郭婷　許海亞　白志鵬　耿春梅

摘 要：室內(nèi)空氣質(zhì)量直接影響了人類健康，長期工作和生活在室內(nèi)環(huán)境較差的空間中，會對人們的身體健康造成極大的傷害。著重闡述了3種典型室內(nèi)（家居環(huán)境、辦公環(huán)境和公共場所）環(huán)境中顆粒物的污染情況和相關(guān)特征，分析了通風(fēng)狀況、環(huán)境溫濕度和環(huán)境中活性有機化合物對室內(nèi)空氣中顆粒物質(zhì)量濃度的影響，并提出了日后室內(nèi)空氣管理的思路和室內(nèi)空氣顆粒物污染的研究方向。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣；顆粒物；污染；通風(fēng)狀況

中圖分類號：X831 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.001

現(xiàn)代、便捷的工作和生活模式讓人們長時間待在室內(nèi)空間。據(jù)全國兒童哮喘防治協(xié)作組統(tǒng)計，一般人群每天在室內(nèi)空間停留的時間在80%以上，特殊人群（老人、兒童等）則高達(dá)95%以上，由此可見，室內(nèi)空氣質(zhì)量與人們的健康密切相關(guān)。本文重點關(guān)注了室內(nèi)空氣細(xì)顆粒物污染問題，從室內(nèi)空氣顆粒物污染狀況和污染影響因素2方面入手闡述了研究進展。

1 典型室內(nèi)空氣環(huán)境中顆粒物污染特點

與人們接觸密切的室內(nèi)環(huán)境大致可分為3類，即家居環(huán)境、辦公環(huán)境和公共場所。各類典型室內(nèi)環(huán)境中空氣細(xì)顆粒物的污染有其鮮明的特點。

1.1 家居環(huán)境

在家居環(huán)境中，空氣細(xì)顆粒物主要來源于室外顆粒物的進入，室內(nèi)烹飪、供暖和室內(nèi)人員的活動。

1.1.1 室外顆粒物的進入

開窗（門）透氣、人為活動攜帶或者機械通風(fēng)（比如空調(diào)透氣）等方式都會使室外細(xì)顆粒物滲透進室內(nèi)環(huán)境中。在2006—2007年冬春季，Pekey等對土耳其工業(yè)最發(fā)達(dá)的kocaeli地區(qū)中15個家庭室內(nèi)和室外PM2.5和PM10的質(zhì)量濃度狀況進行了顆粒物源解析觀測。研究結(jié)果顯示，室內(nèi)70%的顆粒物都是由室外源貢獻的。在門窗緊閉的情況下，只要風(fēng)速超過0.45 m/s，室外顆粒就能透過門窗四周和墻壁縫隙進入室內(nèi)。

1.1.2 室內(nèi)烹飪和供暖

廚房是家居環(huán)境中污染最嚴(yán)重的區(qū)域，而主要污染行為就是烹飪，約有50%的室內(nèi)污染來自做飯時燃燒的燃料。在王曉舜對北京市居民室內(nèi)PM2.5暴露水平調(diào)查的研究中表明，在烹飪過程中，每分鐘會產(chǎn)生可吸入顆粒物（PM10）（4.1±16） mg。其中，超細(xì)顆粒物（PM2.5）的量為（1.7±0.6） mg，占PM10總量的40%左右。Wallace L在烹飪影響顆粒物質(zhì)量濃度的研究中發(fā)現(xiàn)，與非烹飪時段相比，在烹飪時段，室內(nèi)顆粒物質(zhì)量濃度增加了約5倍，特別是采用油炸或燒烤這2種烹飪方式，會導(dǎo)致PM2.5顆粒物濃度急劇增加。高軍、房艷兵和江暢興等人用室內(nèi)與室外顆粒物質(zhì)量濃度之比（I/O）描述室內(nèi)外顆粒物質(zhì)量濃度的差異，在烹飪之前，I/O值為0.3，烹飪過程中，I/O值增大至1.0，烹飪后，I/O值回落為0.7.在居室供暖方面，He chong等在研究室內(nèi)源對顆粒物數(shù)量和質(zhì)量濃度的影響中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)石英供暖器啟動后，PM2.5產(chǎn)生量為2.5×1010個/min；當(dāng)旋管加熱器啟動后，PM2.5的產(chǎn)生量為4×1010個/min；當(dāng)煤油供暖器啟動后，PM2.5產(chǎn)生量高達(dá)9×1011個/min。

1.1.3 人員活動

人們在居室環(huán)境內(nèi)的活動（比如咳嗽、吐痰等生理活動或打掃衛(wèi)生等家務(wù)活動）會導(dǎo)致室內(nèi)原本已經(jīng)沉降的顆粒物（比如灰塵等）被二次揚起，從而造成居室環(huán)境被二次污染。王夫美、陳麗等選擇了天津市 13 戶家庭住宅，他們分別采集了冬季工作日（周一至周五）和休息日（周六、周日）室內(nèi)空氣中PM10和PM2.5樣品，比較了休息日與工作日的PM10樣品。結(jié)果顯示，休息日顆粒物質(zhì)量濃度略大于工作日，這可能是休息日家庭成員在室內(nèi)活動比工作日頻繁，將地面降塵再次揚起，使其進入空氣中導(dǎo)致休息日樣品污染物的質(zhì)量濃度值偏大。在2008-10-27—31，程鴻等人對室區(qū)的8戶居民進行了室內(nèi)外PM2.5同步研究。研究發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)無人活動時，PM2.5平均質(zhì)量濃度為37.3 ?g/m3；在打掃過程中，PM2.5平均質(zhì)量濃度為57.7 ?g/m3；在烹飪期間，PM2.5平均質(zhì)量濃度高達(dá)114.7 ?g/m3。由此可知，居室人員活動是室內(nèi)主要污染源之一。人體本身就是重要的顆粒物發(fā)生源，人們在完成起立或坐下等動作時釋放的PM2.5為2.5×106個∕min，即使在靜止的狀態(tài)下，人們自然釋放出的PM2.5也可達(dá)到105個/min。盡管完成這些動作所需的時間非常短，但是，它已經(jīng)能夠使顆粒物的質(zhì)量濃度增長數(shù)倍。此外，某些特殊人員的愛好（比如抽煙、熏香等）也會影響室內(nèi)空氣中細(xì)顆粒物的質(zhì)量濃度。Lee shun-cheng等人研究了香港常見的10種熏香發(fā)現(xiàn)，在10種熏香燃燒時，PM2.5和PM10釋放量的變化范圍分別為9.8～2 160 mg/h和10.8～2 537 mg/h。

1.2 辦公環(huán)境

在辦公場所，吸煙和辦公電器用品的集中使用是造成空氣顆粒物質(zhì)量濃度增加的主要原因。

1.2.1 環(huán)境煙草煙霧

一般情況下，現(xiàn)代化的辦公環(huán)境都處于寫字樓式的高層建筑中，可利用面積小、人員密度大、休閑場所小、功能單一、格局對稱，主要以機械空調(diào)通風(fēng)為主。因此，辦公環(huán)境中普遍存在由于吸煙而產(chǎn)生的環(huán)境煙草煙霧（Environment Tobacco Smoke，ETS）污染。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在各類辦公類環(huán)境中，ETS占顆粒物總質(zhì)量濃度的50%～80%，在休息區(qū)和會議室，這個比例則高達(dá)80%～90%.在吸煙時，顆粒物的排放強度為14 mg/支，環(huán)境煙草煙霧的粒徑范圍在100～1 000 nm之間。在1支香煙燃燒的過程中，平均每分鐘產(chǎn)生的細(xì)顆粒物達(dá)1.67 mg。另外，ETC上載帶有大量的多環(huán)芳烴（PAHS），這些PAHs大都具有很強的致癌毒性。

1.2.2 復(fù)印機等辦公設(shè)備的集中使用

通常情況下，辦公環(huán)境中都裝配有成套的辦公設(shè)配，比如打字機、打印機等。目前，對辦公設(shè)備是否是污染辦公環(huán)境的主要污染源的研究并不多，但是，已有研究顯示，辦公設(shè)備的使用確實會造成室內(nèi)顆粒物的增多。復(fù)印機在使用狀態(tài)或者通電閑置狀態(tài)下都會產(chǎn)生PM2.5顆粒物，并且顆粒物的發(fā)生率與復(fù)印速率和復(fù)印方式有很大的關(guān)系。

2010-01-31—2010-02-07，鄢超、楊凌霄等人對濟南市某典型商業(yè)環(huán)境作了顆粒物研究。實驗結(jié)果表明，粒徑為10～20 nm的顆粒物在上午和下午工作時間段出現(xiàn)了波動，由800個/cm3漲至1 800個/cm3，辦公室環(huán)境顆粒物的質(zhì)量濃度變化與辦公室打印機的使用密切相關(guān)。

1.3 公共場所（商場、電影院、醫(yī)院、學(xué)校等）

公共場所人群密集，人群來源地域性比較廣，人們的健康情況也比較復(fù)雜，所以，通風(fēng)不暢和濫用空氣清新劑是目前公共場所內(nèi)空氣中顆粒物質(zhì)量濃度增高的主要原因。

1.3.1 通風(fēng)不暢

出于節(jié)約能源的考慮，很多公共場所減少了建筑新風(fēng)量值，使得公共場所的空氣質(zhì)量顯著下降。崔家昌等人對23間賓館客房作了新風(fēng)量的測試，結(jié)果顯示，有6間客房的新風(fēng)量均小于30 m3/h，不符合國家規(guī)定的新風(fēng)量（一般賓館類建筑室客房每人30～50 m3/h）標(biāo)準(zhǔn)。2010年，溫彥平檢測了太原市9個公共場所的室內(nèi)空氣質(zhì)量狀況。結(jié)果顯示，在1年4個季度中，公共場所都會受到不同程度的污染，其中，主要污染為氨和甲醛的質(zhì)量濃度超標(biāo)。2006-05—09，梁安錦、蔡篤書等人監(jiān)測了?？谑协偵絽^(qū)包括旅館、招待所、影劇院、影視廳、歌舞廳、休閑足健中心、網(wǎng)吧和茶坊等在內(nèi)的89間公共場所。在監(jiān)測到的各項室內(nèi)空氣質(zhì)量指標(biāo)中，污染比較嚴(yán)重的項目是 PM10和CO2。這些問題都與公共場所通風(fēng)不暢有直接的關(guān)系。

1.3.2 熏香、空氣清新劑等

為了消除人群密集的公共場所里的各類異味或者出于殺菌消毒的目的，一般管理者往往采用噴灑消毒劑、空氣清新劑等除味和消毒。在噴灑消毒劑或空氣清新劑的過程中，不僅這些消毒劑和清新劑本身的組分會造成室內(nèi)細(xì)粒子的質(zhì)量濃度升高，同時，還會造成二次污染。付曉辛和王新明研究了廣東市場上有售的26盒清新劑中的揮發(fā)性物質(zhì)。結(jié)果顯示，使用空氣清新劑，會導(dǎo)致室內(nèi)萜類化合物的質(zhì)量濃度達(dá)到每立方米幾十甚至幾百微克，而這些有機化合物會與空氣中的臭氧等物質(zhì)反應(yīng)，生成二次氣溶膠物質(zhì)。

2 影響室內(nèi)環(huán)境顆粒物質(zhì)量濃度的因素

通風(fēng)狀況、環(huán)境溫濕度和環(huán)境中活性物種的質(zhì)量濃度會直接影響室內(nèi)環(huán)境中顆粒物的質(zhì)量濃度。

2.1 通風(fēng)狀況

在很大程度上，室內(nèi)空氣的通風(fēng)狀態(tài)決定了室外顆粒物對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響。王園園等人在監(jiān)測南京市部分居民室內(nèi)的PM2.5和PM1.0的污染狀況時發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)PM2.5和PM1.0的質(zhì)量濃度上午時段最高，這與大多數(shù)居民都會在上午開窗透氣有關(guān)。開窗換氣很容易使室外顆粒物進入室內(nèi)，從而導(dǎo)致室內(nèi)PM2.5和PM1.0的平均質(zhì)量濃度升高。韓云龍等人研究了有/無自然通風(fēng)下室內(nèi)顆粒物的分布特征。結(jié)果顯示，無通風(fēng)條件下室內(nèi)顆粒物的質(zhì)量濃度（PM10與PM2.5顆粒物室內(nèi)平均質(zhì)量濃度分別為133 ?g/m3和119 ?g/m3）要小于自然通風(fēng)條件下室內(nèi)顆粒物的質(zhì)量濃度（PM10與PM2.5顆粒物室內(nèi)平均質(zhì)量濃度分別為149 ?g/ m3和138 ?g/ m3）。

2.2 環(huán)境溫濕度

室內(nèi)環(huán)境中顆粒物的質(zhì)量濃度與環(huán)境溫濕度有很大的關(guān)系。張振調(diào)查研究了室內(nèi)濕度與顆粒物的關(guān)系，結(jié)果表明，相對濕度與PM10呈正相關(guān)，而相對濕度的增加會增加PM10的質(zhì)量濃度。崔術(shù)祥在其碩士畢業(yè)論文中比較了RH為0%（本底背景），35%，50%，65%和85%的情況下顆粒源的釋放速度。研究發(fā)現(xiàn)，顆粒物釋放呈衰減狀。隨著相對濕度的增加，相對濕度也越來越大，顆粒間發(fā)生的凝并現(xiàn)象也越顯著，凝并會生成粒徑約為0.3～30 μm的顆粒物。

2.3 環(huán)境中活性VOCs的含量

Aoki等人通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臭氧與活性VOCs（比如萜烯類物質(zhì)）共同存在時，會相互作用，造成二次有機氣溶膠（Secondary organic aerosol，SOA）污染。為了進一步研究SOA的發(fā)生機制，Toftum 等人詳細(xì)研究了松木板釋放出的VOCs與臭氧共同作用下SOA的污染情況。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臭氧濃度約20 ppb時，SOA的質(zhì)量濃度達(dá)到15 μg/m3；當(dāng)臭氧濃度約為40 ppb 時，SOA的質(zhì)量濃度約為95 μg/m3。實驗結(jié)果說明，當(dāng)有活性VOCs存在時，環(huán)境中的臭氧濃度與SOA的質(zhì)量濃度成正比。章旭陽等采用等離子體技術(shù)研究了苯乙烯的降解行為，實驗結(jié)果顯示，在苯乙烯的降解過程中，會有數(shù)量巨大的粒徑分布在28～384 nm之間，進而產(chǎn)生氣溶膠物質(zhì)，這應(yīng)與體系內(nèi)臭氧和苯乙烯的共存有關(guān)。

3 研究展望

改善我國的大氣環(huán)境質(zhì)量不是一朝一夕就能完成的，而如何改善現(xiàn)有的室內(nèi)空氣質(zhì)量，營造良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量是今后室內(nèi)空氣研究工作的重點。針對目前室內(nèi)環(huán)境顆粒物的污染現(xiàn)狀，應(yīng)先從加強基礎(chǔ)研究、室內(nèi)空氣質(zhì)量分類管理、完善室內(nèi)空氣標(biāo)準(zhǔn)和加快室內(nèi)空氣污染控制技術(shù)開發(fā)4個方面開展工作，以便更好地保障室內(nèi)人群的安全。

參考文獻

[1]全國兒童哮喘防治協(xié)作組.2000年與1990年兒童支氣管哮喘患病率的調(diào)查比較[J].中華結(jié)核和呼吸雜，2004，27（2）：112-116.

[2]Pekey B，Bozkurt Z，Pekey H，et al.Indoor/Outdoor concentrations and elemental composition of PM10/PM2.5 in urban/industial areas of Kocaeli City，Turky[J].Indoor air，2010，20（2）：112-115.

[3]中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會室內(nèi)環(huán)境與健康分會組織.中國室內(nèi)環(huán)境與健康研究進展報告[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]王曉舜.北京市居民室內(nèi)PM2.5暴露水平調(diào)查[J].安全，2012（3）.

[5]Wallace L.Indoor particles： a review[J].Air & Waste Manage Assoc，1996（46）：98-126.

[6]高軍，房艷兵，江暢興，等.上海地區(qū)冬季住宅室內(nèi)外顆粒物濃度的相關(guān)性[J].土木建筑與環(huán)境工，2014（02）：17.

[7]He Congrong，Oorawasa Lidia，Hitchins JANE，et al.Contribution from indoor sources to particle number and mass concentrations in residential houses[J].Atmospheric Environment，2004（38）：3405-3415.

[8]王夫美，陳麗，焦姣，等.冬季天津家庭室內(nèi)空氣顆粒物中鄰苯二甲酸酯污染研究[J].環(huán)境科學(xué)，2012（3）.

[9]程鴻，胡敏，張利文，等.北京秋季室內(nèi)外PM2.5污染水平及其相關(guān)性[J].環(huán)境與健康雜志，2009，26（9）.

[10]Lee Shun-Cheng，Wang Bei.Characteristics of emission of air pollutants from burning of incense in a large environmental chamber[J].Atmospheric Environment，2004（38）：3579-3587.

[11]日本空氣清凈協(xié)會.空氣凈化技術(shù)手冊[M].電子工業(yè)部第十設(shè)計研究會，譯.北京：電子工業(yè)出版社，1985.

[12]吳偉偉，許忠楊，趙桂芝，等.煙草煙霧對室內(nèi)空氣中顆粒物濃度的影響[J].環(huán)境污染與防治，2009，31（1）.

[13]鄢超，楊凌霄，董燦，等.濟南冬季典型商業(yè)室內(nèi)環(huán)境顆粒物污染特征[J].中國環(huán)境科學(xué)，2012，32（4）：584-592.

[14]崔家昌，陳麗華，劉金忠，等.賓館、旅店客房空氣交換率新風(fēng)量調(diào)查[J].中國公共衛(wèi)生，1999，15（8）.

[15]溫彥平.太原市公共場所環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀與對策分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2011，21（18）.

[16]梁安錦，蔡篤書.?？谑协偵絽^(qū)公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測分析[J].海南醫(yī)學(xué)，2007，18（12）.

[17]付曉辛，王新明.空氣清新劑中揮發(fā)性有機物的組成及其對室內(nèi)空氣質(zhì)量的潛在影響[J].環(huán)境化學(xué)，2012（2）.

[18]王園園，崔亮亮，周連，等.南京市部分居民室內(nèi)PM2.5和PM1.0污染狀況[J].環(huán)境與健康雜志，2013，30（10）.

[19]韓云龍，胡永梅，錢付平，等.自然通風(fēng)室內(nèi)顆粒物分布特征[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2013（02）.

[20]張振，劉國紅，彭朝瓊，等.深圳市城區(qū)居民室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀調(diào)查[J].環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志，2011（05）.

[21]崔術(shù)祥.濕度對室內(nèi)顆粒物分布影響[D].長沙：湖南工業(yè)大學(xué)，2013.

[22]Toftum J，F(xiàn)reund S，Salthammer T，et al.Second organic aerosols from ozone-initiated reactions with emissions from wood-based materials and a-green paint[J].Atmospheric Environment，2008（42）：7632-7640.

[23]章旭明.低溫等離子體凈化處理揮發(fā)性有機氣體技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2011.

〔編輯：白潔〕

Abstract： Indoor air quality has a direct impact on human health， long-term work and living in the indoor environment in the space， will cause great harm to peoples health. This paper focuses on the three typical indoor home environment（office environment and public places） in particulate matter pollution situation and characteristics， and analyses the effect of ventilation， temperature and humidity of environment， and the environment of active organic compounds on the concentration of particles in the indoor air quality sound， and puts forward the research direction of the future of the indoor air quality management ideas and indoor air particulate matter pollution.

Key words： indoor air； particulate matter； pollution； ventilation condition