世界卫生组织公布的《2002年世界卫生报告》中专门用一章篇幅阐述了室内空气污染物主要存在于室内,人们长期生活在室内,因此人们受到的污染主要源于室内空气污染。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已引起35.7%的“呼吸道疾病、支气管炎和肺癌”。“报告”中特别提到居室装饰使用含有害物质的材料会加剧室内污染程度。
一、引 言
2005年9月国际空气科学学会(IAIAS)和国际室内空气协会(ISIAQ)在北京召开了为期5天的“第10届室内空气质量”国际会议。在140场专题报告会上,讨论交流的内容遍及室内环境领域的各个方面。
针对室内环境的焦点问题,大会主席团安排了17场论坛,讨论交流的题目是:(1)室内环境相关的传染疾病与公共健康;(2)非医院的室内空气环境中疾病传播控制的关键;(3)医院的室内空气环境中疾病传播的控制;(4)室内空气感官质量的评价;(5)为获得更舒适和节能的环境,瞬时的、非均匀的和巧妙的热环境设计潜力;(6)室内空气导致的过敏;(7)亚洲室内空气问题;(8-9)室内空气质量的挑战——源头控制、通风和空气净化;(10)室内化学最新进展;(11)污染源的表征和可否建立基于标准物的表征模式;(12)学校室内环境及其对学生健康与学习效率的影响;(13)优质室内空气工程——智能设计和出色实例;(14)轻便的空气净化器性能;(15)健康建筑物的教育及信息沟通;(16)办公室室内环境与工作效率;(17)车辆和交通工具内的室内环境等质量。这些讨论课题中,有讨论空气质量与传染病传播和人体健康关联的研究,有对特殊地区(如亚洲)或场所(如学校、办公室)的关注,有优秀新颖室内建筑设计的交流,有各种研究方法手段的介绍,有不同学科领域问的交流和协调重要性的探讨,有对净化设备功能和使用的评价论坛内容囊括了当今世界室内环境问题的方方面面,其中成功的经验、前沿的思路与发展的动态,对于我国室内空气环境的研究,无疑是十分宝贵的。
2007年7月宁夏环境科学学会承担的“全区室内环境污染检测治理机构资格认定”与会代表合影
2006年9月23日~24日,全国第一届室内环境与健康学术研讨会在山东烟台市召开,共有340人参加,共收录学术论文66篇。
二、室内化学的新进展——初级污染和次级污染
从化学家的眼光来看,室内房间就是一个反映器。在这个反应器中,化学物质不断地加入或取出,它们可以自身发生反应或者与其他物质发生反应,从而生成新的化学产物。应用化学和物理的基本原理来了解室内污染物的相互作用,就构成了“室内化学”的研究领域。次级污染引发的问题或许比初级污染更为严重,应引起更大的关注。
活性高的反应首先得到研究,紫外光或由净化器或室外进入室内的臭氧可以引发、产生次级污染物。例如:臭氧与萜二烯反应生成氧化混合物,包含着不确定的刺激物,可能导致眼睛和呼吸道的刺激。为了减少臭氧引发的“室内化学”反应,在臭氧通常超标的城市区域,建筑的机械通风系统里是否滤除臭氧的问题被提出来了。
作者(中)在台湾国立科学院
在2000年的国际健康建筑学术会议上,评价材料排放污染问题上,初级污染和次级污染就成了关注的焦点。在2004年7月,Niosh发起并主持了“室内化学与健康专题研讨会”,约70位研究者参加,推进了这方面的研究。在2005年这次室内空气质量会议上,涉及消耗性产品、建筑材料、表面化学、现场研究、感言感受、建筑物过滤材料等有关初级污染和次级污染的文章30篇,大约100人参加了“室内化学的最新进展”论坛。论坛主持者希望在2008年的室内空气质量大会上,关于短寿命和活性物种的检测、室内材料添加剂的水解、表面化学、暖通空调(HvAC)的运作、暴露与健康效应等方面的研究能有更多的进展,2006年的健康建筑国际会议也将继续这个议题的研讨。
三、室内空气感官质量评价和产品标记法
人的感觉评价是室内空气质量评价方式之一。化学分析可以了解气体的成分,但是却未必给出有关人体所感受的“室内空气的感受质量”的信息。空气感受质量评价有很多需要解决的问题如:气味组分和露反应之间的关系;训练过的人员和未经训练的人员之间的差异;湿度对空气感受质量的影响;吸附和化学反应的影响。计算整个室内的空气感受质量,不但需要一种建筑材料释放气味评价的标记准则,还需要一种方法,把不同的建筑材料、人员和家具陈设等的贡献加起来。
在2005年这次室内空气质量会议上,德国柏林技术大学的F.Bittei介绍了一些空气感受质量评价的方法:污染负荷加和法、矢量模型法、气味加和图解法、强度加和法。芬兰的ramstrSm介绍了终极标记系统,解释了芬兰的建材释放分类(M1)的感官试验,展示了试验程序和相关资料。1995年芬兰的分级系统开始实行,2001年进行了改进。芬兰公布的室内空气分类标准,它包括可测对象值、清洁度要求、建材释放标准。得到认可的和达到释放Ⅲ级的建筑物和材料被标记到最佳目录中,目前数目已经超过800个。2001年这种分级法扩展到通风系统的管道和其他部件。经验显示,训练过的人员用严格标准检测的结果,未经训练的人员用可接受的标准的判断结果,是可以信赖的;后者足以达到质量标志的目的,实际操作中更经济方便。
标记法来源于芬兰和丹麦,所有专家都赞同有一个建材的标志的标准程序方法。新的标准程序必须明确释放物单元、强度、接受程度及实验方法。国际标准应当不久出台,避免重复不同国家的重复试验。
四、室内环境与工作和学习效率
本次论坛讨论了是否有足够的数据表明室内环境质量表征和人体反应及在办公室的工作效率之间的内在联系,以及如何定量这种关系,并建立改善室内空气的成本与效益的关系。可以通过模拟办公室工作如打字和阅读等实际工作,研究能风速度、温度,感受空气质量和工作效率关系。会议的研究报告提出:室外空气提供速度加倍时,效率提高大约1.5%,病假的人数败减少10%,感觉空气不满意程度减少10%,工作效率提高约1%。不良建筑综合症(SBS)程度与自我工作效率评估之间的关系中,在SBS下降7.4%时,工作效率自我评价提高1%。学校中,低通风率、较高温度、暖通空调通风系统颗粒物过虑膜老化,导致学生的学习成绩有所下降。
宁夏科协与台湾国立科学院交流科技座谈会
改善空调系统的投资费用和能耗支出,和由于工作效率提高产生的经济效益相比,都相当的小。研究者建议进行更多的现场实验,获得进一步的数据,研究工作效率的多因子影响因素,以及空调通风系统的清洁、维护与工作效率的关系。建筑物污染源、进风口等作用于人体并影响空气质量的因素应当进行研究,并加强和医学团体对这个问题的合作。尽管最近美国和芬兰研究认为工作效率的自我评价方法可以提供有益的信息,但是,自我评价工作效率和实际工作效率二者的定量关系并不清楚,需要进一步研究。
五、非均匀的暖通环境
在60多年前确立的暖通空调体系,均匀的、稳定的、适中的室内温度控制被认为是减少不适感的最好方式。然而,通过瞬时、非均匀的个体热环境控制的恰到好处的设计,例如躯体和腿部温暖、头部凉爽,瞬时的温度和气流速度的波动的热环境,可以获得更高水准的舒适度。快速发展的控制系统技术完全可以满足我们的要求。如果目标可以实现,则导致暖通空调体系标准的变革,对于空调工业将带来深刻的影响。
论坛报告了最新进展和一些问题,例如送风量和空气流速、气流方向、过渡空间的适宜温度、局域舒适性、非均匀的瞬时空间的模型等。从不同的角度来看待“非均匀和瞬时”,这是有挑战意义的研究。大多数人更喜欢空气比较流动的环境,气流方向和温度是影响通风的感觉的重要因素。在消除身体不舒适时,非均匀的非瞬时的环境条件,比均匀中性的环境条件更有效。当温度降低时,室内空气感受质量就要好一些。在较高的温度下,空气的流动可以使得感觉舒适性提高。流动的空气带走了人体呼出的气流,使他们可以自主控制自己领域的局部环境条件,就能创造他们的“天堂环境”。当然,这种控制技术应当比较简单,不能太复杂,否则难于实际使用。
六、污染源的表征
现代室内环境里包含大量的多物种的污染源,可挥发性有机物。VOCS构成了重要的一类室内污物。其初级污染源可有胶粘剂、填缝剂、密封剂、油、溶剂、木材着色剂、地板蜡、织物、护墙板、处理过的木材、聚氨酯涂料、压制的木材产品、乙烯基地板,以及办公室设备如计算机、复印机、打字机等。VOCS的释放是依据材料的不同,把材料放在实验舱内几小时到几个月进行检测。此外,半挥发性有机物SVOCS开始受到关注,例如增塑剂、阻燃剂、生物杀灭剂。在玩具、医疗器材、颜料、墨水、乙烯基地板、头发定型喷雾剂、除臭剂、指甲油、香水、食品薄膜和洗发香波中都发现了邻苯二甲酸酯。阻燃剂存在计算机、电视、电气设备、电缆、织物、绝缘泡沫等。半挥发性有机物的释放比挥发性有机物的释放慢得多,它的释放要持续数月或数年,而且其中有一些物种毒性很大。
耗材和建材的污染物释放历来在小实验舱中进行表征。现在对于常见污染类型的基本机械特征影响开始进行研究,确定关键的模型参数的程序也得到开发。由于机械特性影响建材污染物释放的研究得到验证和接受,现有的、标准的实验方法应当修正,把对机械性质影响和释放速率的测定协调起来。例如,乙烯基地板的污染物释放与原材料的浓度含量、材料与空气的分配系数、材料内的扩散系数三个参数有关。
机械的源模型存在很大的复杂性,已经做的释放研究在某些简单源上得到了部分验证,还有很多工作要做。简单源模型仅仅在小的实验舱内得到验证,这种验证工作还需要扩展到比较大的实验舱、居室和办公楼那样大的实际空间中。应加强对耗材和建材挥发和半挥发性有机物初始或可释放浓度的测量,这些测量结果在协调标准实验方法和机械模型方法会非常有用;应建立针对更复杂源的测量模型和试验参数;应建立标准源,可用于各实验室之间的比对。
(原载《中国环境科学协会室内环境与健康分会2006年学术年会论文集》,2006年山东·烟台)
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