民用建筑工程室内环境污染控制规范辅导教材
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第二节 常见污染物摸底调查

为进一步确定和验证建筑材料和装修材料所造成的室内空气污染物的种类和状况,研究人员对板材市场、家具市场、宾馆和饭店等场所进行了实测摸底调查,同时又进行了室内板材挥发甲醛、氨和苯系物的模拟研究及装修后污染物释放性能的研究,这些调查和研究,成为《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中确定控制的污染物种类的第一手材料和科学依据。

现将编制组及国内有关单位进行的现场实测调查情况简要介绍如下:

一、人造板材市场调查

板材在建筑装修中应用十分广泛,也是室内空气污染的主要来源。

1.北京市卫生防疫站对北京市3家经营规模较大、经营品种齐全、管理较为正规的建材市场(编号A、B、C),每家随机抽取10个样本摊位的室内空气进行采样分析,并对市场内营销人员的主观感觉进行问卷调查,初步了解了建材市场室内空气污染程度及对人体健康的危害。调查结果见表2-1、表2-2。

表2-1 3家建材市场室内空气检测结果

续表2-1

表2-2 各建材市场内几种主要污染物浓度

由表2-2可见,本次调查的3家建材市场室内空气中污染物浓度由高到低依次为A、B、C。

从营销人员的主观感受调查结果及分析,将人群所出现的主观感受及不良症状按其严重程度由轻到重排列(表2-3),并将每个人的主观感受按照此表评分,划分入不同的分数段内(表2-4)。

表2-3 人体主观感受及症状评分

表2-4 主观感受评分在不同分数段内的人数构成

应用统计学中行X列资料的X2检验方法,对表2-4资料进行分析,计算得X2值为42.51,P<0.005,可以说明3家建材市场中各主观感受分数段内的人数的构成比有显著性差异;由高分数段中人数的构成比可以看出,A、B、C3家建材市场中,较为严重的感受及症状的发生率是由高到低排列的,即A、B、C。

由表2-1可见,检测指标中甲醛、苯系物浓度与建议标准值相比,P<0.05,具有统计学显著性差异,即甲醛、苯和二甲苯浓度高于标准值。氨和可吸入颗粒物的浓度与建议标准值相比,P>0.05,无统计学显著性差异。

通过对3家建材市场室内空气的采样检测和对其中的营销人员进行的主观感受问卷调查可以看出,建材市场室内空气质量已受到污染,浓度较高的污染物是甲醛、苯系物,这些污染物主要来自市场内建筑装饰材料的挥发。空气中污染物浓度的高低与营销人员不良感受严重程度具有相关性。

2.苏州市卫生防疫站对苏州市两个规模较大的胶合板建材城的室内空气进行采样分析,随机抽取30个经营摊位。市场经营的胶合板来自上海、广西、广东、江西、江苏、山东、浙江等地,对反映全国情况有一定的代表性。他们分别测定了甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的空气浓度,结果显示甲醛、氨、苯三项指标严重超标。见表2-5。

表2-5 胶合板建材城室内空气检测结果

胶合板在加工过程中使用的粘合剂为脲醛树脂和酚醛树脂,而脲醛树脂和酚醛树脂的主要原料是甲醛、尿素、苯酚以及其他辅料,这些原料极易挥发甲醛。

调查发现,新加工出厂的板材,甲醛和氨的释放量相对较高。经营摊位板材密度大的,甲醛、氨及三苯的释放量也相对较高。这里的从业人员多有眼痛、流泪、异嗅、打喷嚏等症状,这些症状可以认为主要是由于甲醛刺激性气体与眼鼻咽喉粘膜直接接触,而引起上呼吸道的刺激症状。

调查中还发现通风状况对污染物的浓度影响很大,表中A城比B城通风要差,A城甲醛和氨的浓度远高于B城,两者比较,经t检验有显著性差异(P<0.05),说明改善通风条件可降低污染物浓度。

二、家具市场调查

家具是不同材料的组合,家具表面经过油漆或涂料覆盖制成产品后,污染状况与单纯材料相比会有所不同,因此,通过对家具市场的调查,可以了解建筑装修材料与涂料污染的综合情况。

1.苏州市卫生防疫站对国内30个不同厂家的家具直销点进行了采样,结果见表2-6。

表2-6 苏州市木制板材产品经营场所室内空气检测结果

通过本次调查,证明苏州市家具城室内空气中的主要污染物为甲醛、氨、三苯。从检测结果可看出,除甲苯外,其余指标均存在超标现象。甲醛检测结果均值高于uo建议标准4倍,样品超标率100%。氨的均值虽然小于uo建议标准,但样品超标率50%。苯的均值高于uo建议标准1.8倍,样品超标率23%。甲苯、二甲苯均数小于uo建议标准,样品超标率分别为0和3%。调查中,从业人员普遍反映有眼及鼻腔粘膜刺激等症状。

家具城室内空气污染的主要原因为:

(1)加工木制板材的生产工艺较差,脲醛树脂粘合剂中的甲醛和氨易释放到室内空气中。

(2)各个经营场所均没有安装送排风装置,室内通风能力差,室内温度、湿度也未加控制。

(3)木制板材堆积过多。

2.北京市卫生防疫站对北京市家具城室内空气质量现状、主要污染物及造成污染的因素进行了调查。

家具城营业面积、从业人员数量、室内通风及板材密度见表2-7;冬夏季室内空气卫生质量和有毒物质检测结果见表2-8。

表2-7 家具城营业面积、从业人员数量、室内通风及板材密度情况

由表2-7看出,9个家具城都没有新风系统,只是靠自然通风置换室内空气;室内木制板材密度0.20~0.89m2/m3不等。

表2-8 冬夏季室内空气卫生质量和有毒物质检测结果

从表2-8可以看出,苯及二甲苯小于我国居住区大气中有害物质最高允许浓度(目前我国公共场所卫生管理条例中没有酚类化合物、苯、二甲苯的卫生标准),甲苯小于前苏联居住区大气中有害物质的最高允许浓度(目前我国公共场所卫生管理条例及居住区大气中有害物质的最高允许浓度中均没有甲苯卫生标准)。冬夏季甲醛平均值高于目前我国制定的公共场所室内卫生标准,夏季室内氨的平均值小于目前我国制定的理发馆卫生标准。

夏季室内甲醛浓度高于冬季,经统计学分析,两个季节室内甲醛浓度有明显差异(P<0.05)。其中有294件样品的含量高于目前我国制定的公共场所卫生标准,占总件数的84%。94%的检测结果高于欧洲室内建议值(0.16mg/m3),40%的样品高于美国室内建议值(0.486mg/m3)。

夏季氨平均浓度。经过统计分析,证明夏季室内空气中氨的分布呈几何正态分布,因此,其平均污染水平以几何均数表示。本次调查,共检测216件样品,其中有21件的检测结果高于理发馆卫生标准,样品超标率10%。检测结果范围为0.21~1.02mg/m3,平均浓度0.32mg/m3。最大值为1.02mg/m3,高于理发馆卫生标准1倍。

对甲醛和氨污染的原因分析后,我们认为:

(1)木制板材的卫生质量及生产后的放置时间具相关性。家具使用的木制板材在加压成型过程中使用了大量粘合剂,因此,新板材中的甲醛和氨的释放量相对较高。如:7号家具城板材密度在9个家具城中最低,但冬季调查时由于刚刚开业,展销的家具是出厂不久的新家具,造成室内甲醛含量相对较高。因此,为改善室内空气质量,对目前现有的木制板材,可置于较高的温度和湿度环境条件下,促进板材中的甲醛和氨释放,以减少以后使用中的污染。或者在家具生产过程中,通过改进原材料和工艺,减少甲醛和氨释放。国外目前已对加工木制板材开始进行管理,如欧洲共同体已经颁布木制板材卫生标准,不符合标准的板材限制生产。

(2)木制板材密度。9个家具城板材密度在0.20~0.89m2/m3,污染最大的家具城尤以板材密度最高,如:6号和9号,密度分别为0.84m2/m3和0.89m2/m3,其室内甲醛和氨的浓度在9个家具城中位居前两位。

(3)温度和湿度。温度和湿度确对挥发性有机化合物的释放速度有很大影响,并有显著的相关关系,其甲醛和氨的浓度与室内温度及湿度呈正相关。由此说明,室内温度高、湿度大,板材中的甲醛和氨的释放速度加快。同时,从此次检测结果也可看出,夏季室内甲醛浓度明显高于冬季。

(4)风速。据资料报道,室内通风换气能力是影响空气质量的又一重要因素,且风速与室内空气中的甲醛和氨的含量呈负相关,说明室内空气流通,有害物质容易排出,如:本次调查的3号家具城,营业面积小,门及窗户较多,室内通风好于其他家具城,因而室内甲醛和氨浓度相对较低。但夏季该室内甲醛浓度高于公共场所卫生标准,经分析认为,夏季室内温度高,仅靠自然通风降低室内甲醛浓度远远不够,应安装新风系统装置。

从上可知,板材的卫生质量及生产后的放置时间、板材密度、室内温度、湿度及通风换气能力是影响家具城室内空气质量的重要因素。

该调查中的个体监测器检测结果及问卷调查结果,利用个体监测器检测室内甲醛含量,通过时间加权浓度估算个体接触水平,能比较准确的反映出从业人员每天接触的甲醛剂量。我们在冬夏季利用AHMT方法检测了家具城从业人员甲醛接触浓度,并进行了有关呼吸道等症状发生率调查,同时在夏季选取3个无家具商场的100名工作人员做了对照组调查,并从中选取39名工作人员进行了甲醛个体接触浓度检测。

结果表明,无家具的商场内,从业人员的甲醛平均接触浓度为0.11mg/m3,家具城从业人员的冬夏季平均接触浓度分别为0.19mg/m3和0.56mg/m3,他们每天吸入的甲醛至少为0.73mg和2.15mg。由此说明家具城从业人员每天接触的甲醛浓度较高,有的接触剂量已超过1980年美国化学工业毒理研究所报道的动物吸入甲醛蒸气引起鼻腔鳞形细胞癌的浓度。此问题应引起我国有关部门的高度重视。

据资料报道,气态甲醛眼刺激阈为0.06mg/m3,嗅觉刺激阈为0.06~0.22mg/m3,上呼吸道刺激阈为0.12mg/m3。长期慢性吸入0.45mg/m3的甲醛,可导致慢性呼吸道疾病增加。从本次夏季检测结果表明,家具城从业人员甲醛个体接触浓度明显高于对照组。从而导致二种场所从业人员的呼吸道等刺激症状发生率有显著性差异(p<0.01)。见表2-9。

表2-9 家具城与商场从业人员主诉症状对照表

通过本次调查,证明目前北京市家具城室内空气中的主要污染物为甲醛和氨。甲醛采暖期和非采暖期的检测结果平均值分别高于公共场所卫生标准0.3倍和3.3倍。最大值分别高于公共场所卫生标准3.5倍和15.8倍。二季度样品的超标率分别为61%和98%。氨的室内最高浓度1.02mg/m3,高于公共场所卫生标准1.0倍。样品超标率10%。

家具城从业人员冬夏季的甲醛平均接触浓度分别为0.19mg/m3和0.56mg/m3,82.6%以上的从业人员的甲醛接触剂量高于公共场所卫生标准,有的已高于美国化学工业毒理研究所动物吸入甲醛蒸气引起肿瘤发病报道中的浓度。此问题应引起我国有关部门的高度重视。

三、宾馆类民用建筑污染调查

宾馆是流动人口停留最多的地点,也是代表每个城市形象的窗口,因此宾馆的室内装修及装饰显得格外重要,其档次高、材料更新快,并且已成为各地装修业的先导。对宾馆类民用建筑室内空气污染调查,可以帮助了解过去装修的、现在还正在使用的民用建筑室内空气质量情况。

苏州卫生防疫站对不同级别的宾馆、餐厅进行了调查,结果见表2-10、表2-11。

表2-10 客房室内空气质量调查表

表2-11 餐厅室内空气质量调查表

从表2-10、表2-11中可见,本次调查中以甲醛污染最为严重,与国家现行标准《旅店业卫生标准》GB 9663—1996规定的≤0.12mg/m3相对照,超标率分别为33.33%和20.00%,氨、苯、甲苯、二甲苯均小于1997年欧洲室内空气建议标准。

客房与餐厅中甲醛超标的原因在于材料的甲醛释放,而释放甲醛的材料来自两部分:一部分是板材所使用的胶粘剂脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂等,以及涂料组成中的基料;另一部分来自木制板材及用木制板材制成的家具在装修过程中使用的粘合剂。

氨浓度虽未超过欧洲室内空气建议标准,但与我国居住区大气中有害物质的最高允许浓度0.2mg/m3相比,客房中氨仍有31.03%的样本超过。饭店环境卫生状况较好,出现这种状况,只能认为氨来自于装修材料的脲醛树脂。

通过调查现场可以看出:

1.板材或家具在空气中暴露面积较大的场所,尤其是家具中素板在空气中暴露面积大的,甲醛浓度容易超标。

2.单位体积内客房中木制家具的表面积一般超过餐厅,且客房均为中央空调,房间长时间封闭;而餐厅内人流量较大,通风情况较好。因此,客房的甲醛超标率明显高于餐厅。

3.据了解,抽样地点的室内装修时间从15天到2年不等,装修时间越近的,甲醛越容易超标。

四、办公场所空气质量调查

近年来新建成的写字楼、办公楼越来越多。办公类建筑除提供给工作人员办公场地之外,对办公场所的室内环境的要求也越来越高。大多这种场所都装有中央空调,进行较高档次水平的室内装修。因此,新建写字楼、办公楼普遍具有工作人员密度大,装饰装修档次高,所用装饰装修材料种类、数量较多的特点。

北京市卫生防疫站对新建办公场所室内空气质量进行调查分析时,选定的污染物为甲醛、氨、苯系物、一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物和臭氧。6家办公场所室内空气采样,化学指标的检测结果见表2-12。

表2-12 办公场所室内空气化学指标检测

调查结果表明,在采用集中供暖和禁止吸烟的新建办公场所中,空气中甲醛浓度较高。

从所测场所看,在有氨监测项目的3家办公场所中,氨主要来自于建筑物墙体材料。据了解,有两家是由于在墙体施工过程中,加入尿素作为防冻剂使用的。建筑物投入使用后,随气温、气湿等环境因素的变化,氨从墙体中缓慢释出,造成室内空气氨浓度较高。

从检测结果还可以看出,除苯系物外,其余项目指标均存在超标现象,说明新建办公场所普遍存在室内空气污染问题。其主要污染物种类和来源不尽相同。

五、关于氡污染调查

国内外许多研究表明,地下地质构造断裂对民用建筑低层室内氡气污染的作用不可忽视。

河南省地质科研所与河南省辐射环境检测管理站对郑州地区城市建筑底层室内放射性气体危害及预防做了研究,本项研究于1997年完成。本次研究工作的任务有3个:

1.郑州市区范围内土壤中的氡气含量进行普查测定,编制郑州市区土壤中(地表下60cm)氡气分布图,圈出氡异常区。

2.研究氡气高异常及形成的原因,研究和制定消除高浓度氡放射性气体的办法和措施。

3.从调查癌症发病率较高地区的放射性氡浓度着手,用实例说明氡气污染对人体健康的危害,以引起人们的重视。

本项研究涉及的土壤氡面积测量范围为整个郑州市区,即南北长10km、东西宽13.2km,面积132km2。整个室外工作时间为1996年4~5月,共两个月,完成398个物理测点。

在1996年11~12月两个月的时间,项目对环境氡及其子体进行测量,共完成38个点的测量工作,其中测定了19个房间内的氡及其子体的浓度。对地下土壤及环境氡测量数据进行了核算整理,绘制了相应的成果图件,并于1997年3月底,完成成果报告的编写。

该研究还调研了国内外相关资料,表明氡在自然界是普遍存在的,凡有空气的空间就有氡及其子体的存在,氡在地壳中的平均含量约为3×10-6,陆地大气中为4.4 Bq/m3,海岸边大气中为0.37 Bq/m3,土壤中的氡气浓度平均为7400 Bq/m3,研究表明土壤氡是居室环境氡的主要来源。

该研究对土壤氡测量主要结果为:土壤氡气测量共完成398个测点,并编制了1∶17000比例尺的郑州市氡异常图。主要结论有:

1.郑州市区地表下60cm处,多数地区氡气测量结果经换算在5500 Bq/m3以下,属正常水平。

2.郑州市区分布着8个高浓度异常区,他们是:

(1)黄河路西段,河南省地质研究所附近,实测结果为22000~36850 Bq/m3

(2)郑州市汽车北站附近,实测结果为14850~17600 Bq/m3

(3)河南省环保局附近,实测结果为11000~22000 Bq/m3

(4)棉纺路西段,实测结果为13750~33550 Bq/m3

(5)郑州第二砂轮厂附近,实测结果为11550~28600 Bq/m3

(6)省图书馆—嵩山饭店,实测结果为12100~23100 Bq/m3

(7)郑州某大学一带,实测结果为13750~26950 Bq/m3

(8)郑州铁路局附近,实测结果为12100 Bq/m3

3.二砂厂—嵩山饭店—郑州某大学—铁路局4个高异常区。从宏观分析可以看出,形成了一个走向偏东西向的异常带,该带长10km,宽0.5~2km,异常值在11000~33550 Bq/m3。这是郑州市区内土壤氡相对浓度最高地带,也是研究和观察的重点区。

将该异常带所处位置与郑州市1∶10万基岩地质图进行对比,发现该异常带正好处在通过郑州市区的走向为近东西向断层——须水断层上方。因而,推断有规律的出现的这一条异常带,与须水断层有关。地下氡气沿断裂上运而富集。

郑州市室内氡浓度测量结果主要有:

1.室内开窗、开门(流通)氡浓度与室外环境氡浓度相近。

2.在室外环境氡浓度较高的地段,如地科院,室内如采用水磨石地板、墙用888刷涂,其室内氡浓度(11.16 Bq/m3)、子体潜能(3.4×10-8J/m3)比室外氡浓度(26.3 Bq/m3)还低,子体潜能(7.5×10-8J/m3)也低。这与地面为水磨石后,氡析出率比土壤低有关。可见适当的装修措施可以使土壤和墙壁氡析出率降低。

3.地下室的氡及子体潜能值均高。

由于地下室经常不开门窗,比较封闭,空气流通性差,致使氡浓度集累增高。子体潜能同样增高,如地科院地下室在200 Bq/m3以上,地矿厅地下室氡浓度为150.69 Bq/m3,子体体潜能为2.07×10-7J/m3,比正常高一个数量级。

4.郑州某大学校内室内氡浓度较高。

(1)郑州某大学图书馆位于一层楼,但由于郑州某大学地下氡浓度高,且不经常开门窗氡浓度较高,氡浓度为106.2 Bq/m3,比正常地区高4倍以上,超过国家规定限值(100 Bq/m3);子体潜能为2.13×10-7J/m3,比正常值高出一个数量级。

(3)郑州某大学工会一办公室(平房)情况:水泥地面,很少开门,测得结果是氡浓度96.76 Bq/m3,比正常值高3~4倍,接近国家限额值。子体潜能1.25×10-7J/m3,比正常值高一个数量级。该屋开门后,再测一次氡浓度降为55.46 Bq/m3,子体潜能变化不大为1.2×10-7J/m3。同样房间,通风3小时后,测得氡浓度降至正常值即19.71 Bq/m3,子体潜能为1.9×10-8J/m3

由此来看,说明注意室内空气流通,氡及其子体会迅速降低,达到常规值。这也是消除氡危害的一项简单而重要的措施。还是这间屋,关闭三夜两天后,氡浓度上升到41.3 Bq/m3,比通风后实测数高出2倍多,子体潜能为1.1×10-7J/m3,比通风后实测高1个数量级,说明氡及其子体集累还是比较快的。