室内空气质量评价研究初探
孙胜龙 刘丽丹
(东北师范大学环境科学系 130024)
随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，大型公共建筑和家庭装修越来越普遍。由于装饰建筑材料的使用，使得大量有毒有害化学品被引人室内，造成室内空气质量下降和严重污染。再加上空调系统的使用，建筑物越来越封闭，如果换气设施不完善，大量有毒有害物质在室内进行循环，不能及时排除室外，则加重了室内空气污染。近几年由于室内装修形成的疾病上升、事故不断，这是污染造成的结果。2001年全国首例由于室内装潇引发的案件在北京开庭审理，标志着室内污染问题的严重性。因此开展室内空气环境质量的评价是目前从事环境科学研究工作者急需开展的一项工作。
一、 开展室内环境预评价工作的必要性
据美国的一项调查显示，室内空气中可检出500多种挥发性有机物。加拿大一卫生组织调查也显示，当前人们68%的疾病与室内空气污染有关。在我国北京和杭州对居室内空气抽样检测后显示，室内甲醛浓度严重超标，超标率分别为73.3%和9.1%，最高超标10倍多。挥发性有机物(VOC)和苯的超标情况也很严重，分别为20%和3.396。人的一生的80%的时间是在室内度过的，尤其是老弱残疾者在室内的时间会更多。在污染物超标的室内肯定会对健康发生影响。空气污染已成为真正的“隐形杀手”，国际上一些专家甚至把室内空气污染列为继“煤烟污染”、“光化学污染”之后的第三大污染。
从广义上讲，室内除居室外，还包括办公室、教室、会议室、影剧场、图书馆、候车室、交通工具等公共场所。因此室内污染的研究包括的范围相当广泛。室内环境污染物主要包括三大方面，一是室内化学污染物，二是室内微生物的污染，三是室内放射性元素的污染。室内环境空气污染物的主要来源有:
1.室内燃料的燃烧
这类污染主要发生在室内直接与燃烧矿物燃料有关，如做饭、取暖等，它是我国室内空气主要的污染来源之一，但是随着集中供热和用天然气做饭的普及，相信在将来该污染源会渐渐减少。
2.建筑物与室内装演(如琦体涂料、地毯、复合地板、石材等)、家具等的有害物质释放此类污染物多发生在新装修室内或新购置房屋或家具时。也是目前社会公众、媒体最为关注的室内污染之一，是当前污染事故发生的主要原因之一。
3.与个人活动有关的一些污染物，如衣物、吸烟、化妆品、杀虫剂、清洁剂、宠物、花卉等此类污染物也是造成室内污染的重要原因之一，主要是由于人们不正确的生活习惯和不正确地使用化学品造成的。由于人们对这类问题认识不够，现在往往不被人们所重视。
4.室外大气污染物，通过空气流通进入室内这类污染物多发生在交通干线两侧或是1二业企业周边的居民住宅区，以及扬沙、沙尘暴等恶劣天气对室内空气的影响。
5.人体自身的排泄或制造的垃圾等
由于室内污染的存在，已大大影响了人类自身的健康。因此加强室内环境质量的评价工作已是一项十分需要解决的工作。在上述五大类污染源中，目前最为严重的污染当属装修材料释放的污染物〔表1〕，其中尤以人造板材中粘合剂污染物散发量最高。
表1 不同装修材料中散发的污染物的散发量[μg/(m2.h)]
污染物
粘合剂
胶水
地毯
涂料
油漆
稀释剂
烷烃
1200
丁醇
7300
760
癸烷
6800
甲醛
150
甲苯
250
750
160
150
310
苯乙烯
20
三甲苯
7300
120
十一烷
280
二甲苯
28
310
二、进行室内空气质t环境预评价的可行性
1.室内环境是一个相对独立的系统
室内环境可以认为是一个相对独立的环境系统，室内系统内部各污染源释放的各种有毒有害污染气体，根据“总量控制”的原则，可以分析出每一个污染源的污染特征，计算出其有毒有害气体释放量，再将室内所有污染源的有毒有害气体释放量进行求和，即可算出整个室内环境系统的有毒有害气体总量，通过评价或是采取一定的措施，使其低于室内环境空气质量标准，以保证身体健康，因此实现绿色健康装修是可行的。
2.已制仃了相关的室内有毒有害气体的卫生标准
由于室内空气质量的下降和污染事故的出现，已引起各国政府及其环保人士的注意 并为此制定了室内有毒有害气体的卫生标准，现在有关室内的污染物质一些指标已建议或公布出，这些为室内空气质量的预评价提供了技术上的可行性
I) 德国学者和挪威学者分别推荐了室内空气中的V(x浓度值(表2、表3)
表2德国学者BERN> SEIFER推荐的室内空气中Voc浓度值(μg/m3)
烷烃
芳香烃
萜烯烃
卤代烃
酯类
醛、酮类
其他化合物
VOC总量
100
50
30
30
20
20
50
300
表3 娜玻学者ELMUND SKARX T推荐建筑物设计目标要求
项目
典型本底水平
设计目标范围
室内VOC浓度μg/m3
300
300
楼板VOC释放量μg/(m2.h)
100~5000
200~500
墙壁VOC释放量μg/(m2.h)
20~1000
40~100
室内通风量L/(m2.s)
0.1~4.6
0.2~0.5
2)日本、意大利、德国、加拿大、美国和澳大利亚等国家也对室内一些无机污染物进行了控制，并提出了一些标准。世界各国室内甲醛浓度指导限定值或最大容许浓度见表4。
表4 世界各国塞内甲彼浓度指导限值和最大容许值
国家/组织
限值(mg/m3)
评述
WHO
＜0.1
总人群，30分钟指导限值
丹麦
0.15
总人群，基于刺激作用的指导限值
德国
0.12 (0.1mg/L)
总人群，基于刺激作用的指导限值
芬兰
0.30/0.15
对老/新（1981年为界）建筑物指导限值
意大利
0.12 (0.1mg/L)
暂定指导限值
荷兰
0.12 (0.1mg/L)
基于总人数刺激作用和敏感者致癌作用，标准推荐知道限值
挪威
0.06
推荐指导限值
西班牙
0.48 (0.4mg/L)
仅适用于室内安装尿醛树脂泡沫材料的初期
瑞典
0.13/0.20
指导限值，室内安装胶合板/补救措施控制水平
瑞士
0.24 (0.2mg/L)
指导限值
美国
0.486
联邦目标环境水平
日本
0.12 (0.1mg/L)
室内空气质量标准
新西兰
0.12 (0.1mg/L)
室内空气质量标准
3)针对室内污染情况，日本早在1965年就提出建立室内空气质量标准，并于1970年正式立法，提出的室内空气指标见表5。
表5 日本室内空气质量标准（1970）
编号
项目
标准值
1
悬浮颗粒物
＜0.15mg/m3
2
一氧化碳
＜10×10-6(体积比)
3
二氧化碳
＜1000×10-6(体积比)
4
温度
17~28℃
5
相对湿度
40%~70%
6
空气流速
＜0.5m/s
日本在制定这一实施对象时，一开始定建筑物面积为8000.'以上的场所，1973年减为5000.',1976所降为3000.'。现在正考虑将建筑物面积降为3000时 以内，同时增加控制指标，如甲醛、氮氧化物、氧、蜻虫等。
4)香港特别行政区于1999年推出办公大楼与公共场所IAQ(Indoor Air Quality)管理指南，建立三个水平的IAQ指标(表6):第一流水平代表高档舒适的大楼应有的十分良好的IAQ;第二流水平代表能保护大众健康的IAQ，包括儿童和老人;第三流水平代表能保护员工的职业安全与健康的IAQ。
表6 香港办公楼与公共场所IAQ管理指南――IAQ指标
参数
单位
8h平均值
第一水平
第二水平
第三水平
二氧化碳
×10-6(体积比)
＜800
＜1000
＜5000
一氧化碳
μg/m3
＜2000
＜10000
＜29000
可吸入颗粒物
μg/m3
＜20
＜180
－
二氧化氮
μg/m3
＜40
＜150
＜5600
臭氧
μg/m3
＜50
＜120
＜200
甲醛
μg/m3
＜30
＜100
＜370
总会发有机化合物
μg/m3
＜200
＜600
－
氡
Bq/m3
＜150
＜200
－
空气中的细菌
Cfu/m3
＜500
＜1000
－
温度
℃
20~25.5
＜25.5
－
相对湿度
％
40~70
＜70
－
空气流速
m/s
＜0.2
＜0.3
－
3.人民群众的要求与愿望
目前人们花钱买房已不再是一种奢侈，大部人在买了房后都要进行装修，装修后都希望其装修不会给环境带来污染或给自身健康带来不利影响，他们极切希望环境保护部门出据证明，以保证为绿色装修;有些人现在租房也希望有环境保护部门出据证明，证明所租的房屋不存在污染问题。最近对北京居民的一项调查表明，有93%的居民担心装修会造成空气污染,70%的被调查者愿意购买具有环境保护的产品，90%的家庭希望装修后能有环境保护部门提供一个安全健康的证明。这些为开展室内空气质量预评价工作打下了良好的群众基础。
虽然我国现在还没有统一的室内空气质量的标准，但结合上述不同国家的标准，我们认为室内监控的指标大致相同。而且随着测试技术的提高和科研工作的深人，也会不断增加一些新的监控项目(如已有一些国家将NC〕二、S02103、细菌种类及总量、光照等列人室内空气质量标准)。另外所做出的标准，大部分是以推荐值为主，自愿执行。我们可以借助他们的标准，制定出既符合我国国情又经济实用的一些监控指标。
三、室内空气质t预评价的方法与步骤探讨
室内环境质量预评价，是根据室内装修工程设计方案的内容，运用科学的评价方法，分析、预测室内装修工程建成后存在的危害、室内环境空气质量的危害程度，以及室内环境空气质量产生的化学作用和物理作用影响变化情况，提出科学、合理、可行的技术对策和提供装饰材料的有毒有害气体特性参数，作为装修工程项目改善设计方案和建筑材料供应的主要依据，作为进行绿色健康监理时的参考。预评价是保证建筑装修工程建成后具有良好的室内环境质量的一个重要步骤。
据胡粉等人的工作，室内空气质量评价应主要包括如下几个环节:工程分析、物料计算、建筑材料有毒有害气体的释放量的测定、有毒有害气体的定量计算、对策措施建议和评价结论等。如果业主已确立了建筑材料，还应进行建筑材料的评价与测试。
1.工程分析
室内环境空气质量预评价主要依据室内装饰工程设计方案。在工程分析中，根据工程设计方案，分析工程的室内微小气候条件、主要危害因素，确定主要污染物，合理划分评价单元。
1)室内微小气候单元的划分与分析
室内微小气候单元包括温度、相对湿度、气流风速等，它们除了直接作用于人体外，还作用于人体周围的生活环境，影响室内环境空气质量。因此进行建筑物的室内微小气候条件分析，是保证良好的室内空气质量的重要一环。
高质量的室内环境温度应在22-24℃之间，相对湿度为40%--50%，风速低于0.3时s通常情况下，室内装修工程设计中易忽视湿度问题和通风问题。尤其是在室内装备有中央空调系统的公共建筑设计中，其空调系统中的加湿装置无法满足干燥天气的湿度要求，因此必须对室内干燥情况进行评价。另外通风问题也是室内装饰工程设计经常遇到的问题，而风不畅且无空气净化装置的房间，很容易造成室内环境空气污染，因此必须对室内通风情况进行评价。
2)主要危险因素分析
通常在建筑物的本底不形成室内空气污染的情况下，造成室内环境空气污染的主要因素是室内装饰材料释放出的有毒有害气体。因此依据工程设计方案，确定了使用的建筑材料类型，亦即确定了该工程中的主要危害因素。据目前测试的数据，造成室内空气污染的主要因素是室内装饰材料释放出的有毒有害气体，其主要的污染物是甲醛、苯、甲苯、氛气、氨、一氧化碳、二氧化碳等。
3)评价单元的划分
随着节能技术在建筑物中的不断应用，建筑物的封闭性日益提高，室内与室外的自然空气交换水平显著减少，室内环境成为一个相对独立的环境系统，受外界空气影响很小。因此我们可以认为室内环境是一个独立的封闭体系，将这一封闭体系作为一个独立的环境去考虑，可作为一个评价系统。
在这一封闭系统中，为了较方便地进行评价工作，可将整个系统划分为独立的评价单元进行评价和计算。通常以每一个相对封闭的房间作为一个评价单元，可以将整个系统划分为若干个小的评价单元进行评价。由于每个房间关闭门窗后均是一个封闭系统，其空气交换量很小，可以忽略不计，因此我们可以将每个房间作为一个评价单元进行评价。如果房间没有相对封闭的空间时，应对其开放状态对其他单元的影响进行评价。
2.物料计算
根据工程设计方案，按照已划分的评价单元，对工程所有的建筑材料使用量进行统计计算，其结果是该评价单元中的各种建筑材料的使用量，包括机拼细木工板面积(m2)、三合板面积(m2)、复合木地板面积(ma )、内墙涂料质量(kg)、油漆质量(kg)、粘合剂质量(kg)、石材面积( mZ )等。
3.建筑材料有毒有害气体释放量的测定
测定建筑材料的有毒有害气体释放量是测定单位面积(单位质量)的建筑材料在极端情况下和正常情况下自然释放出的有毒有害气体的质量。一般以单位面积的建筑材料(如机拼细木工板、三合板、复合木地板、石材等)的有毒有害气体的释放量计算，单位是mg/m2(nmg指建筑材料释放出的有害气体质量;耐指建筑材料的面积)。以质量为计算单位的建筑材料(如内墙涂料、油漆、粘合剂等)的有害气体的释放量单位是mg/kg(mg指建筑材料释放出的有害气体质量;kg指建筑材料的质量)。
建筑材料的有毒有害气体释放量的测定方法一般采用“人工环境模拟实验箱”的方法，即将所需测试的建筑材料按照一定的使用量放人人工环境模拟实验中，保持恒定环境条件当箱内有毒有害气体达到平衡浓度时所侧定出的有毒有害气体的浓度换算为质量，再乘以其使用量，即为该建筑材料在该环境条件下的该种有毒有害气体释放量。
4.有毒有害气体定量计算
1)建筑材料使用量的定量计算
当室内装修按室内工程设计方案已经确定使用建筑材料的种类时，需首先测定所使用的建筑材料的有毒、有害气体释放量，再根据工程物料计算结果(即建筑材料使用量)计算出评价单元中的有毒、有害气体浓度，与标准浓度值相比较，即可得到计算结果K"o
2)有毒有害气体总量控制的定量计算
当室内装修工程设计方案确定所使用的建筑材料的种类时，需首先进行评价单元的总量控制计算。总量控制计算是依据工程方案计算出有毒有害气体最高容许释放量，利用最优化理论进行线性约束方程计算(也可将各种性能与价格因素一同进行优化处理)，其结果就是该评价单元中应使用的各种材料的有毒有害气体释放量。其次根据计算出的各种建筑材料的有毒有害气体释放量确定使用品种，再根据工程物料计算的建筑材料使用计算量评价单元中有毒有害气体的浓度，与标准浓度值比较，即可得到计算结果K"o
3)定量计算的评价结果
根据定量计算结果K’，当K’镇1时，表明该种建筑材料选择合理，能够保证使用后室内环境中有毒有害气体浓度符合标准要求;当K">1时表明该种建筑材料选择不合理，不能够保证使用后室内环境中有毒有害气体浓度符合标准要求。
5.对策措施建议
根据上述评价结果，针对室内装修工程设计方案存在的不合理方案提出建设性的意见，改善设计方案，保证工程建成后具有良好的室内空气质量。对策措施包括的内容有:
1)室内微小气候条件。一般应完善室内通风系统，合理安排送风口、回风口位置，避免造成通风死角;加强自然通风;中央空调系统应注意生物污染问题;北方干早地区应设计足够的加湿系统;空调应保持合理的补充新风量。
2)装修材料的选择。建筑装修材料选择的依据应是该种材料的有毒有害气体释放量，释放量计算的结果，每个评价单元实施“总量控制”，保证评价范围内的空气环境质量符合标准。如果材料释放量不能满足计算结果要求，应改变工程设计方案。
3)设计方案的完善。当不能找到可满足评价结果的建筑材料时，为了保证良好的室内空气质量，应考虑改变设计方案。方法之一是减少材料的使用量，以达到减少有毒有害气体释放量的目的;另一种方法是采用空气净化措施消除空气污染，以达到减少有毒有害气体浓度的目的。
目前我国的室内空气质量评价还没有大规模地开展起来，进行室内空气质量的评价还没有相应的应用技术与法规可遵循，随着人民生活质量的提高和国家各级环保部门对此的重视，室内空气质量的评价工作会很快开展起来。
.参考文献
1胡粉等.室内环境空气质量评价.2001年室内空气质量国际研讨会论文集，2001.8
2.刘清等.室内空气质A分级管理模式.2001年室内空气质量国际研讨会论文集,2001.8
3.朱坦等.国内外室内空气策量标准现状.2001年室内空气质量国际研讨会论文集,2001.8
4.孙胜龙.居室污染与健康知识问答.北京:化学工业出版社，2000
5.孙胜龙.环境污染与控制.北京:化学工业出版社，2001
