影响地下建筑内空气品质的VOC特性与评估.docx

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1、影响地下建筑内空气品质的VOC特性与评估摘要：本文综述影响地下工程内空气品质的挥发性有机物特性及其对人体危害；提出用空气耗氧量(COD)作为挥发性有机物的评估指标。实验数据表明COD与室内空气品质其它指标如、co、空气负离子、甲醛浓度、微生物等有显著的相关性；提示COD是综合性较强的室内空气污染指示指标，并提出改善室内挥发性有机物污染的技术措施。关键词：空气品质挥发性有机物(VOC)评估指标空气耗氧量(COD)1、挥发性有机化合物对工程内空毛品质的影响及危害长期以来，评定地下工程内空气质量，除热舒适参数外，主要以、可吸入颗粒物、细菌总数等为指标。地下通风空调设计新风量标准通常也以稀释室内浓度为

2、目标。但根据大量地下工程环境质量调查表明，一部分工程新风量确实不足，使工程内二氧化碳浓度略商，以致工程内空气品质较差；而大部分工程通风系统新风量和工程内浓度都符合设计标准，但长期在地下工程内工作人员常常主诉头痛、头昏、胸闷、疲倦、记忆力和工作效率下降；工作五年以上的人呼吸道疾病的发病率较高，关节痛、视力减退和神经衰弱的也较多。与地下建筑相仿的封闭型的有空调设施的地面公共速筑室内空气环境，据大量的调查表明，多数工作人员也反映室内空气污浊，气忖、易疲劳、呼吸道不适，甚至感到窒息。这种症状被世界卫生组织定义为建筑病综合症据报导，在国外还出现所谓多种化学物过敏症，引起与之相关的过敏性肺炎、气喘病、溶剂

3、性脑病等病例。严重影响人的身体健康和工作效率；而这些空间的新风量和浓度却又符合设计标准。近几年来，国内外对室内空气品质研究表明，出现这种情况的原因，主要是由于人们过去往往比较重视明显的室内污染物，却忽视了许多低浓度的挥发性有机化合物VOC(Vo1ati1eOrganicCompounds)污染。实验显示，VOC对人体有害，但把单一的VoC区分开来，它们的浓度均低于卫生标准，根本不足以危害到人类。唯一的解释是，一两种VOC根本不足为患，但人长期暴露在这些污染物下，同时当各种不同的VOC混在一起后，并与臭氧产生化学作用，室内空气中就会出现许多隐形杀手。更由于人的鼻子十分灵敏，能感觉出空气的清新度和

4、众多的用现代化的精密仪器也难于测量的污染物。人们长时间处于令人讨厌的低浓度污染与腐霉气味中，不断地对人体的健康产生影响和作用。因此各种症状可说是各种VOC对人体综合作用的结果；这也使人们逐渐认识到考虑室内空气品质应从微粒污染扩展到化学污染控制。由于地面建筑的病态建筑综合症在国外呈现的普遍性，美国环保机构估计，由于室内空气品质下降而造成工作效率下降和员工缺勤增加，造成产品损耗，员工病假和直接医疗费用等每年损失几百亿美元。据香港特区政府环保署公布的首份室内空气质量调查表明，香港办公楼宇普遍存在病态楼宇综合症，工作人员因室内空气污染引致不适而常请病假，所导致生产力损失每年达到145亿港元。处理此类病

5、症所需的医疗赛用，每年也达1。6亿港元。加上为调节室内空气所耗费的电力，一年的总损失商达176亿港元。因此室内空气品质问题巳引起世界各国学术界和政府的普遍关切。而对于地下建筑，由于国内地下空间还处于小规模开发利用阶段，对地下空间空气品质的感受还局限于少部分人群；随着二十一世纪地下空间的大规模开发利用，地下建筑内部空气品质也必然会引起全社会的普遍关注。在室内发现VOC的污染巳有20年的历史。1986年由各国学者收集和汇编出版的资料介绍，室内空气中有307种V0C。由于有机物的挥发性与沸点密切相关，因此室内有机物按其沸点可分为三类：、易挥发性有机物VVoC（沸点小于0至50/100（，如乙尊；（2

6、）、挥发性有机物VOC（沸点50/10OP至240/2601）;、半挥发性有机物SVOC（沸点240/26OP至380/40（TC）如卫生球散发的莱。据一些国家现场调查，其中50多种挥发性有机物在室内普遍存在。室内有机物污染对人体健康的影响可分为：（D、气味和其它感觉效应；（2）、粘膜剌激如乙醛、丙烯醛和蔡；（3）、基因毒性和致癌性如甲醛等三种主要类型。对有空调的公共建筑室内而言，挥发性有机化合物的主要来源有：A、与室外污染有关如经通风换气装置或其它原因将室外的VOC带入室内；B、人体本身自然或吸烟散发的VOC,如丙用、异戊二烯、乙醛、丙烯醛等；C、建筑或装璜材料如地毯、油漆、胶水、墙板、地砖

7、、新家俱等释放混杂的有机化合物；D、建筑物大量采用的绝缘材料，也释放挥发性有机化合物。因此地下或地面建筑物内挥发性有机物污染对人体健康的影响，既有气味和其它感觉效应，也有粘膜剌激作用，甚至有致癌性。2、定量评估工程内挥发性有机化合物的方法室内空气中众多的VoC都处于很低的浓度下，组成复杂。到目前为止，还不能准确地测量室内各种VOC浓度。这是因为空气中的化学混合物随时会出现变化，因此无法用这些污染物浓度来衡量空气品质。因此室内各种VOC含量分别用类似、卬浓度描述是相当困难的。但是室内VoC定量化问题不解决，作为稀释VOC的新风量也难以确定。丹麦学者Fanger对室内综合污染源提出新物理量TF作为

8、污染源强度的单位。定义IoIf为一个标准人的污染散发量。若室内其它污染源引起的不满意程度与一个标准人散发的污染源所引起的不满意程度相同，则该实际污染强度即为1。；依此推算出各种污染源的污染强度。并用decipo1来定量空气品质。IdeCiPO1表示一个标准人产生的污染S经10升/s未污染空气通风稀释后的空气品质。即decipo1=o1fQ升s=0.（升s）。在不同状态下空气品质的decipo1值为:Decipo1值空气品质状态10病态建筑1健康建筑0.1城镇室外空气0.01山区塞外空气如果室内15人,其中人、建筑围护结构材料、吸烟、空调系统等总污染强度为150。；空调系统向室内提供室外新风为3

9、6mp.h,则室内空气品质属于病态建筑：因此要使室内空气品质处于健康建筑状态，必需增加至10倍室外新风量，这在空调设计中是难于接受的。而且痴g是按欧洲标准人作为确定各种污染源的强度的，能否适合我国国情还有一系列问题。本文不考虑室内综合污染作用，主重考察室内VOC对室内空气品质的作用。利用有机物的被氧化特性；通过一定的方法测定室内VOC被氧化的空气耗氧量，即空气耗氧量COD(Chemica1OxygenDemand)表征室内VoC的总浓度。空气耗氧量由前苏联学者于80年代提出。其原理是基于空气污染物中的有机物可被重锯酸钾一硫酸液完全氧化；根据污染物被氧化时消耗的氧量即可推算出空气耗氧量的含量Oo

10、国内在1989年人防工程平时使用环境卫生标准制定中，起用了空气耗氧量作为地下旅馆、影剧院、舞厅、餐厅和医院的环境卫生标准。于1998年被国家技术监督局和卫生部批准为国家标准(GB/T17216-1998)。在制定标准的过程中，课题组对一些特定地下空间环境进行空气耗氧量的测定，并通过模糊综合评价，得到地下工程室内空气耗氧量的标准值为68Oo这与前苏联学者提出的清洁COD小于4()；可接受的CoD为6()；轻污染的COD为10()；重污染的COD为20O的指标是吻合的。3、工程内挥发性有机化合物耗氧量的测定及其影响因素COD的测定基本参照n.n.pyHJiHK0B0H的重铅酸钾法进行。在小波氏管内

11、加0.25%重铝酸钾-硫酸吸收液2m1,置于距地面1.5m处，以0.151min采样0.5小时后，用乳胶管串联封闭吸收管两端，置95IoO1沸水浴1小时，冷却后，用40m1蒸储水将吸收液洗入碘量瓶中，加5%碘化钾Im1,避光薛置加in,以淀粉为指示剂，0.0IN硫代硫酸钠滴定至终点。根据样品与空白滴定量的差异计算出CoD的浓度。空气耗氧量随室外空气污染与室内污染来源如人群活动、吸咽、臭源的程度不同而变化。人防工程平时使用环境卫生标准课题组在地下教室中对30名学生及8名实验工作人员(其中男性21名，女性17名)进行20天冬、夏两季不同通风工况下空气环境及人体反应的实验研究。对地下教室内的空气温度

12、、相对湿度、风速、壁面温度、比浓度、空气耗氧量等进行测定，部分数据如表(1)、(2)所示。夏季室内小气候及空气耗氧量部分测试记录表(1)时间新风量V相对湿度%风速a/s%耗氧量14.00IO24.620.2465.72.80.OO.010.05890.OO10.350.9115.001026.220.4262.41.270.110.OO0.10S80.0110.3O1.0016.301026.130.4947.92.720.1OO.O1o.naOi10.75a999.001026.1SO.3969.O2.250.1OO.O10.11720.O110.602.0110.00IO26.170.54

13、68.32.460.100.010.1090.0110.501.0111,301026.480.5067.7Z510.110.01ani7aOi10.501.21冬季室内小气候及空气耗氧量部分测试记录表(2)时间吸咽情况%新风温度V相对温度%风速b/s%COPPm耗39.0004015.490.2565.691.620.113O.02O.111O.0031.O1a151.13a8110.00104015.730.2564.171.430.1370.030.1030.0043.281.412.860.2311.30102016.210.2359.562.840.1170.030.0930.007

14、7.590,S81.840.2716.30302015.540.2861.262.OO0.11SO.03O.0960.00812.2ai82.190.2315.00101017.380.1269.151.09O.0740.020.1930.00510.30.183.532.3316.30301017.11O.1068.481.320.0990.020.1910.00515.60.284.241.33从上列COD测量数据表明:(1)、室内空气中浓度不能真实反映室内空气的污染程度。室内空气中浓度低时，并不能说明空气是清洁的，因为在室内有机物污染相当严重的空气中浓度可能是低的。如表中室内浓度均在0.

15、1%左右，符合清洁空气的卫生标准；但挥发性有机物的污染的指标耗氧量却超标43%,以致部分受试人员主诉异味、头昏、疲倦、烦躁等症状。、夏季和冬季人体散发的VoC有显著的差异。如表、显示，浓度同为0.1%左右时，夏季测得的耗氧量为，而冬季为；在同样的浓度水平下，夏季空气耗氧量比冬季高，其主要原因是夏季人体新陈代谢旺盛，体液分泌多，从体表蒸发出来的和人体呼出的废气中有机物成分比冬季显著增多之故。在国内地下人防工程进行现场调查，一共测得空气耗氧量标准样本IOOO个。结果表明，冬季达标率为62.2%；夏季达标率为47.4%。表是全国现场调查工程中空气耗氧量的分布。总体上说明人防地下工程中有机物耗氧量偏高，应采取措施，降低有机物污染总量，提高工程内空气清洁度。表空气耗氧量最南值最低值10108866