室内空气污染对人类的危害及防治与控制
摘要：人们有80%的时间都是在室内办公或者生活，因此室内空气质量影响着人们的健康。室内空气污染物来源于室内和室外，包括PM 10，SO2, NOX, CO, HCHO, 氡气，细菌和病毒。这些污染物使室内空气质量降低，同时影响人们的健康。人们如果长期呼吸到PM 10，SO2, NOX, CO, HCHO会得呼吸疾病，采取一些必要措施可以控制污染物来源。保持空气流通可以减少空气污染，使用空气净化装置可以降低污染物浓度，从而提高室内空气质量。
关键词：室内空气 人类健康 污染
1、引言
人们有80%的时间都是在室内办公或者生活，因此室内空气质量影响着人们的健康。近几年，挥发性的有机化合物如甲醛造成的空气污染似乎在急剧增加，因为大量的人造材料被应用于家具和室内装修方面。在一些建筑物上，自然的石材被用做装饰材料，特别是红色的花岗岩，这些石材中的一些元素放射性衰变时会产生氡气，氡气虽然无色无味，但是对人体有害，会造成氡气污染。现代办公设备的使用会提高工作效率，但是会产生一些污染物，如打印机产生的碳粉颗粒，电脑屏幕产生的电磁辐射。如果长期处于这种环境，人们会感觉头晕，胸闷，疲倦，甚至会降低人们的记忆力，这就是大家熟知的“室内空气综合症”。
2、室内空气污染及其来源
室内空气污染源自于室外空气中的侵入污染物，建筑和装修材料，现代办公设备和人类自身所产生的污染物。
2.1室外空气污染物
室外空气污染物通过门窗的气体深入室内。燃料的燃烧，工业产品和交通工具所产生的污染是室外空气污染的主要来源，它们会产生诸如PM 10，SO2, NOX, CO等对人体有害的物质，在中国，70%的这些有害物质都源自于燃料的燃烧和工业污染。在美国，，6%的这些有害物质都源自于交通污染。
2.2室内空气污染物
2.2.1室内装修材料的污染物排放
各种各样的人造板（如纤维板和复合板）被用于室内装修和家具生产，在不同程度上使用胶粘剂会使这些人造板含有甲醛及其它挥发性的有机化合物。随着温度的升高，这些有机化合物的排放量也随之增加，并且排放时间会长大5个月。在日本，人们测试了空气中的甲醛排放含量，结果见表1.
表1 不同材料的甲醛排放量
测试材料 甲醛排放含量
毛毯 0.2 mu;g/100cmsup3;/h
天花板隔板 0.3mu;g/100cmsup3;/h
胶合板 18.0mu;g/100cmsup3;/h
普通合成板 8.3mu;g/100cmsup3;/h
成型板 10.7mu;g/100cmsup3;/h
聚脂板 10.7mu;g/100cmsup3;/h
在中国，由于人造板的技术远远落后于日本，并且许多工厂为了谋取更多的利润而粗制滥造，使得我国人造板的甲醛排放量远超过表1.
另外，各种各样的画和涂料被用于室内装修，它们往往含有挥发性的有机化合物，例如三氯甲烷和苯。花岗岩，大理石，地板砖，墙面砖都不同程度的含有放射性元素。这些放射性元素将会衰变成惰性气体氡气，释放到空气中，影响人们健康。
2.2.2 吸烟造成的污染
众所周知，吸烟会造成室内污染。一些相关的资料测量了在吸烟和不吸烟的环境里污染物的含量。（见表2）
表二 同一环境中吸烟和不吸烟时各种污染物的含量
污染物 吸烟（一小时内） 无烟（一小时内） S/N
最小含量 最大含量 平均 最小含量 最大含量 平均
CO/ppm 2.4 7.2 4.0 0.9 1.2 1.0 4.00
CO2 578 1632 1052 450 462 455 2.31
NO2 0.006 0.023 0.013 0.003 0.028 0.012 1.08
HCHO 0.159 0.212 0.190 0.154 0.178 0.162 1.17
PM10 105 3635 870.3 5 21 11 9.1
备注：平均浓度系数为吸烟时的平均含量比无烟时的平均含量
我们从表2可以推断出，吸烟环境下的CO,CO2,PM10的含量都要比无烟环境下多的多，特别是甲醛的含量多出78倍。
2.2.3 人类活动造成的污染
人类活动造成的污染源自于人类新陈代谢产生的物质，高达400种，其中25种是有害的。一个成年人一小时内由于呼吸作用会产生25L的CO2，因此，在一个人口密集，通风系统又不好的环境里，氧气的含量会减少，同时，其他污染物的含量会增加。另外，人体会通过呼吸道，皮肤和汗腺排除细菌和病毒，这些细菌和病毒会分散传播到环境中，因此影响了室内空气质量。
2.2.4现代办公设备造成的污染
现代办公设备的复印机、激光打印机及计算机等会散发出碳粉微粒、O3、电磁辐射、静电干扰及挥发性有机物等。
3 室内空气中的主要污染物对人体的危害
3.1 气态污染物对人体的危害
3.1.1二氧化硫（SO2）
二氧化硫主要来源于燃烧含硫的燃料，当浓度达到1 mg/L时，大多数人会因身体的不适反应而觉察。它会加重呼吸系统疾病和心血管疾病。对外部环境而言，过多的二氧化硫排放会形成酸雨，继而影响到人类的生存环境。
3.1.2氮氧化物（NOx）
氮氧化物包括NO和NO2。在燃烧过程中，由于高温使得N2和O2反应生成毒性较弱的
NO。但很快，NO又被氧化成毒性较大的NO2，当浓度达到13mg/L时，进入人体肺部，造成呼吸道粘膜刺激，严重时会引发急性哮喘。浓度达到100～150mg/L时，接触30～60min可致死。
3.1.3一氧化碳（CO）
CO对人体的危害主要表现在与人体内的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白（C
arboxyhemoglobin, 简写COHb）。它的结合能力很强，是氧的200多倍，人体若吸CO，就会降低血液中的氧含量，造成大脑缺氧，中毒。一般而言，CO的浓度在40 mg/L～60 mg/L，会感到头疼、疲劳；在75 mg/L～200 mg/L时，会感到恶心、失眠。判断CO
中毒，还应考虑暴露时间、个人的呼吸状况等因素。因此可以采用血液中的COHb百分比来判定CO的中毒，COHb与CO的浓度、暴露时间及人的呼吸速率有关（见图1[3]）。
从图1可见，CO浓度高、暴露时间长、呼吸速率快，都会引起COHb的升高。对于未暴露于CO中的人体而言，血液中COHb通常小于1%，吸烟人群则为3%～8%。当COHb大于10%，人就会感到头疼、疲劳、头晕目眩。
3.1.4氡气（Rn） 氡气是一种无色无味的惰性气体，是天然石材放射性元素的产物。一般岩石中都含有镭，镭在衰变过程中会产生氡气。氡气游离到空气中被人类吸入，进一步衰变成放射性元素钋，钋在人类的呼吸道粘膜上继续衰变成稳定元素铅，同时放出alpha;射线.当达到一定浓度后，就会对人体造成危害。人类在各种活动中，每时每刻都会接触到氡气。
它对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上。 氡气对人体的潜在危害主要是导致肺癌，其诱发肺癌的潜伏期大多都在15a以上，世界上1/5的肺癌患者与氡有关，它是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素，世界卫生组织把它列为使人致癌的19种物质之一。美国的一些流行病调查表明，室内氡气浓度的增加，相应的肺癌发病率也增加，且女性高于男性，吸烟者高于非吸烟者。
3.1.5甲醛（HCHO）
甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，可以经呼吸道吸收，对粘膜和皮肤有强烈的刺激作用，使细胞中的蛋白质变性，抑制一切细胞机能，对视丘、视网膜有较强的损害。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病﹑鼻咽癌。高浓度的甲醛对神经系统﹑免疫系统﹑肝脏等都有毒害。当甲醛浓度为0.25 mg/L时，气喘病人和儿童就会面临威胁；浓度为0.1 mg/L时，可刺激咽喉和肺上部；浓度为0.05~0.06ppm时，儿童发生气喘。
3.2 气溶胶污染物对人体的危害
在气溶胶污染物中，粒径小于10micro;m的可吸入颗粒物（PM10）对人体的危害最大。人类的呼吸系统可以有效清除较大的颗粒，较小颗粒就会随呼吸进入肺气泡，影响人体的健康。表现为眼、鼻、咽的刺激，肺功能的下降，心脏压力的增大。
3.3细菌和病毒对人体的危害
3.3.1细菌
细菌是由各种代谢过程产生的。在室内，主要的细菌污染物是人类自身产生的气载浮游细菌，它来自于皮肤和上呼吸道粘膜，占室内空气可生存细菌的85%～90%。由于细菌的生长需要一定的水分，所以相对来说，室内的气载浮游细菌是有限的，一般依附于人体、潮湿的地方及含有水分的材料或设备。对人体的危害是通过空气传染疾病，如结核病、肺炎、白喉等。
3.3.2病毒
病毒是超微微生物，其大小在0.2micro;m以下，它们悬浮在空气中，通过空气传播引发许多传染病，如流感、麻疹、风疹、呼吸道传染病等。而传染病的高发地往往是高密度人群所在地，如学校、办公楼。病毒的变异非常快，会不断地出现新病毒，因此对人体而言，不可能有永久的免疫力。我国曾发生的非典型肺炎实际上就是由一种新病毒引起的呼吸道传染病，世界卫生组织把它称为严重的急性呼吸道综（Severe Acute Respiratory Syndromes）,简称SARS。
3.4 吸烟环境对人体的危害
表2已给出了吸烟环境下的CO、CO2、PM10，它们的浓度分别是非吸烟环境的4倍、2.3
倍和79倍。暴露于吸烟环境的人，眼、鼻、喉的刺激症状，非吸烟者均高于吸烟者。研究表明，吸烟者得肺癌的概率要大于非吸烟者，而在非吸烟的人群中，吸烟者配偶的肺癌得病率高。此外，长期处于吸烟环境的人，易得哮喘病，鼻癌发病率也高。
4 室内空气污染的防治措施
4.1 室内污染源的控制
室内污染源的存在是造成室内污染的根本原因。建议采取以下措施来防止污染的发生。
(1) 对超标准释放甲醛及其它挥发性有机物的人工合成板材应禁止销售。
(2) 住房设计中要保证住房的自然通风，并注意2幢楼之间的回风。
(3) 对新装修的房屋应进行通风，待室内空气质量符合标准后才入住。
(4) 建立室内空气质量的监测系统。
(5) 公共场合禁止吸烟。
4.2通风
通风可以有效地降低室内空气污染物的浓度。由于室外空气的污染物浓度远低于室内，因此可以对室内的污染物进行稀释，以改善室内的空气质量。通风量的计算如下：
设室内污染物浓度为C（g/m3），室外为C0（g/m3），室内容积为V（m3），污染物发生量为q（g/h），通风量为Q（m3/h），根据物料平衡，则：V·dC=q·dt－Q（C－C0）·dt 当t=0时，C=C1，解上述方程得： C= C0 （C1－ C0）e－Qt/V （q/Q）·（1－e－Qt/V） 若t=infin;，那室内外的浓度差为：C－C0=（q/Q）
从上述计算可见，减少污染物，加大通风量，都可以降低污染物的浓度。
4.3采用空气净化设备
空气净化设备有许多，但就净化原理来说，主要有吸附式、过滤式和光催化氧化式。
4.3.1吸附式空气净化设备
吸附是利用多孔固体材料（吸附剂）从气体混合物中有选择地吸着某些组分，它对低浓度的挥发性有机物、恶臭和其它有害气体具有良好处理效果。吸附实际上是物质浓度的自动富集的过程。因此，吸附式空气净化设备使用了一段时间后，内装的吸附剂会达到饱和，此时需及时更换，否则非但达不到空气净化作用，反而会起反作用。
4.3.2过滤式空气净化设备
过滤是利用过滤介质将空气中的颗粒物截留，从而起到净化空气的作用。使用这种设备，应注意过滤介质的定时清洗，否则会使过滤介质表面的颗粒越积越多，使得阻力增大，气体难以通过，无法起到净化作用。
4.3.3光催化氧化式空气净化设备
光催化氧化是指在光照下，在催化剂表面将有机物氧化为二氧化碳和水
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