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室内空气污染概论

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商品详情

书名:室内空气污染概论
定价:69.0
ISBN:9787030520067
作者:张淑娟 等
版次:1
出版时间:2017-06

在线试读:
第*章 绪论
  “室内”是与人类生存关系*为密切的环境。这里所说的“室内”主要是指居室内,从广义上讲,也包括办公场所、体育馆、健身房、餐厅、商店、书店、展览馆、博物馆、图书馆、候车室等一般公共场所和歌舞厅、影剧厅、音乐厅、美容场所、理发店等特殊公共场所以及飞机、汽车、火车等交通工具。
  自工业革命以来,人们的生活发生了质的飞跃,但快速的工业化和经济发展却导致大气环境状况不断地恶化,我国大气污染问题持续严峻。大气污染物及其可能带来的健康危害问题更是引发了我国政府、公众和媒体的高度关注。当人们一直致力于治理大气污染时,室内环境装修装饰时所带来的室内空气污染(indoor air pollution)往往被人们忽略。
  国外早在20世纪中期就开始进行室内空气质量研究,20世纪80年代,美国、加拿大、日本和欧洲各国的报纸杂志上频繁出现病态建筑物综合征(sick building syndrome,SBS)的词汇。世界卫生组织(WHO)于1982年把室内空气污染引起人们身体的眼、鼻、咽喉部位有刺激感、头疼、易疲劳、呼吸困难、皮肤刺激、嗜睡、哮喘等非特异症状称为病态建筑物综合征(SBS)(WHO,1982)。近年更是有研究(王凡,2013;Ahmed and Syed,2007)不断表明,频发的支气管炎、呼吸道疾病、肺癌等多种疾病在一定程度上与室内空气污染相关联,室内空气污染问题才逐渐为大众所关注。室内空气污染问
  题相对普遍,污染物种类多样,影响因素复杂,人们逐渐认识到室内空气质量(indoor air quality,IAQ)的重要与迫切性,主要原因可归类为以下三点。
  (1) 室内是人们接触*频繁密切的环境之一。现代人平均有60%~90%的时间在室内度过,室内空气质量时刻影响着人们的工作与生活。尤其是老、弱、病、残、孕、幼等敏感人群,在室内活动的时间更长,室内空气质量对他们更为重要。
  (2) 室内空气污染物种类日趋增多,对健康具有潜在危害。室内空气污染物主要分为物理性、化学性、生物性和放射性四大类,仅化学性中的室内挥发性有机物检出种类就达500多种,常见的种类包括甲醛、苯及其同系物等,不同剂量范围可产生不同的健康效应,如刺激、过敏和病变等。
  (3) 室内空气污染物不易去除。部分室内空气污染物如甲醛主要来源于木制板材所用的粘合剂,其甲醛的释放往往具有持久性,有些可长达3~5年,甚至十几年。大多数的治理方法只能处理部分已散发出来的污染物,而不能达到根除的效果。与此同时,随着世界能源的日益紧张,许多地方开始过分地追求建筑的密闭性与能源节约而忽视了对人体健康的影响,造成室内通风能力下降,室内空气污染物不易扩散,增加了污染物与室内人群的接触水平。
  因此,在经历了工业革命带来的“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”之后,现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。
  第*节 室内空气污染概述
  一、 问题提出
  随着科技的快速发展以及生活水平的提高,人们对居室和工作环境美观的要求不断提高。然而,在追求居室美观与功能的同时,室内空气污染这一“隐形杀手”正扼杀着人们的健康,这使得平均每天60%~90%时间处于室内的现代人开始关注室内空气质量。针对室内空气质量问题,美国成立了专门机构负责空气质量工作,并历时5年进行专题调查,结果发现,许多民用和商用建筑,室内的空气污染程度是室外空气污染的2~5倍,有的甚至超100倍。目前在室内空气中已检测出的挥发性有机物多达500余种,其中有致癌物质20余种,致病物质200余种。Loh等(登启红等,2015;Lohetal.,2007)研究人员利用美国室内外环境污染数据估测发现,导致癌症高风险的污染物依次是1,3-丁二烯、甲醛和苯,总风险中的69%来自室内污染暴露;室内源污染中甲醛暴露风险为70%,苯为20%。
  美国相关检测机构统计公布,世界上30%的新建和重修的建筑物中发现有害于健康的室内空气成分,这些有害成分已经引起全球的人口发病率和死亡率的增加。在美国每年因病态建筑物综合征的医疗费开支和劳动生产率的损失估计达到6000万美元。Logue(2012)对室内空气污染导致的慢性健康危害产生的工作时间损失进行了研究,发现导致室内空气污染因子中危害*大的为PM2.5,其次为丙烯醛、甲醛和臭氧。而在中国,室内空气环境中的PM2.5和甲醛等有机物的污染往往更高。
  中国室内装饰协会环境检测中心调查统计显示,室内空气污染程度常常比室外空气污染严重2~3倍,甚至可达几十倍,每年国内由室内空气污染引起的死亡人数超过10万人。来自世界银行的一份研究表明,中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106亿美元。
  2014年3月,世界卫生组织发布新的估计数字,称2012年空气污染造成约700万人死亡,也就是全球每八位死者中就有一位死于空气污染。从区域看,东南亚区域和西太平洋区域的低收入和中等收入国家2012年空气污染相关负担*重,总计330万例死亡与室内空气污染有关,260万例死亡与室外空气污染有关。2016年5月,第二届联合国环境大会新发布的报告也表示出空气污染是影响死亡率的重要因素之一,其中世界各地每年约有430万人死于空气污染,尤其是发展中国家的妇女和儿童。近日,著名医学期刊《柳叶刀》上刊登的一项大型研究同样值得国人高度关注。该研究由华盛顿大学健康测量与评估研究中心(IHME)牵头完成,通过对包括中国在内的全球188个国家和地区1990~2013年的健康数据进行统计分析,并发表了一篇题为《1990~2013年中国240种疾病别死亡率原因:2013年全球疾病负担研究的一项省级水平的系统性分析》的论文,该论文主要研究数据来自于中国和美国学者共同参与的全球疾病负担项目。该研究将中国的不同地区及省份重新组合并划分为五个组,并指出江苏、海南、广东、福建、湖北、湖南该组合有相对更高的预期寿命,但由于癌症或慢性阻塞性肺部疾病造成的死亡率较高,室内空气污染作为中国居民健康损失的十大因素之一,与慢性阻塞性肺病有着很大的关联性(Prof Maigeng Zhou et al,2016)。
  因此,由上述室内空气污染物的种类数量、致癌风险比例、经济损失数额和疾病死亡率等研究数据可以看出,室内空气污染是“室内隐形杀手”,严重威胁着人体的健康,亟须公众的关注与重视。
  二、 室内空气污染的定义
  空气污染分为室外空气污染与室内空气污染。平时所说的室内空气污染可以定义为:由于室内环境引入能够释放对人体有害物质的污染源或室内环境通风不佳而造成室内空气中有害物质的种类或数量不断累积增长,并对人体健康产生损害的过程。
  三、 室内空气污染特点
  室内环境污染物来源广、种类多、危害程度不同,同时由于在建筑设计中越发重视节能效益,建筑与外界的通风性较差,造成室内室外环境截然不同,因此室内环境污染具备以下特点:
  1. 多样性
  室内空气污染主要包括物理性、化学性、生物性和放射性四大类。物理性污染是指因物理因素,如电磁辐射、噪声以及不合适的温度、湿度等引起的污染。化学性污染主要包括挥发性有机物污染源和无机化合物污染源。生物性污染主要来自人为活动、宠物、代谢产物以及生活废弃物等。放射性污染主要来自石材或土壤。与此同时,这些污染物还可相互作用,形成二次污染物综合作用于人体。
  2. 影响范围广
  室内空气污染涉及的影响范围较广,包括家居环境、办公室、图书馆、医院、教室、娱乐场所等公共环境以及飞机、汽车、火车等交通工具。
  3. 短期污染浓度高
  刚装修完的室内环境,由于装修材料(如油漆或涂料)释放污染物的速率较大,若不进行适宜地通风扩散,很容易造成污染物浓度累积剧增。
  4. 人员暴露时间长
  污染物的释放周期一般较长,如室内甲醛的释放周期可达3~15年,而对于放射性污染物如氡,其释放时间可能更长。同时,根据我国环境保护部统计(环境保护部,2013),我国人群暴露于室内的时间可达到1200min/d,美国为1159min/d,日本为948min/d,这说明我国人群每天暴露于室内空气污染环境中的时间相对较长。
  5. 危害的表现时间不一
  有的污染物在短时间内就可对人体造成极大伤害,如浓度相对较高的污染物;有的则具有潜伏性,如放射性污染物,潜伏期可达几十年之久。
  6. 健康危害不清
  目前人们对一些室内空气污染物长期作用于人体健康的机理及阈值剂量尚不清楚。据统计(环境保护部,2013),我国18~59岁的城市人群长期呼吸量约为16.0m3/d,这意味着,长期吸附一些低浓度的室内空气污染物所累积的危害不容小觑。
  第二节 研究室内空气污染的意义
  人们在步入信息时代之后,生活方式的转变使得人们停留在室内的时间越来越长,室内空气质量更加引起了人们的关注。近年来大量研究表明,建筑相关的病态综合征发生越发频繁,许多人会出现不同程度的不适症状,因此认识清楚室内空气污染的危害,让更多的人了解室内空气污染的相关知识,对控制室内空气污染,改善室内空气质量,提高人们的身心健康十分重要。
  以下简单列举了室内空气污染对社会产生的主要危害。
  一、 危害人体健康
  建筑材料,装修材料和家具中含有甲醛、苯、氨、氡等危害人体健康物质。例如,甲醛对人健康的影响主要表现在刺激、过敏和病变三个方面。世界卫生组织和国际癌症研究中心已将其列为可疑致癌物质。苯是强烈的致癌物,人在短时间内吸入高浓度的甲苯、二甲苯时,轻者会头昏、头痛、恶心、意识模糊,严重者可致昏迷以及呼吸循环衰竭而死亡。氡无色无味,即使浓度很高时也无法察觉,但是它具有放射性,是致肺癌的重要因素之一。世界卫生组织2011年9月发布的《室内空气污染与健康》文章中显示:全球4%的疾病与室内空气质量相关,包括慢性呼吸道疾病、肺炎、肺癌等。因此,暴露于不良室内空气中,人体受到的健康危害可能是短期的,也可能是长期的,不同程度的污染对人体产生的危害不同。
  二、 造成经济价值受损
  室内空气质量与工作效率有着密切的关系,由此产生的缺勤与就医费用损失巨大。据《美国医学杂志》报道,在美国每年因呼吸道感染就医的人数达7500万次,每人每年估计损失1.5个工作日,因缺勤损失高达590亿美元。由于室内空气质量而引起装修公司与业主之间、雇员与雇主之间、房东与房客之间关系紧张,纠纷时有发生,由此可造成材料受损,制造商信誉下降,甚至引起法律争端等问题,浪费人力与物力。国际研究经验表明加强室内空气的质量,通常不需要增加太多的费用,从而提高工作效率,间接减少经济损失。
  室内空气污染对社会所造成的危害远不止以上两点。通常,室内空气污染还可造成室内用品的表面污染或损坏,缩短使用寿命,加剧有害物质释放,或者加重人们的心理压力等。
  因此,研究室内空气污染不仅可以保护人们的身体健康,减少财产损失和环境纠纷等,还可以进一步了解室内环境现状与污染特征,更有效地帮助人们正确的认识与预防室内空气污染问题,提高全社会的环保意识,为寻求安全科学的预防与治理方法提供重要的指导依据。
  第三节 室内空气污染研究历史与现状
  一、 国外的研究
  (一) 国外室内空气污染研究现状
  国外有关室内空气污染问题的研究是从20世纪60年代开始的(李友平,2011;唐孝炎等,2006),此时国外装修热正大规模兴起。当时的研究主要集中在室内与室外空气质量的关系,以及室内空气污染物与人体健康的关系。
  1965年,荷兰学者Biersteker等进行了第*个系统的、大规模的室内与室外空气质量的关系研究,研究表明室内外的空气质量存在显著差异,且室内的空气质量严重地影响到人体的健康。1976年,一起军团病事件的爆发,更加引起了国际组织、政府部门及科学界对室内环境问题的重视。
  1979年,世界卫生组织召开了室内空气品质与健康国际会议,至1990年,世界卫生组织共召开了八次关于室内空气质量(IAQ)的会议。1984年和1986年由欧洲共同体和美国采暖、制冷与空调工程师学会(American Society of Heating,Refrigeratingand Air-Conditioning,ASHRAE)分别召开了IAQ会议。1991年ASHRAE与国际建筑研究学会(CIB)联合举办了首次健康建筑与IAQ国际会议。此前,几乎每年都召开各种小型的有关室内空气品质研究的会议(马仁民,1999;李晓蕾等,2009)。
  1997年在华盛顿召开的健康建筑和室内空气品质国际会议,会议交流内容包括室内空气污染对人体健康影响、室内空气污染源释放机理、空调系统空气污染及改善室内空气品质方法探索等研究成果。根据会议的交流成果,美国国家职业安全与卫生研究所(National Institute of Occupational Safetyand Health,NIOSH)对上千所学校(以中小学为主)进行了研究,其中49份报告指明,引起“建筑综合征”问题的主要原因与室内空气污染源、通风系统、建筑结构及空调设备等有关。在公共及办公建筑中,普遍存在头痛、恶心及神经衰弱等症状,大部分起因于过敏。这些症状与建筑装修材料、办公用品(如计算机、打印机和复印机等)散发的甲醛、总挥发性有机物(total volatile organic compound,VOC)、可吸入细颗粒物及细菌等污染物有关。对于居住建筑,东欧、北欧和日本发表了大量文章,主要针对污染物的释放规律进行了研究。在日本,公寓住宅的甲醛及挥发性有机物的浓度均高于世界卫生组织的规定值,大部分污染源均与室内装修材料及建筑结构等有关系(马仁民,1999)。
  从1979年开始历时7年,美国环境保护署(Environmental Protection Ageney,EPA)通过总暴露量的评价方法(total exposure assessment methodology,TEAM)测定了650个家庭的室内外空气、个体接触量及呼出浓度,研究表明,室内TVOC高于室外,并于1989年提出了空气有机污染物的分类。TEAM研究成果被德国(500个家庭,75种TVOC)和芬兰(300多个家庭,45种TVOC)的调查所证实。世界卫生组织的一个小组利用这些数据得出了TVOC对人类危害的实验结果,德国学者根据这些实验结果推荐了室内空气中TVOC的浓度限值(李晓蕾等,2009)。
  近年来各类调查研究发现,室内空气污染与人体健康的关系越发紧密。21世纪初,美国EPA的一项分析报告显示,在美国120万商业建筑物中有2500万工作人员患有“病态建筑综合征”;加拿大一个卫生组织通过调查研究,提出当前人们68%的疾病都与室内空气污染有关;2002年日本研究发现,在日本约有30%的住宅因使用有害化学物质而引发“新居综合征”。
  综上可见,美国、加拿大和德国等发达国家的室内空气污染现象从20世纪开始就已经普遍存在,对IAQ的研究也较早地受到相关学者与研究机构的重视,在调查实践及单项研究已取得了较大的成果。
  (二) 国外室内空气质量管理现状
  1. 管理方面
  美国、澳大利亚、加拿大和英国这四个国家对室内空气质量的管理都是多个管理机构协同管理;美国和英国的管理机构主要是环境保护部门,加拿大和澳大利亚主要是联邦政府。
  芬兰、挪威这两个北欧小国的室内空气品质管理较为单一。芬兰室内空气品质和气候学会通过制定室内空气品质和气候的建议分级方法管理新建建筑;挪威的管理机构是健康指导委员会,该部门于1991年制定非工业环境下的室内空气品质指引。
  日本的管理机构主要是健康福利部,几乎所有的法规和标准、指引都是由该部门制定,韩国的立法和标准都很全面,但管理部门过多。
  2. 立法、标准方面
  美国、加拿大、英国、澳大利亚在室内空气质量管理方面都没有专门的立法。四个国家都有完整的标准和准则,且全面地涉及到工业场所和非工业场所,对建筑物均制定有通风标准。
  挪威、芬兰在室内空气质量管理方面也没有单独立法,制定了室内空气污染物浓度指引,还没有上升到标准或法规的高度,各种污染物的指标也不够全面。
  日本、韩国这两个国家在室内空气质量管理都有立法,韩国的立法尤为全面,有完整的标准或指引,共同的特征是对建筑物均制定有通风标准。日本的标准制定机构和管理机构都是健康福利部,韩国的则是由多个部门自行制定。
  根据各国环保部门的规定,同时参考郝俊红(2004)、谭琳琳(2008)、任远(2009)等相关文献研究,总结出以下各国室内空气质量管理现状,见表1-1。
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