”描述。活性炭对有机气体的吸附性能较好，而对无机气体较差。用适当的化合物浸渍活性炭后，可使它具有相当大的化学吸附和催化效应。但活性炭对湿度敏感，某些化合物(酮、醛和脂)会阻塞气孔而降低效率。

物理吸附法只能暂时吸附少量污染物颗粒，当温度、湿度、风速升高到一定程度时，所吸附的污染物颗粒有可能游离出来，重新进入空气中。此外，吸附达到饱和就不再有吸附能力。如不进行及时更换吸附材料，吸附的有害物质、细菌、病毒等随时有释放出来的危险。

4.2.2　静电净化技术静电技术最早用于工业除尘。用于室内空气净化的电吸尘与工业除尘的机理相同，即由强电场对进人的含尘气流进行高压电离，产生电子的雪崩效应，并使空气中的部分组分离子化；电子、正离子向电极运动并与气体中的尘粒碰撞而使尘粒荷电，或尘粒扩散与电子碰撞而荷电，荷电尘粒被电极吸引、吸附，从而使含尘浓度降低。

静电技术可在有人的条件下对小环境空气净化进行持续动态的净化消毒，并具有高效的除尘作用(除尘效率在90％以上)以及能同时除菌等特点。但该法不能有效去除室内空气中的有害气体如VOCs等，静电除尘法还存在吸附不彻底的问题。

4.2.3　非平衡等离子净化技术等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电流体，整体保持电中性。非平衡等离子体内部的电子温度远高于离子温度。系统处于热力学非平衡态。其表观温度很低，所以又被称为低温等离子体。低温等离子体内部富含电子，同时又产生·OH等自由基和氧化性极强的O₃，从而达到处理空气中较低浓度挥发性有机物及微生物的目的。经检测，等离子体空气消毒净化机对空气中的金黄色葡萄球菌杀灭率为99.9％，对白色念球菌杀灭率为99.96％，对空气中的自然菌的杀灭率在90％以上。

将非平衡态等离子体用于空气净化，不但可分解气态污染物，还能从气流中分离出微粒，整个净化过程涉及预荷电集尘、催化净化和负离子发生等作用。非平衡等离子体在空气净化方面有突出优点，应用前景看好。

4.2.4　负离子净化技术处于电中性状态的气体分子受到外力作用，失去或得到电子，得到电子的为负离子。负离子借助凝结和吸附作用，极易与空气中微小污染颗粒相吸附成为带电的大离子沉降下来。负离子还能使细菌蛋白质表层的电性颠倒，促使细菌死亡，达到消毒与灭菌的目的。

4.2.5　光催化氧化空气净化技术国内外研究光催化氧化分解有机物，净化室内空气技术是在20世纪90年代兴起的，其原理是

利用紫外光，由光催化反应将反应体系吸收的太阳能转变为化学能。使室内有害气体及异味气体等分解为无臭无害的产物，同时可杀灭室内空气中细菌、病菌。实践证明在典型环境中的紫外光强度，也适合于降解极低浓度的污染物。

4.2.6　化学试剂净化法使用氯制剂和过氧乙酸进行消毒，主要是依靠它们强氧化能力杀灭致病微生物。过氧乙酸分解产物中的羟基自由基可破坏菌体维持生命的重要成份，使蛋白质变性而丧失生存能力。另外，过氧乙酸中的氢离子使细胞的通透性改变，影响细菌的吸收、排泄、代谢与生长，或引起菌体表面蛋白质和核酸的水解，使酶类失去活性，而达到杀菌作用。由于过氧乙酸用量少、浓度低，对人体无明显的刺激作用，适合卧床、重危病人的室内空气消毒。

4.2.7　膜分离净化技术膜分离技术是一项简单、快速、高效、经济节能的新技术。用于气体分离的膜主要有有机聚合膜和无机膜。有机膜分离技术已成功用于其他方法难以回收的有机物的分离。但将其用于室内空气净化的研究目前很少。

4.2.8　生物过滤技术利用生物膜分离技术分离醇、醛、酮和苯、甲苯、乙苯、二甲苯以及苯乙烯等简单的芳香族化合物，效果非常明显。其基本方法是在过滤器中的多孔填料表面覆盖生物膜，废气流经填料床时，通过扩散过程，把污染成分传递到生物膜，并与膜内的微生物相接触而发生生物化学反应，使废气中的污染物完全降解为CO₂和H₂O。该法对H₂S₅、NH₃等无机物也能完全去除。国外目前利用生物过滤技术在处理低浓度、高流量的挥发性有机物和臭味中已进行广泛应用。

5　结论与展望

由于室内空气污染物种类多、来源广、危害大，治理难度大，各国政府纷纷制定室内空气质量控制标准，出台法律法规，以立法的形式从源头上控制室内空气的继续恶化。同时投入巨资开展室内空气污染防治新技术、新方法的研究，取得了显著的进展。目前应用于室内空气污染控制的各种治理技术都对室内空气中的某些污染物有良好的去除效果，但是它们都有各自的局限性，在没有开发出更有效的净化技术和设备之前，集中各种既有技术和设备的优势，复合组成功能强大的治污新技术、新设备，已成为目前重要的研究方向之一。

21世纪上半叶将是我国经济社会加速发展，人民大众实现全面小康的战略机遇发展期，为了减少室内污染，保护人体健康，我们需要集思广益、加强法律监管、加强科学研究，力求工作安心，住的舒心，全然没有室内污染的“后顾之忧”。

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