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        基于空氣污染分析的民用建筑室內(nèi)環(huán)境檢測技術(shù)

        2022-09-07 02:44:46
        關(guān)鍵詞:室內(nèi)空氣室內(nèi)環(huán)境甲醛

        冷 峻

        (江蘇省揚州環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 揚州 225007)

        隨著人們物質(zhì)生活水平的提升,民用建筑室內(nèi)裝修裝飾工程呈現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,也因此出現(xiàn)了多種多樣的室內(nèi)環(huán)境污染問題,而室內(nèi)空氣作為室內(nèi)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分,直接關(guān)系到人們的身體健康和生活質(zhì)量[1]。對民用建筑室內(nèi)空氣污染物的分析,主要集中在甲醛、苯、氡、氨以及總揮發(fā)性有機(jī)物(下文簡稱TVOC)等方面,唯有做好這方面的檢測分析以及防治工作,才能為人們創(chuàng)設(shè)健康的生活環(huán)境,因此有著重要的研究意義。

        1 民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染分析的主要內(nèi)容

        室內(nèi)環(huán)境空氣檢測的指標(biāo)一共有19項之多,其中與空氣質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo)有一氧化碳、氨、氡、甲苯、苯乙烯等;與環(huán)境空氣相關(guān)的指標(biāo)有二氧化硫、二氧化氮、甲醛、苯并芘等;還有對公共場所室內(nèi)溫濕度、空氣流速、二氧化碳、臭氧等方面的檢測。本文重點分析的民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染物主要是依據(jù)現(xiàn)行室內(nèi)環(huán)境檢測驗收標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325-2010)[2]中的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),其中設(shè)定的具體檢測項目包含甲醛、苯、氡、氨以及TVOC[3]。

        1.1 甲醛

        民用建筑室內(nèi)空氣環(huán)境中的甲醛屬于主要污染物,裝修過程中所用到的纖維板、膠合板等人造板材中會揮發(fā)出大量甲醛氣體,人一旦吸入這種氣體會直接影響身體健康。如果長期生活在甲醛環(huán)繞的室內(nèi)環(huán)境中,會出現(xiàn)眼睛刺痛、皮膚過敏、免疫功能下降等癥狀,如果吸入濃度過高的甲醛,甚至?xí)掳?/p>

        1.2 苯

        室內(nèi)環(huán)境中產(chǎn)生苯的主要原因是有機(jī)類溶劑材料,多見于裝修裝飾用的粘合劑、膠合板、稀釋劑、木工漆等,在這些材料中含有苯系物如甲苯、二甲苯等,氣味具有芳香性,極易導(dǎo)致人失去警覺。如果長期生活在含苯量超標(biāo)的環(huán)境中,會出現(xiàn)頭暈、失眠、記憶力下降等神經(jīng)衰弱類癥狀,嚴(yán)重情況下會出現(xiàn)再生障礙性貧血與白血病,孕婦長期吸入還有可能造成胎兒發(fā)育不良或直接流產(chǎn)[4]。

        1.3 氨

        室內(nèi)環(huán)境中產(chǎn)生氨的原因多來自于混凝土中的添加劑以及木質(zhì)家具加工時用到的粘合劑。氨會對人體呼吸道、鼻腔黏膜等組織形成強(qiáng)烈刺激,輕則引發(fā)鼻炎、支氣管炎、咽喉炎等,吸入高濃度氨時還會出現(xiàn)頭暈、惡心等嚴(yán)重癥狀。氨被吸入肺部之后,會經(jīng)過肺泡進(jìn)入血液,與血紅蛋白相結(jié)合,弱化人體本身的運氧功能。

        1.4 氡

        室內(nèi)環(huán)境中的氡主要產(chǎn)生于建筑材料,常見的有大理石、地磚、瓷磚等含氡的材料,具有天然放射性的石板材會直接釋放出氡,如果室內(nèi)環(huán)境中含有過量氡且難以抑制其放射性,會對人體帶來極大危害,同樣會致癌。

        1.5 TVOC

        室內(nèi)環(huán)境中的TVOC主要來自裝飾裝修所用涂料中的有機(jī)分子、有機(jī)溶劑等,其成分含有多種有機(jī)類物質(zhì),會對人體造成較大危害,也會直接損傷人體內(nèi)部器官與中樞神經(jīng)等,嚴(yán)重情況下也會導(dǎo)致人體抵抗力下降,甚至致癌。

        2 民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染的檢測技術(shù)

        2.1 實驗室采樣準(zhǔn)備

        采樣容器盡量用新的器具,如果是用過的器具要徹底洗凈,確保無過往樣品殘留;在檢測甲醛和氨之前要進(jìn)行吸收液配置,對大型氣泡吸收管進(jìn)行清洗消毒;恒流采樣器則要用一級早膜流量計進(jìn)行校準(zhǔn),詳細(xì)記錄校準(zhǔn)數(shù)值;檢測苯所用的活性炭吸附管需要提前通氮氣加熱活化,溫度要達(dá)到300 ℃~350 ℃,活化持續(xù)時間得低于10 min,直至無雜質(zhì);TVOC檢測要用到的Tenax-TA吸附管同樣需要活化,溫度要達(dá)到350 ℃,持續(xù)時間不得低于30 min,直至無雜質(zhì)[5]。要驗證吸附管內(nèi)是否含有雜質(zhì),可對經(jīng)過活化的吸附管采用氣相色譜法進(jìn)行檢測,查看是否有雜質(zhì)峰。

        2.2 室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)場檢測準(zhǔn)備

        做好檢測現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作是保證室內(nèi)環(huán)境空氣污染檢測分析準(zhǔn)確的基礎(chǔ),所以針對已經(jīng)完工且準(zhǔn)備接受檢測的民用建筑工程而言,必須要聯(lián)系施工方將室內(nèi)的所有雜物清撿干凈。鑒于油漆保養(yǎng)期通常是7天,所以完工后至少要過7天才能進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境檢測,并且在對甲醛、氨、苯、TVOC進(jìn)行檢測時,如果裝修使用的是中央空調(diào),需要在正常運行狀態(tài)下進(jìn)行檢測;而采用自然通風(fēng)的房屋,則要將門窗緊閉1小時后再進(jìn)行檢測;自然通風(fēng)條件下,氡的檢測要在緊閉門窗24小時后進(jìn)行。

        2.3 檢測布點

        在驗收民用建筑工程時,進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境檢測的點位需要距離內(nèi)墻面至少0.5 m,距離地面高度在0.8~1.5 m左右。這一高度基本符合人們居住其中時的呼吸平面高度,同時要均勻分布各個檢測點,避開通風(fēng)管道和通風(fēng)口。實際采樣中可采取對角線、斜線布點的方式,也可以采取梅花樁布點方式。民用建筑室內(nèi)環(huán)境的檢測一定要保證檢測點覆蓋到各個區(qū)域,比如臥室、衛(wèi)生間、廚房等[6]。采樣過程中,要先對民用建筑物的上風(fēng)向進(jìn)行周圍空氣空白值的采集(氡除外),倘若單個檢測項目的檢測點數(shù)非常多,那么每天都要重復(fù)采集空氣空白值。民用建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測點的布置數(shù)量需要按照房間的面積大小合理設(shè)定,根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325-2010)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置,具體見表1。

        表1 民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染檢測點數(shù)量

        2.4 空氣污染檢測技術(shù)

        2.4.1 甲醛檢測

        與民用建筑室內(nèi)環(huán)境中的其他有害物質(zhì)比較,甲醛的化學(xué)性質(zhì)活潑,因此檢測方式多種多樣。按照國家規(guī)范要求,目前使用較多的是AHMT比色法與簡便取樣儀器檢測法,其中由于前者要投入較大成本和較長等待周期,因此選擇后者的更多。

        2.4.2 苯檢測

        按照國家規(guī)定對民用建筑室內(nèi)環(huán)境中苯檢測提出的規(guī)范要求,檢測苯主要使用基于活性炭吸附——熱解析氣相色譜法,能夠?qū)崿F(xiàn)不錯效果且留存時間較長。需要注意的是,采樣過程中需要保證吸附管與大氣采樣器的入氣口垂直連接。

        2.4.3 氨檢測

        一般使用分光光度法檢測民用建筑室內(nèi)環(huán)境中的氨,能保證檢測的精準(zhǔn)度和效率。由于氨可溶水且溶水后生成堿性物質(zhì),所以可先采集室內(nèi)空氣,然后通入含有遇堿性物質(zhì)變色的溶液,開展全方位檢測。檢測技術(shù)人員需要確保所用試劑符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),切忌出現(xiàn)因為試劑變質(zhì)而導(dǎo)致檢測結(jié)果失準(zhǔn)的情況。

        2.4.4 氡檢測

        作為民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染分析中的重要環(huán)節(jié),對氡濃度的檢測一般會選擇泵吸靜電收集能譜分析法、泵吸脈沖電離室法、泵吸閃爍室法等,探測下限不得超過10 Bq/m3,并且檢測精準(zhǔn)性要確保至少達(dá)到95%。

        2.4.5 TVOC檢測

        如上文所述,檢測TVOC需要用到Tenax-TA吸附管,于管中填裝200 mg的Tenax-TA吸附劑,流速需要控制在0.5 L/min左右,需要用氣10 L,樣品保質(zhì)期在2周左右[7]。在對樣品的檢測分析中,需要用熱解吸直接進(jìn)行氣相色譜法,將吸附管放入熱解吸,直接裝進(jìn)樣裝置當(dāng)中,確保解吸氣流方向與標(biāo)準(zhǔn)吸附管制樣氣流的方向相反,經(jīng)過300 ℃的充分解吸后,將解吸氣體通入進(jìn)樣閥再進(jìn)入氣相色譜儀,進(jìn)行色譜和定量分析。

        2.5 明確室內(nèi)環(huán)境檢測標(biāo)準(zhǔn)

        民用建筑室內(nèi)環(huán)境是否符合人居要求,國家出臺的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中有明確規(guī)定。在《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325—2010)標(biāo)準(zhǔn)中主要以民用建筑工程為對象,提出了對室內(nèi)環(huán)境污染的不同控制要求。主要將民用建筑工程分為兩類,其中Ⅰ類民用建筑工程有住宅、學(xué)校、醫(yī)院等較敏感區(qū)域;Ⅱ類民用建筑工程有辦公樓、博物館、圖書館、商場、書店、體育館等較不敏感區(qū)域,而這兩類區(qū)域的室內(nèi)污染物濃度限量標(biāo)準(zhǔn)有一定區(qū)別,具體見表2。

        表2 污染物濃度限量標(biāo)準(zhǔn)

        3 民用建筑室內(nèi)空氣狀況檢測案例分析

        此次檢測主要以2020年~2021年期間某市裝修完工的民用住宅為對象,選擇其中最具代表性的10戶作為參考樣本,采取隨機(jī)抽樣的做法,一共選擇30個(氡為13個)目標(biāo),開展為期6個月的持續(xù)跟蹤檢測。

        3.1 評價標(biāo)準(zhǔn)

        此次檢測的評價標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法完全參照《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325-2010)和《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2002)[8]中有關(guān)室內(nèi)環(huán)境污染物限值及檢測的方法,具體對室內(nèi)環(huán)境空氣污染物中的甲醛、苯、氡、氨以及TVOC進(jìn)行濃度檢測及評價是否超標(biāo)[9]。

        3.2 檢測方法

        對甲醛、苯、氡、氨以及TVOC分別采用酚試劑分光光度法、氣相色譜法、連續(xù)氡測量檢測儀法、靛酚藍(lán)分光光度法以及氣相色譜法進(jìn)行檢測,檢測設(shè)備需要用到氡測量檢測儀、氣相色譜儀、可見分光光度計、大氣恒流采樣器、氣泡吸收管等。

        3.3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析

        對10戶住宅的室內(nèi)環(huán)境空氣污染物的跟蹤檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,具體見表3。

        表3 檢測數(shù)據(jù)匯總表

        通過對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,發(fā)現(xiàn)10戶住宅室內(nèi)空氣污染物濃度值,從裝修完工到2個月后,再到6個月后,除了氡因為受到污染物來源的因素影響外,其他如甲醛、苯、氨、TVOC四項在剛完工時,超過半數(shù)都存在嚴(yán)重超標(biāo)的情況,但隨著時間的推移,這些污染物的濃度均有明顯下降。而要想保證室內(nèi)空氣質(zhì)量更快達(dá)到人居標(biāo)準(zhǔn),則要做好室內(nèi)環(huán)境空氣污染防治工作。

        4 民用建筑室內(nèi)環(huán)境空氣污染防治措施

        4.1 選擇環(huán)保材料

        民用建筑的裝修材料是室內(nèi)環(huán)境空氣污染的直接來源,為了有效防治污染,盡量選用環(huán)保材料,如不含甲醛的膠粘劑、不含苯的板材等。含氡過高的石材基本為天然無機(jī)材料,比如花崗巖、大理石、水泥等;氨大部分產(chǎn)生于北方地區(qū),因為要用到氨作為防凍劑添加在水泥中,對家具等的表面進(jìn)行涂飾;而甲醛、苯、TVOC則產(chǎn)生于用粘合劑的家具、墻紙、油漆等材料。所以,在裝修設(shè)計階段,需要根據(jù)室內(nèi)空間使用功能以及人們在室內(nèi)停留時間、建筑物空間布局、通風(fēng)能力表現(xiàn)等因素,選定裝修用材。裝修用材盡量選用含有機(jī)污染物較少的材料,比如選用水性油漆,這類油漆以水作為分散介質(zhì),涂刷過后揮發(fā)的主要成分為水;選用實木板材或者原材是天然樹脂裝飾的板材,盡量不用復(fù)合板,降低使用膠粘劑帶來的甲醛超標(biāo)概率。

        4.2 室內(nèi)勤通風(fēng)

        降低室內(nèi)環(huán)境空氣污染最直接、最有效且最省成本的方式便是通風(fēng)換氣,通過加大室內(nèi)空間的空氣對流,讓室外新鮮空氣不斷替換室內(nèi)被污染的空氣,進(jìn)而達(dá)到不斷降低室內(nèi)環(huán)境空氣污染物濃度的效果,能夠有效預(yù)防室內(nèi)空氣污染物超標(biāo)。長期通風(fēng)換氣,室內(nèi)空氣污染物含量一定會降低,有助于身心健康。相關(guān)實驗表明,經(jīng)過2 h的通風(fēng)換氣,室內(nèi)環(huán)境中的甲醛濃度下降幅度在36%~83%左右,有著不俗表現(xiàn)[10]。

        4.3 物理吸附凈化

        物理吸附凈化具有易操作、環(huán)保、低成本的特點,主要包含靜電吸收、負(fù)離子吸收、物理吸附等,能夠有效吸附室內(nèi)空氣中的污染物。其中負(fù)離子憑借著強(qiáng)大的吸附功能,能吸附空氣中的固體顆粒與其他灰塵,起到凈化室內(nèi)空氣的作用;可以選用活性炭進(jìn)行室內(nèi)空氣凈化,發(fā)揮其過濾功能,對有害氣體進(jìn)行過濾,發(fā)揮出凈化空氣的作用;還可用紅外線、紫外線進(jìn)行殺菌,紅外電子技術(shù)在氣味識別與吸附方面表現(xiàn)良好,能維持長時間的污染氣體吸附效果。

        4.4 綠植凈化吸收

        借助自然界綠色植物的吸附和吸收功能凈化室內(nèi)空氣。其中,花草、樹木等綠植均具備吸煙吸塵、消除噪音、凈化空氣的作用,將其放在室內(nèi)能明顯降低空氣污染物的含量。比如,綠蘿花、月季花、蘆薈等是常用的空氣凈化植物,研究證明蘆薈能夠在24 h內(nèi)吸收1 m3空間內(nèi)90%的甲醛;常青藤則能吸收90%以上的苯;龍舌蘭能吸收空氣中超過50%的甲醛。所以,可通過擺放更多綠植來凈化室內(nèi)空氣,同時也能愉悅身心,為居住創(chuàng)造良好環(huán)境。

        5 結(jié)語

        總之,在人們對建筑室內(nèi)居住環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的背景下,需要高度重視室內(nèi)環(huán)境檢測工作,尤其是對空氣污染物的檢測分析與防控。文章重點提出了甲醛、苯、氡、氨以及TVOC等空氣污染物的產(chǎn)生原因、危害及檢測方法,同時以實際案例說明問題的嚴(yán)重性,最終結(jié)合工作經(jīng)驗提出幾點防治民用建筑室內(nèi)空氣污染物的措施。當(dāng)然,我們也要認(rèn)識到目前的室內(nèi)環(huán)境檢測技術(shù)還有很大的進(jìn)步空間,許多新的檢測方法和設(shè)備也在不斷開發(fā),但無論如何要堅持國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范操作,保證檢測的準(zhǔn)確性,為人們打造安全健康的室內(nèi)居住環(huán)境提供參考。

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