室内空气污染对人体的危害及防治

    关键词：室内空气 人体健康 污染物

1  引言

   人类在各种社会活动、生活活动以及生产活动中，约有80%的时间是处在室内环境中的。因此，室内空气的质量直接影响着人们的身体健康。近年来，由于在室内装潢、家具中各种合成板材的大量使用，使室内空气中以甲醛等挥发性有机物为代表的化学性物质的污染日趋严重。在一些建筑中，采用天然石材作为装饰材料（特别是红色花岗岩），这些石材中的放射性元素衰变后会形成一种无色无味的气体——氡气，造成氡气污染。现代办公设备的使用，在加快了人们的办公效率的同时，也污染了室内空气，如复印机散发出来的碳粉微粒与O₃，计算机屏幕的电磁辐射及终端设备的挥发性有机物等，长期接触，使人感到头晕目眩、胸闷、疲劳、并导致记忆力下降，这就是通常所说的“楼宇综合症”。

2  室内空气污染物及其来源

   室内空气污染物主要来自于室外空气中的侵入污染物和室内建筑及装潢材料、现代办公设备和人体自身所产生的污染物。

2.1 室外空气中的污染物及来源

室外空气中的污染物是通过房屋的门、窗进入到室内的。它主要来源于3个方面：燃料燃烧、工业生产、交通运输。所产生的对人体有害的污染物是PM₁₀、SO₂、NO₂、CO等。在我国，这些污染物中的70%产生于燃料燃烧和工业生产，而在美国，56%的污染物来源于交通运输。

2.2 室内空气中的污染物及来源

2.2.1 室内建筑装潢材料散发的污染物

在室内装潢和家具制作过程中需要用到各种人造板材（如纤维板、合成板），由于这些板材都不同程度地使用了胶合剂进行生产，所以一般都会含有甲醛及其它挥发性有机物。其释放量随温度的升高而增大，且释放期一般长达5a。日本曾有人对各种建材的甲醛释放量进行了测试，表1是测试结果。

表1 各种建材的甲醛释放量[1]

由于我国人造板制造工艺落后于日本，再加上一些厂商为追求利润，粗制滥造，使部分人造板的甲醛释放量远高于上述测试结果中的数值。

此外，装潢过程中使用的各种油漆、涂料中还含有苯类、醇类、氯仿等挥发性有机物。用于建筑和装潢中的天然石材，如花岗岩、大理石、地砖、面砖都不同程度的含有放射性元素，这些放射性元素经衰变形成惰性气体氡，游离到空气中，对人体造成危害。

2.2.2吸烟环境的污染

    吸烟对室内空气的污染已众人皆知，有关文献^[2]对吸烟环境与非吸烟环境的污染物进行了测定（见表2）。

表2 吸烟与非吸烟在相同环境下的测定

1)：吸烟与非吸烟的平均浓度比.

      从表2中可见，吸烟环境下的CO、CO₂、PM₁₀ 浓度明显高于非吸烟环境，特别是可吸入颗粒物的浓度，高达79倍。

2.2.3 人体自身活动产生的污染物

    人体自身活动产生的污染物主要来源于人体的代谢产物。在400多种代谢产物中有25 种是有毒物质。1个成人每小时要呼出25L的二氧化碳。因此，若在人员众多，通风不畅的情况下，室内的氧含量将降低，其它污染物浓度升高。除此之外，人体还会通过呼吸道、皮肤、汗腺排出各种病毒和细菌，这些病毒和细菌往往游离在空气中，且繁殖能力强，繁殖速度快，严重影响了室内空气的质量。

2.2.4 现代办公设备散发的污染物

    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（NO_x）

     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（Carboxyhemoglobin, 简写COHb）。它的结合能力很强，是氧的200多倍，人体若吸入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α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10µm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0.2µm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合症（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=∞，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，去除有机气体的方法。在紫外光激发的同时，还能将空气中的细菌和病毒杀灭。这种设备使用寿命高，净化效率也高。

5  结语

    室内空气污染物同时来自于室外和室内，污染物主要包括可吸入颗粒物、各种有害气体及细菌和病毒。人体通过呼吸作用将污染物吸入体内，结果引发呼吸道疾病、癌症等。为保护人类的健康，我们必须采取一些措施来减少室内污染源的发生，同时使用空气净化设备对室内空气进行净化。

6  参考文献

1 Thad Godish. Indoor Environmental Quality. Lewis Publishers, 2001, 9:84~105.

2 Dr. Vina Kukadia. Providing Good Indoor Air in Urban Buildings-Overcoming the

  ‘Circle of Blame’. Clean Air, 2002, 32: 78~81.

3 Berglund B, Brunekreef B. Effect of Indoor Air Pollution on Human Heath. Indoor

  Air, 1992, 2: 1~20.

4 张吉光, 扬晚生. 铁路高速客车车内空气品质及改善措施. 建筑热能通风空调,

  2001, 20(5): 67~69.

第一作者曹萍，女，1958年生，毕业于同济大学，硕士，副教授。