劉 逸 倫

(河北大學(xué) 生態(tài)環(huán)境系，河北 保定 071000)

0 引 言

室內(nèi)空氣質(zhì)量與人類生活、工作之間具有著密切聯(lián)系，健康的住宅環(huán)境無疑是今后我國城市建設(shè)中可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)和方向。室內(nèi)空氣品質(zhì)評價(jià)是認(rèn)識(shí)室內(nèi)環(huán)境的一種科學(xué)方法，人們要確定室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況對生存和發(fā)展的適宜性，就必須進(jìn)行室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)，采用數(shù)量化手段對室內(nèi)環(huán)境污染物要素進(jìn)行分析，綜合主、客觀評價(jià)對室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行定量的描述，有助于掌握室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況和變化趨勢，評價(jià)室內(nèi)空氣污染對健康的影響，為制訂室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、控制室內(nèi)空氣污染、改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)和方法。

1 評價(jià)因子的選擇

室內(nèi)污染物種類繁多，可分為顆粒(固體、液體或生物顆粒)和氣體，它們當(dāng)中有的會(huì)引起某種令人不愉快的感覺，有的被認(rèn)為對健康有害，還有一些目前還不為人類所認(rèn)識(shí)。就其來源來講，有的來自室內(nèi)的材料、設(shè)備以及生物活動(dòng)，有的來自室外空氣的滲透，還有的來自暖通空調(diào)系統(tǒng)，這些物質(zhì)的存在是室內(nèi)空氣品質(zhì)不良的重要原因。由于種類繁多，不可能對每種污染物都進(jìn)行檢測，需要從中挑選有代表性的、對人體感覺和健康有重要影響的因子作為室內(nèi)空氣品質(zhì)檢測和評價(jià)的內(nèi)容。幾十年來人們對各種污染物的發(fā)生源、散發(fā)強(qiáng)度、對健康的影響、控制策略進(jìn)行了深入的研究，獲得了大量有價(jià)值的資料。目前國內(nèi)外普遍關(guān)注的室內(nèi)污染物有甲醛、氨、苯、二甲苯、總揮發(fā)性有機(jī)化合物(total volatile organic compounds，TVOC)、CO、CO2、NO2、SO2、懸浮顆粒、浮游微生物和氡氣等。這其中的每一種物質(zhì)都代表了一組污染物的信息，反映出室內(nèi)空氣的現(xiàn)狀。本文在評價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)時(shí)，立足于取樣點(diǎn)的地域特點(diǎn)，選取甲醛、氨、苯、TVOC作為評價(jià)因子。

2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

在環(huán)境評價(jià)中，一般有表1所示的等級(jí)劃分。

表1 環(huán)境評價(jià)的等級(jí)劃分

參考以上分類，考慮到室內(nèi)空氣中污染物質(zhì)量濃度一般較低，在對室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，我們將它分為4級(jí)：清潔、未污染、輕污染、重污染。目前已有學(xué)者提出了一套室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的建議值，國家也制定了有關(guān)室內(nèi)空氣環(huán)境的國家標(biāo)準(zhǔn)：住宅建筑室內(nèi)裝修污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ/T 436—2018)，這些建議和國家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了室內(nèi)污染物的最高容許質(zhì)量濃度，在這里把這些限定值作為污染級(jí)別的限定值。其中，Ⅰ級(jí)的限定值定義為清潔，Ⅱ級(jí)的限定值定義為輕污染，Ⅲ級(jí)的限定值定義為中污染，大于限定值定義為重污染。由于該標(biāo)準(zhǔn)中未涉及氨的等級(jí)劃分，依據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325—2010)，并結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)給出室內(nèi)空氣品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2 室內(nèi)空氣品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg·m-3

3 污染物對空氣的危害率法

某種污染物對水體造成的損失，L.D.詹姆斯曾用“損失-濃度曲線”加以描述(圖1)[5-6]。室內(nèi)空氣污染品質(zhì)評價(jià)與水污染品質(zhì)評價(jià)有相似之處，借助于“損失-濃度曲線”描述室內(nèi)空氣污染“室內(nèi)空氣品質(zhì)危害-濃度曲線”。即隨著空氣中某種污染物質(zhì)量濃度的上升，該污染物對空氣品質(zhì)的危害增大，該污染物質(zhì)量濃度達(dá)到臨界值，其危害趨于平緩。

圖1 污染損失-濃度曲線

鑒于該曲線的分布特征，設(shè)污染物的濃度與空氣品質(zhì)的危害率方程為

(1)

式(1)中ri表示室內(nèi)空氣污染物對空氣的危害率，xi表示污染物濃度，a、b表示該污染物決定的待定參數(shù)。a,b值的確定，根據(jù)張家口地區(qū)多年來污染物檢測數(shù)據(jù)結(jié)合污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值綜合確定。

當(dāng)xi→0時(shí)，ri→0，說明當(dāng)空氣沒有該污染物即某種污染物質(zhì)量濃度值為0時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量危害值為0，也就是空氣質(zhì)量沒有危害；當(dāng)xi→+∞時(shí)，ri→a，理論上說a→1，說明當(dāng)空氣中某種污染物質(zhì)量濃度值相當(dāng)大時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量被完全危害，即ri→1。

為充分利用所建數(shù)學(xué)模型曲線特征，使日常檢測數(shù)據(jù)有較大的區(qū)分度，可參照概率論中的置信度的設(shè)定，假設(shè)室內(nèi)空氣污染物濃度xi取x小和x大時(shí)，對環(huán)境的危害率分別為0.05和0.95。根據(jù)表2中室內(nèi)空氣品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可取各污染物清潔等級(jí)臨界值為x小，用各個(gè)污染物檢測數(shù)據(jù)最大值進(jìn)行試算，在xi→x大時(shí)，a→1的前提下，可確定參數(shù)a、b的值，分別見表3和表4。

表3 2013—2018年室內(nèi)空氣污染物質(zhì)量濃度最值 單位：mg·m-3

表4 a、b的取值 單位：mg·m-3

依據(jù)表2及表確定a、b的值，按照公式(1)，可得適合取樣點(diǎn)地域室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

表5 室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

在忽略各種污染物間的協(xié)同和拮抗作用的條件下，假設(shè)單個(gè)污染物對室內(nèi)空氣的危害是相互獨(dú)立的，由事件之間的相互獨(dú)立性可知綜合污染危害率為

(2)

按照公式(2)，可得適合張家口地區(qū)室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合污染危害率(表6)。

表6 綜合污染率評價(jià)等級(jí)

利用公式(1)和公式(2)，對取樣點(diǎn)地區(qū)近6年的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分別統(tǒng)計(jì)出建筑物裝修前后的綜合污染危害率(分別為R前，R后)，得到裝修造成的綜合污染危害率差值為

ΔR=R后-R前

(3)

從而獲得建筑裝飾材料對污染物質(zhì)量濃度的影響(表7)。

表7 建筑裝飾材料對污染物質(zhì)量濃度的影響

根據(jù)表7得到裝修造成的綜合污染危害率為

ΔR=R后-R前=0.4123

4 評價(jià)實(shí)例

本文選取張家口市某區(qū)4棟大樓作為此次檢測對象，檢測得出室內(nèi)空氣品質(zhì)實(shí)測值(表8)。

表8 4棟大樓的室內(nèi)空氣品質(zhì)實(shí)測值 單位：mg·m-3

由公式(2)和表6，可得綜合污染危害率和污染程度(表9)。

表9 綜合污染危害率和污染程度

根據(jù)表9，可得到如下結(jié)果：

(1)每一樓號(hào)對應(yīng)的污染程度即為其室內(nèi)空氣品質(zhì)評價(jià)的結(jié)果，可見1棟屬于清潔等級(jí)，2棟、3棟和4棟屬于輕污染等級(jí)。

5 結(jié) 論

(1)污染物對空氣的危害率法計(jì)算過程簡單方便，實(shí)測得到的所有數(shù)據(jù)對評價(jià)結(jié)果都有影響，充分利用了獲得的信息。根據(jù)污染物對空氣的危害率法，可確定樣本的級(jí)別，評價(jià)結(jié)果直觀可靠。

(2)由污染物對空氣的危害率法可以看出，該模型是一種反映污染損失變化的機(jī)理性模型，其理論依據(jù)是較充分的，用它進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價(jià)時(shí)，其結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性依賴于模型中參數(shù)a,b的準(zhǔn)確性，而這又反映在其所依賴的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的可靠程度上。此外，在確定參數(shù)a、b的過程中，我們假設(shè)了室內(nèi)空氣污染物濃度xi取最小值和最大值時(shí)，對環(huán)境的危害率分別為0.05和0.95，這個(gè)可靠度的選擇也是可以變化的，如果要求高還可以認(rèn)為對環(huán)境的危害率分別為0.01和0.99。