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室内空气污染物及其对人体健康的影响

2019-08-26

1.简介
就空气污染对人类健康的影响而言,公众关注的主要领域和政府政策仍然是户外空气。然而,在过去二十年中,室内空气质量(IAQ)由于其可能对人类健康产生的不利影响而引起越来越多的关注。术语“室内”在相关文献中用于指代各种环境,包括用作办公室或用于娱乐目的的家庭,工作场所和建筑物。此外,已经进行了许多研究以测量通勤活动期间车辆内的各种化合物。发达国家的大多数人在室内环境中花费高达90%的时间,而高达60%的劳动力在办公室工作。(Tsakas&Siskos,2010 ; McCurdy等,2000 ;Ashford&Caldart,2008 ; Andersson&Klevard Setterwall,1996)降低节能通风率,同时增加建筑物中合成材料的使用,导致建筑物居住者的健康投诉增加(Siskos,2003)。许多室内污染物已知或怀疑是过敏原,致癌物质,神经毒素,免疫毒素或刺激物,而所有这些都可能导致病态建筑综合症(SBS)。与SBS相关的一组健康症状包括鼻,眼和全身性疾病。根据国家职业安全与健康研究所在公共建筑中进行的各种研究(Soldatos等,2003),超过70%的建筑物中出现的三个最重要的症状是眼睛干涩,喉咙干燥和头痛。
 
室内空气质量和室内环境中空气污染物的存在是一个世界性的问题,因为许多政府和环境研究所都面临着这一严重现象。从20世纪90年代开始,日本建造了通风率低的密封建筑。这与使用一些新型建筑材料相结合,往往导致室内空气质量问题。已经报道了许多患有SBS和多种化学敏感性(MCS)的居民(McCurdy等,2000 ; Zhang&Niu,2004)。因此,日本厚生劳动省根据危害评估引入了包括HCHO在内的一系列VOC的室内空气指南(Shinohara等,2009)。
 
IAQ的重要性也已在欧洲得到认可,并已被确定为欧洲协作行动(ECA)(ECA,1998)和欧洲环境与健康行动计划(Dimitroulopoulou等,2006)中的重要元素。在美国,加利福尼亚州在过去二十年中采取了积极的计划,旨在减少室内空气污染,这导致了一系列政策工具(Waldman&Jenkins,2004)。近年来,在英国制定IAQ标准和指南(Dimitroulopoulou等,2006)以及最近英国卫生部关于空气污染物医疗效果的委员会(Short,2001)已经采取了重要步骤。),发布了关于室内空气污染物影响的指导文件。在许多发展中国家,暴露于室内空气污染会造成严重的健康负担(空气污染物医疗效果委员会,2004年)。特别是在过去二十年中,人们对室内空气质量的关注日益增加,导致就此问题进行了多次研究和会议。例如,在希腊的许多研究人员进行了有关室内空气质素问题(显著研究Siskos和同事,2001,2003,2005,2010; Helmis和同事,2007年,2009年 ; 。Santamouris等,2001)。随着对健康影响的关注日益增加,近年来问题变得更加突出。正在引入其他新的污染源,这些污染物之前尚未测量过。在一些国家,已开展研究,在某些情况下涉及对空气质量因素的全面调查,以便采取有效的控制措施,从设定最低通风标准,到控制甚至禁止某些产品,如脲醛泡沫绝缘或不通风的石蜡或燃气加热器。然而,人们认识到,维持可接受和健康的室内空气质量的一些责任将继续由建筑物业主和建筑物的居住者承担。
 
一些研究揭示了室内空气的各种污染物,包括有气味,无气味的气体和蒸气,以及颗粒,虽然有人认为这些污染物中的一些可能是造成健康影响的原因,但证明因果关系非常困难,即使在高处存在潜在有毒物质的水平(世界卫生组织[WHO],1989 ; Perry&Kirk,1986 ; WHO,1986 ; 室内空气研究与行动的优先事项,1991)。
 
2.室内空气污染物及其来源
室内空气污染物很多,可根据它们对人体健康的影响,外观频率,常用浓度水平,来源等进行分离。本章主要针对室内和室外空气常见的物种。环境以及在室内环境中经常测量的环境。
 
2.1。氡
室内氡的主要来源是在站点中的接地端和在建材(其直接父镭-226 的Nero,1988,1989)。室外空气也通过通风空气有助于室内的氡浓度。自来水和家庭天然气供应通常是次要的氡气来源,但有一些例外。在大多数情况下,室内氡水平升高似乎来自下伏岩石和土壤中的氡(Castren等,1985))。如果存在土壤和生物空间之间的合适路径,则该氡可以通过扩散或压力驱动的流进入住宅的生活空间。然而,应该指出的是,在少数情况下,由于使用含有高水平镭-226的建筑材料,可能会出现室内氡水平升高的情况。在一些建筑物中使用的这种材料的实例是副产品石膏,明矾页岩和火山凝灰岩。
 
联合国原子辐射影响科学委员会(UNSCEAR)制定了一个非常简单的模型,试图估算这些来源的相对贡献:对于“典型”房屋,地面氡浓度为50 Bq / m 3地板,土壤,建筑材料和室外空气的贡献分别为60%,20%和20%,而高层建筑的上层,氡浓度估计为“典型”20 Bq / m 3,这些值分别为0%,50%和50%(UNSCEAR,1993)。
 
2.1.1。泥
对于那些住在靠近地面的人,例如独立式住宅或没有酒窖的公寓楼底层,最重要的氡源是地下的镭。
 
土壤中的镭浓度通常在10 Bq / kg至50 Bq / kg的范围内,但可以达到数百Bq / kg的值,估计平均值为40 Bq / kg(UNSCEAR,1993)。土壤气体中典型的氡浓度范围为10000 Bq / m 3至50000 Bq / m 3。从地面进入氡的可能性主要取决于底土中镭-226的活度水平及其对空气流动的渗透性。具有高氡潜力的地形的例子是明矾页岩,一些花岗岩和火山岩,由于高浓度的镭-226和存在的砾石(砾石,沙子和在冰河时期从冰下流中沉积的圆形石头),所有这些具有高渗透性的特征。地面也可能被铀或磷酸盐采矿作业的废尾矿污染,活动水平提高(Tyson等,1993)。
 
来自土壤的氡的进入主要是压力驱动的流动,扩散起着次要的作用(de Meijer et al。,1992))。流入的大小随着几个参数而变化,最重要的是土壤空气和室内空气之间的气压差,与现场土壤接触的表面的紧密度,以及下面土壤的氡气呼出率。如果地下室和地面之间没有密闭层,室内的负压会导致氡从建筑物下面的地面吸入。如果强制通风系统中的空气入口和出口的调整或通风燃烧设备的室外空气供应不合适,则大多数房屋会出现负压。当入口空气受到过多限制时,所有类型的通风系统的负压可能相当大。结构的紧密性与建筑法规和技术有关,并且非常依赖于裂缝,开口和关节。结构几乎不透密,完全防止了氡气流入。例如,要使氡子浓度低于100 Bq / m3 EER在一所房子与500μm的体积3和每小时0.5空气变化,不大于1微米的通风率3每小时必须被允许泄漏到房子,如果在土壤空气中的氡气浓度为约50000 Bq / m 3。这些值非常典型。
 
2.1.2。建筑材料
建筑材料通常是室内氡的第二主要来源,而在七十年代,它们被认为是主要的氡(UNSCEAR,1977 ; Meyer等,1986)。建筑材料的氡气呼出不仅取决于镭浓度,还取决于诸如通过材料释放产生的氡分数,材料的孔隙率以及墙壁的表面制备和光洁度等因素。一般而言,不需要对传统建筑材料采取任何行动。建筑材料中镭和钍含量的典型值为50 Bq / kg或更低(核能机构经济合作与发展组织 - NENOECD,1979)。含有副产品石膏(UNSCEAR,1982)和含有明矾页岩的混凝土(Swedjemark&Mjones,1984)的建筑材料可能具有更高的镭浓度。如果原材料来自具有高水平天然放射性的位置,则砖和混凝土中的活性浓度也可能很高。在一些建筑物中使用的这种天然材料的例子是火山凝灰岩和火山灰(Sciocchetti等,1983 ; Campos Venuti等,1984 ; Battaglia等,1990),其中镭和钍含量可达数百个Bqlkg。NENOECD(1979)报道了其他放射性含量和建筑材料呼出的测量结果。
 
建筑材料是室内空气中氡-220(也称为“钍”)的主要来源。由于半衰期短(55秒),通常会阻止源自土壤的钍进入建筑物,因此对室内钍气水平的贡献可以忽略不计。由于这个原因并且由于测量的难度较大,钍浓度测量值远低于氡浓度测量值。虽然室内钍射气的浓度通常较低(悬崖,1992 ; UNSCEAR,1993),在某些情况下由于这种同位素的剂量和其女儿是显著并且与那些由于radon- 222(Sciocchetti等人,1983。 ,1992 ; Guo等,1992 ; Bochicchio等,1993; Doi&Kobayashi,1994)。
 
2.1.3。室外空气
室外空气通常作为稀释因子,因为它通常具有较低的氡浓度,但在某些情况下,如在用镭含量极低的材料建造的高层公寓中,它可以作为真正的来源。室外空气中的氡浓度主要与大气压有关,并且(在非微扰天气的情况下)它表现出典型的振荡时间模式,在夜间具有较高的值。
 
直到几年前,在地平面处的气氛氡气体的浓度的平均水平,在大多数情况下,假定为几贝/米的数量级的3 -例如在4至15贝/ m的范围3中美国(Gesell,1983),但最近的测量似乎表明更高的值,达到几十Bq / m 3(Hopper等,1991 ;Robé等,1992 ; Bochicchio等,1993 ; Deyuan ,1993 ; Grasty 1994 ; Price等,1994)。据报道,在大量氡源(如尾矿)附近,室外空气中的氡浓度相当高(Tyson等,1993)),或在特定天气条件下,如热反转或极低降水(Grasty,1994)。
 
由于海水中镭的存在最少以及氡在低温下在水中的高溶解度,海洋上的环境空气具有非常低的氡浓度值(~0.1 Bq / m 3)。因此,岛屿和沿海地区的室外空气中的氡浓度通常低于大陆国家,例如英国和日本的室外空气平均值为~4 Bq / m 3。
 
考虑到最近的测量结果,辐射科委会上次报告中采用的室外氡浓度平均值已从大陆地区的5至10 Bq / m 3变为沿海地区(UNSCEAR,1993)。
 
2.1.4。自来水
在岩石中钻出的井中,水的氡浓度可能很高。当在家庭中使用这种水时,氡可以部分地释放到室内空气中,导致平均氡浓度增加。在少数地区,如芬兰和缅因州(美国),岩石中钻井的自来水已被证明对室内氡浓度有显着贡献。深井自来水中的氡浓度范围为100 kBq / m 3至100MΒq/ m 3(UNSCEAR ,1988)。由于来自地面的氡进入率很高,这些地区的室内氡浓度可能已经很高。假设所有类型供水中的世界平均氡浓度为10 kBq / m 3(UNSCEAR ,1993)。
 
2.1.5。家用燃气
在一些地区,用于烹饪和加热的天然气含有高浓度的氡,其在燃烧时释放。通常,此来源无关紧要,可以在传输和分发点进行监控。通常,天然气中的氡水平约为1000Bq / m 3。天然气,因为它通常供应,含有来自许多井和田地的气体,因此可以随时间变化,这取决于不同来源提供的比例(UNSCEAR,1993)。
 
2.2。氮的氧化物
2.2.1。氮氧化物
在许多不同的室内空气环境中进行了大量的NO和NO 2研究(Finlayson-Pitts,1999 ; Pitts等,1985)。由于空气交换,当室外水平增加时室内水平通常会更高(Hoek等,1989 ; Rowe等,1991 ; Hisham和Grosjean,1991 ; Spengler等,1994 ; Weschler等,1994 ; Baek等人,1997)。然而,当存在燃烧源时,可以发现增强的室内水平。这些包括燃气灶,石蜡加热器,热水器和香烟烟雾(Wade等,1975 ; Marbury等,1988); Ryan等,1988 ; Petreas等,1988 ; Hoek等,1989 ; Pitts等,1989 ; Spengler等,1994 ; Levy等,1998)。虽然燃烧主要产生NO,但由于其对健康的影响,室内的焦点已经在NO 2上。同样,燃气灶的使用与室内NO 2高度相关,对于具有燃气灶的家庭,室内/室外浓度比为1.19,而对于没有燃气灶的家庭则为0.69。对于使用石蜡空间加热器的家庭,这一比例甚至更高,而没有这种加热器的家庭比例为0.85(Levy等,1998)。室内和室外浓度均为NO在至少有75%的家庭拥有燃气灶的城市,有2个城市的房价更高; 例如,平均室外NO 2浓度在这样的气体密集型城市为38个±20ppb的,相比于在城市14个±6 ppb的其中户,少于25%安装燃气灶。NO的浓度高2也已在其中使用浇冰机的供电由丙烷,汽油,或在显著排放物(例如,柴油燃料的结果室内滑冰场测量布劳&格勒,1994 ; 布劳等人,1997。 ; Pennanen等人,1997)。NO 2的平均浓度据报道~200 ppb,有些溜冰场的浓度高达3 ppm!算术平均浓度的室内到室外比率从大约1到41变化,总平均值为20.在没有这种NOx来源的情况下,室内和室外浓度非常相似(Weschler等,1994)。因为在室内(例如在表面上)除去NO和NO 2相对较慢。然而,正如刚才所讨论的那样,尽管NO 2的表面反应相对较慢,但由于它产生亚硝酸(HONO),因此仍然令人感兴趣。已经发现在家庭内发现的不同表面对NO 2具有不同的去除率。简而言之,有各种证据表明NO含量较高在室内存在燃烧源时,室内产生的浓度在某些情况下可能相当大。然而,需要注意的是,特别是在早期测量NO 2方面。
 
2.2.2。HONO和HNO 3
HONO由NO 2与水在表面上的反应形成。反应通常表示为
 
2 N.?2+ H.2O → H  O N.O + H.  ??3
E1
虽然详细机制尚不清楚; 气态HNO 3不是以等量产生的,这是由于其残留在表面上的原因。这种整体反应发生在实验室的各种表面上,因此可能预期也会发生在其他环境(例如家庭)的表面上。事实确实如此。(Pitts等,1985)首先使用差分光学吸收光谱法(DOAS)明确地确定注入移动房屋的NO 2形成HONO。有趣的是,HONO生成速率对NO 2的依赖性浓度与实验室系统中测量的浓度相似,与吸附在表面上的水薄膜中或之上的产生一致。许多研究证实,这种行为类似于实验室系统; 即,HONO的产生率随着NO 2和相对湿度而增加。在正常的使用中的建筑物和家庭中,据报道室内HONO水平高达8 ppb,24 h平均值和40 ppb 6 h平均值(Febo&Perrino,1991 ; Spengler等,1993 ; Weschler等,1994)。室内HONO与NO 2的比例可以非常大,达到?0.15(例如,Febo和Perrino,1991 ; Brauer等,1990,1993 ;Spengler等,1993)。这可以与室外几个百分点的典型值进行比较。在污染的城市地区使用的汽车中也测量了高水平的HONO(高达~30ppb),并且HONO与NO2的比例相当大,为?0.4,而在室外测量的为0.02-0.03。研究(Febo&Perrino,1995)。Spicer及其同事将NO的产生归因于气态NO 2与吸附的HONO 的反应:
 
??2(g) + H.  O N.O (a d) → H  ++ N. ?- 3+ N. ?3(g)
E2
当室内NO实际上超过室外NO时,假设相同的过程解释了商业办公楼中的一些时间段(Weschler等,1994)。与实验室系统中的情况一样,如反应(1)的化学计量所预期的那样,未观察到等量的HNO 3,这可能是由于HNO 3在形成后残留在表面上和/或被表面吸收。硝酸盐在室内表面的在商业建筑的累积已经报道韦氏和盾(1996)和归属于HNO的形成和摄取3通过NO的反应3和/或在水性表面膜中氧化亚硝酸盐(即吸附的HONO)。随后,显示HONO也直接由燃气灶排放(Pitts等,1989)。在一个用于调查室内空气污染的房子里,这个房子里有天然气燃料电器(对流加热器,辐射加热器和带四个燃烧器的范围),NO 2的表面反应和直接燃烧排放都对测量室内有显着影响亚硝酸。当设备运行时,直接排放的贡献是更重要的来源(Spicer等,1993)。简而言之,NO 2的“黑暗反应”表面上的水无处不在,不仅发生在实验室系统中,也发生在室内。这种非均相反应与HONO燃烧源的组合可在室内产生显着浓度的HONO。因此,人们担心亚硝酸对健康的影响,不仅因为它是一种可吸入的亚硝酸盐,而且因为它可能是室内最高浓度的空气传播酸。
 
2.2.3。CO和SO 2
对于氮氧化物,燃气灶和石蜡加热器等燃烧源可能是室内CO的重要来源。使用燃气灶的家庭室内与室外CO浓度的比率测量为1.2-3.8(Wade等,1975)),在源头附近找到最高比率。同样,据报道,韩国餐馆室内的室内CO水平高于室外,其中使用木炭燃烧器以及气体浓度高得多(Baek等,1997)。在可以从室外或附属停车场夹带机动车尾气的建筑物中,也可能导致室内CO水平升高(Hodgson等,1991))。另一方面,在没有直接室内CO源的家庭和办公室中,室内与室外的比率约为1,有时甚至更低。例如,在沙特阿拉伯利雅得,在室内和室外测量CO浓度; 室内室外比率从0到2 不等,但通常低于1(Rowe等,1989)。在汽车的“室内环境”中已经进行了许多CO测量。鉴于汽车是城市地区的主要CO源,人们可能期望在通勤期间CO浓度更高,情况确实如此。在主要城市地区的通勤期间,汽车内部测量的典型CO浓度约为9-56 ppm(Flachsbart等,1987 ; Koushki等,1992 ; Ott等,1994,1995 ; Dor等,1995 ; Fernandez-Bremauntz&Ashmore,1995)。这可以与高污染城市地区的室外高峰水平~10 ppm进行比较。因此,在通勤期间汽车内的CO显着增强是常见的。例如,Chan等人。(1991)报告了北卡罗来纳州罗利的车载CO浓度与室外CO浓度之比约为4.5。与CO的情况一样,如果室内没有燃烧源,室内和室外的SO 2水平往往相似。
 
2.2.4。挥发性有机化合物(VOCs)
挥发性有机化合物(VOC)不仅是环境空气,而且是室内空气环境的普遍组成部分,包括办公室,商业和零售建筑以及家庭(Shah&Singh,1988 ; Finlayson-Pitts,1999)。VOC有三个来源/类别:(1)从建筑物外部夹带空气,(2)建筑材料排放,(3)建筑物内的人类活动。正如可以预料的那样,鉴于来源的性质,已在室内鉴定和测量了大量的有机化合物(例如,Brown等,1994 ; Crump,1995 ; Kostiainen,1995)。数百种不同化合物中的这些数字,具体物种及其浓度取决于存在的特定来源以及空气交换率。现在简要回顾一些与三种来源相关的化合物:室外夹带,建筑材料排放和人类活动。
 
从室外来源夹带空气:通过通风系统夹带室外空气带来了环境空气中的物种。其中一些,例如HNO 3,可以在诸如空调系统的表面上去除,因此室内浓度往往低于室外浓度。如果在室内没有明显的燃烧源,其他如NO在室内和室外往往具有相似的浓度(例如,Weschler等,1994)。在碳氢化合物的情况下,不具有显着室内来源的化合物的浓度倾向于与室外浓度大致相同。例如,Lewis和Zweidinger(1992年)测量了冬季10户家庭的VOC含量,结果显示室内乙烯,苯,2-甲基戊烷,甲基环戊烷,2,2,4-三甲基戊烷和2,3-二甲基丁烷的浓度均在实验误差范围内。然而,有一些特定的室外来源可导致室内某些VOC的浓度高于一般的室外空气环境。例如,垃圾填埋场或石油污染产生的气体可以通过土壤和地下水迁移到邻近的建筑物和家庭,以提供更大的室内浓度,特别是在地下室和爬行空间,而不是预期的(Moseley&Meyer,1992 ; Hodgson等。 ,1992 ; Fischer等,1996)。在一个这样的情况下,在相邻来源的石油污染存在的学校地板下方的爬行空间中测量的总烃浓度为120ppm,而室外<80ppb(Moseley&Meyer,1992)。虽然不同房间的浓度较低,但与室外相比,它们仍然高,从0.13到3.4 ppm不等。在建筑物外使用农药也会导致室内这些化合物的浓度增加。例如,Anderson和Hites(1988测量室内氯化农药的浓度,发现内部水平升高,例如,与室外水平相比,y-氯丹的浓度高7倍。一个家庭室内浓度最高的家庭大约十年前已经用氯丹处理,可能是通过地下注入,农药通过地下室墙壁的裂缝迁移到房屋内。在家庭周围的土壤定期处理的家庭中观察到毒死蜱水平增加。VOC的另一个来源是机动车排放,可以从室外或停车场吸引到建筑物中(例如,Perry&Gee,1994 ; Daisey等,1994))。例如,机动车辆是Daisey等人在十几座建筑物中测量的39种单独化合物中的12种的主要来源(占75%)。(1994)。在12种化合物中,5种是烷烃,7种是芳烃。同样,Baek等人。(1997)报告说,车辆排放的重要来源VOC室内韩国在家庭和办公室在暑假期间,如已在美国被报道(例如,霍奇森等人,1991 ; 戴西等人,1994年。)。
 
建筑材料:与建筑材料相关的排放是室内VOC水平的主要贡献者。与旧建筑相比,新建筑通常具有更高浓度的某些化合物。例如,在新建筑物中测量了正十二烷,正癸烷和正十一烷,二甲苯和2-丙醇的增强水平,并且总VOC浓度通常较大(因子为4-23)建筑物(Brown et al。,1994)。Kostiainen(1995年)在26个房屋内确定了200多个单独的VOC。此外,他们还比较了正常房屋中的VOC浓度与注册了气味或疾病的情况。与正常房屋相比,房屋内浓度增加时出现了许多不同的挥发性有机化合物; 这些包括各种芳烃,甲基环己烷,正丙基环己烷,萜烯和氯化化合物如1,1,1-三氯乙烷和四氯乙烯。地毯是家庭中VOC的主要来源。例如,Sollinger等人。(1993,1994)已经确定了从一组10个的地毯样品发射的99个不同的VOCs和查夫等人。(1996年)确定了仅从地毯垫发出的100多种不同的VOC。排放不仅来自地毯纤维,还来自背衬材料和用于将地毯粘合到背衬上的粘合剂。结果,地毯发出的各种化合物可以根据地毯结构而显着变化。已知许多发射的化合物用于制造过程(例如,ε-己内酰胺用于尼龙-6生产)和/或是常用溶剂来自地毯的VOC的排放倾向于随时间降低并随温度增加。
 
建筑材料的VOC排放对相对湿度的依赖性更为复杂,一些排放随着相对湿度的增加而增加,但其他排放则没有。例如,Sollinger等人。(1994)报告说,地毯的VOC排放量在0到45%RH的范围内不随相对湿度的变化而变化。另一方面,据报道,乳胶漆中甲酸和乙酸的排放量随着相对湿度的增加而急剧增加; 例如,对于一种涂料样品,当相对湿度从4-5%变为5-23%时,乙酸的排放速率几乎增加三倍(Reiss等,1995b)。在室内测量了许多不同的醛(Crump&Gardiner,1989 ; Lewis&Zweidinger,1992 ;张等人,1994 ; Daisey等,1994 ; 和Reiss等人,1995a),其中一些直接排放,其中一些是在室内挥发性有机化合物(如苯乙烯)的化学反应形成的。其中,有大量证据表明HCHO直接从建筑材料中排放。对家庭和其他建筑物中甲醛释放量和水平的兴趣源于其众所周知的健康影响,其中包括可能的人类致癌性以及眼睛,皮肤和呼吸道刺激(Feinman,1988)。脲醛泡沫绝缘材料以及刨花板和胶合板等再生木材产品中使用的树脂释放甲醛(Meyer和Reinhardt,1986)); 脲醛树脂占刨花板重量的约6-8%和中等密度纤维板的8-10%(Meyer和Hermanns,1986)。其他来源包括永久压榨织物(如帷幔和衣服),地板装饰材料,家具,壁纸,乳胶漆,清漆,一些化妆品如指甲硬化剂和指甲油,以及纸制品(Kelly,1996 ; Howard等, 1998a,1998b)。
 
在室内空气环境中进行了许多HCHO测量。在传统家庭中,平均浓度通常为约10-50ppb(Stock,1987 ; Zhang等,1994 ; Reiss等,1995a)。Sexton等人。(1989)测量了加利福尼亚470个移动房屋中的HCHO浓度,发现几何平均浓度为60-90 ppb,但在某些情况下记录的最大值超过300 ppb。在威斯康星州的一项类似研究中,测量的水平高达2.8 ppm(Hanrahan等,1985)。由于在其构造中使用的再生木制品(例如,刨花板和胶合板),通常在移动房屋中发现更高的水平。有趣的是,HCHO似乎不是天然气燃烧的重要产物,因为有和没有燃气灶的住宅的水平没有显着差异(例如,Pitts等,1989 ; Zhang等,1994)。温度再次成为HCHO水平的重要决定因素。
 
人类活动:建筑物中有许多与人类活动有关的挥发性有机化合物来源。例如,已经在使用这些仪器的办公楼中鉴定了C 10和C 1 - 异链烷烃的混合物,这是液体工艺复印机和绘图仪的特征(Hodgson等,1991)。在干法复印机的操作过程中观察到许多碳氢化合物和醛和酮的排放; 其中包括乙苯,邻 - ,间 - 和对二甲苯,苯乙烯,2-乙基-1-己醇,丙酮,壬醛和苯甲醛的大量排放(Leovic等,1996))。巴西办公楼中乙醛含量的提高归因于用作清洁剂的乙醇氧化(Brickus等,1998),尽管由于使用乙醇作为燃料,户外水平也得到提高。Pyrocatechol已经在一个职业环境中进行了测量,其中气象图被绘制在浸渍有该化合物的纸上(Ekinja等,1995),并且当使用含有该化合物的樟脑丸时观察到对二氯苯(例如,Tichenor等, 1990 ; Chang和Krebs,1992)。浓度升高的nC 13至nC 18在具有空气质量投诉历史的建筑物中测量烷烃和支链和环状类似物; 发现该来源是建筑电梯中使用的液压油的挥发(Weschler等,1990)。由于人类活动,已在室内观察到增强的氯化化合物水平。例如,从不通风的干洗装置中观察到全氯乙烯的含量增加(Moschandreas&O'Dea,1995),并且可以发生氯化有机物如来自处理过的自来水的氯仿的挥发(McKone,1987)。其他来源包括家用产品的使用。例如,当使用含有次氯酸盐的漂白剂时,从洗衣机中观察到氯仿排放(Shepherd等,1996)。有趣的是,当机器内部使用衣服时,与使用洗衣机相关的有机物排放量会减少(Howard和Corsi,1998)。当然,吸烟等活动不仅会提高尼古丁水平(例如,Thompson等,1989),而且会增加与香烟烟雾相关的各种其他气体(例如,加州环境保护局,1997 ; Nelson等。,1998)。例如,使用3-乙烯基吡啶作为香烟烟雾的标记物,Heavner等。(1992年)据估计,在吸烟者家中测得的苯和2-49%苯的含量为0.2-39%来自香烟烟雾。人类排放各种VOC,例如戊烷和异戊二烯(例如,Gelmont等,1981 ; Mendis等,1994 ; Phillips等,1994 ; Jones等,1995 ; Foster等,1996)。此外,还观察到个人护理产品的排放。十甲基环五硅氧烷(D5),环中含有五个Si-O单元的环状二甲基硅氧烷,以及较小的D4类似物,八甲基环四硅氧烷,用于腋下除臭剂和止汗剂等产品,浓度高达40-60%(Shields和Weschler) ,1992 ; Shields 等, 1996年)。如果个人护理产品是主要来源,在办公室测量的D5浓度增加与人类活动相关,如预期的那样(Shields和Weschler,1994)。在某些情况下,还观察到由硅氧烷基填缝材料的排放引起的浓度增加(Shields等,1996)。在室内使用杀虫剂不仅会导致农药的浓度过高,而且还会导致用作农药基质的其他挥发性有机化合物的浓度非常高,这代表了所购买材料质量的大部分(> 95%)。例如,Bukowski和Meyer(1995)预测,在使用喷雾器后立即将VOC浓度达到300 mg m -3以上的水平!
 
2.2.5。臭氧
由于O 3在表面上分解,室内水平通常低于室外水平,因为当空气通过空调系统并影响建筑物表面时会发生分解(Reiss等,1994 ; Finlayson-Pitts,1999)。测得的室内外臭氧浓度从0.1到1不等,但通常在0.3-0.5左右(例如,Druzik等,1990 ; Hisham&Grosjean,1991 ; Liu等,1993 ; Weschler等)。人,1989,1994年 ; 。Gold等,1996 ; Jakobi&的Fabian,1997 ; AVOL等人,1998。 ; Drakou等人,1998。; Romieu等,1998)。与外部空气进行低空气交换的建筑物往往具有较低的比率,约0.1-0.3(Druzik等,1990 ; Weschler等,1994 ; Romieu等,1998)。例如,Gold等人。(1996)估计,在墨西哥城室外臭氧浓度为170 ppb时,学校O 3的室内外比率为0.71±0.03,门窗打开,最大限度地与外界空气交换,0.18± 0.02,门窗关闭,空气滤清器关闭,0.15±0.02,门窗关闭,空气滤清器打开。还有一些额外的O 3来源在室内。这些包括干法复印机,激光打印机和静电除尘器(例如,Leovic等,1996 ; Wolkoff ,1999)。实际上,在一些复印机和激光打印机的操作过程中通过其气味检测O 3并不罕见。在汽车的“室内环境”中,臭氧水平往往明显低于周围区域。例如,Chan等人。(1991)报告说,北卡罗来纳州罗利市上下班途中的车内O 3浓度仅为固定站当地测量值的20%左右。这些低浓度有几个促成因素。一个是道路附近的NO浓度较高,因此O 3通过与NO的快速反应滴定至NO 2。第二个是O 3可以在汽车空调系统的表面上分解。在有NO燃烧源的家庭中观察到类似的滴定效果。
 
2.2.6。粒子
随着流行病学研究表明与颗粒相关的死亡率增加,室内颗粒浓度与室外水平相比越来越受到关注(Finlayson-Pitts,1999)。多年来,许多研究对此进行了研究,并在Wallace(1996)的综述中进行了总结。一般来说,如果没有室内颗粒来源,室内水平往往会反映在户外。例如,应用质量平衡模型测量加利福尼亚州里弗赛德的室内和室外颗粒浓度,表明典型家庭中75%的PM 2.5和65%的PM 10来自户外(Wallace,1996)。得出了类似的结论Koutrakis等人。(1991年,1992年),纽约两个县的住宅。例如,他们报告说家庭中60%的颗粒物质来自户外。然而,颗粒中各种单个元素的贡献从铜的22%到镉的100%不等。室外低的区域与室外高水平的室内颗粒物质水平存在一些差异。在室外高水平的情况下,室内浓度往往比室外浓度低一些; 例如,Colome等。(1992)报告了PM 10的室内与室外中位浓度比值在南加州的住宅是0.7。另一方面,当室外水平较低时,室内水平往往较高室内夜间质量浓度往往小于白天,可能是因为活动减少。有趣的是,当个人佩戴个人暴露监测器来测量他们对颗粒的实际暴露时,测量的质量浓度往往高于使用位于室内的固定监测器测量的质量浓度。室内增加颗粒的主要来源是吸烟。(例如,Spengler等,1981 ; Quackenboss等,1989 ; Neas等,1994)。除了对群众的贡献由于致突变物,致癌物质和有毒空气污染物的排放,室内颗粒,香烟烟雾的浓度受到关注(L?froth等,1991 ; Chuang等,1991 ;加州环境保护局,1997; Nelson等。 ,1998)。因此,已经在具有香烟烟雾的建筑物中鉴定了各种气态和颗粒状多环芳烃(PAH)和化合物(PAC)(Offermann等人,1991 ; Mitra&Ray,1995)。事实上,在吸烟者的家中,几乎90%的PAH来自烟草烟雾(Mitra和Ray,1995年))。诱变颗粒的更高水平也已经证明是与含室内空气香烟烟雾相关联(例如,Lewtas等人,1987。 ; 。L?froth等人,1988,1991 ; Georgiou的。等人, 1991)。许多研究中发现的其他重要来源是烹饪,使用石蜡加热器,木材燃烧和加湿器。例如,研究了美国环境保护署的主持下进行的,该小组的研究(总暴露评估方法),表明增加的PM M?10-20 /微克米-3可以归因于烹饪(华莱士,1996年)。这个来源显然取决于烹饪量,烹饪类型和通风。例如,L?froth等。(1991)根据特定食物测量的每克烹饪食物的颗粒排放量为0.07至3.5毫克。Baek等人。(1997)测量了韩国家庭,办公室和餐馆的室内和室外颗粒浓度,报告的比率分别为1.3,1.3和2.4。餐馆中的价值较高,即使只使用煤气而非木炭的餐馆,也表明烹饪的重要贡献。在某些情况下,石蜡加热器可能是重要的颗粒来源。例如,据报道石蜡加热器对室内PM 2.5有贡献在纽约萨福克郡的家中,而不是奥内达加县; 在任何一种情况下,木炉,壁炉和燃气灶都没有贡献(Koutrakis等,1992 ; Wallace,1996)。在对北卡罗来纳州的8个移动房屋的研究中得出了类似的结论(Mumford等,1990)。然而,应该注意的是,即使石蜡加热器对颗粒质量浓度没有显着贡献,它们在健康影响方面仍然可能是重要的。这是因为发射的颗粒的组成,包括多环芳族化合物和其他诱变物质,以及硫酸盐(Traynor等,1990)。例如,Traynor等人。(1990年研究了不通气的石蜡空间加热器的排放,并确定了许多PAHs(萘,菲,荧蒽,蒽,chrysene和茚并[c,d]芘)和硝基多环芳烃(1-硝基萘,9-硝基蒽,3-)除了许多其他气态物质外,还有硝基荧蒽和1-硝基芘。
 
Baek等人。(1997年)还报告说,由于使用石蜡加热器,韩国家庭和办公室室内的气体含量增加。在八个移动房屋的室内空气研究中,Mumford 等人。(1991)确定了Traynor等人在石蜡加热器排放中测量的PAHs和硝基多环芳烃。(1990),以及许多可能是动物致癌物的化合物,如环戊[c,d]芘,苯并[a]蒽,苯并荧蒽,苯并[a]芘和苯并[ghi] per。虽然在研究的八个家庭中的六个家庭中,PM10的质量浓度没有随着石蜡加热器的增加而增加,但是五个家庭中的颗粒使用TA98增加了致突变性,添加或不添加9美元。简而言之,在评估室内颗粒的健康影响时,不仅要考虑质量排放,还要考虑所排放化合物的性质。
 
在室内加热和烹饪涉及使用煤或生物质的情况下,室内颗粒浓度可能非常大。例如,Florig(1997)和Ando等。(1996)的报告,在中国典型的室内总悬浮颗粒(TSP)的浓度可在250至900 /微克米-3使用煤和950-3500 /微克米在家庭-3中使用生物质燃料的那些。这些级别可以与250-410 /微克米的年平均室外浓度-3。与煤燃烧相关的高浓度与排放的诱变性质一起被认为是造成中国肺癌增强的原因(Mumford等,1987)。同样的,戴维森等人。(1986)测量的2900-42,000 /微克米TSP浓度-3在尼泊尔家所使用的生物质燃料,相对于280 /微克米室外水平-3。对于直径小于4个/μm颗粒,所述水平范围从870至14000 /微克米-3。在办公室和商业建筑的研究中已经达到了关于室内和室外相对浓度的类似结论。例如,Ligocki等人。(1993年测量了加州南部五个博物馆的室内和室外浓度的颗粒及其成分。颗粒质量的室内与室外比率在很大范围内变化,这在很大程度上取决于使用的通风和过滤系统。对于直径小于2.1 /μm的颗粒,比率变化为0.16至0.96,对于直径大于此的粗颗粒,比率为0.06至0.3。
 
2.2.7。微生物污染物
微生物污染是一种健康风险,与过敏性疾病有关。公布的结果表明,20%的人口可以被英国的空气传播真菌孢子致敏,而德国40%的被检查房屋都存在与霉菌有关的问题(Waubke&Kusterle,1990)。Miller(1990),Morey(1990),Gravensen等人已经广泛研究了免疫应答,过敏反应,内毒素,真菌毒素和流行病学的医学后果。(1990)和Burge等人。(1990)。同样,退伍军人症和庞蒂亚克热也与复杂建筑物中的湿冷却塔和家用热水系统有关。
 
根据官方公布的数据,大约有560,000人因潮湿房屋中的螨虫和霉菌造成室内污染而需要治疗(下议院环境委员会,1991年))。室内空气过敏成分来自两个来源:室内空气传播的孢子内部和过敏性成分来自住宅内部。建筑物内生物生长的来源与水分和微气候的形成有关; 它还取决于建筑物的类型和通风。霉菌真菌在有营养和适宜湿度的表面上茁壮成长,例如在潮湿的水管,厨房和浴室的窗户和墙壁,中央空调系统,循环泵,鼓风机,通风管道系统和空气过滤器,中央除湿机,和内部潮湿的结构。过敏性物质可以空气传播和吸入,如花粉,真菌和灰尘,消化,如发霉的食物或饮料。调查表明,空气传播过敏引起的问题比世界上所有其他过敏症都要多。此外,医院对患者与患者的交叉感染非常关注。治疗过敏症的医疗领域认识到以下过敏性疾病:哮喘,过敏性鼻炎,浆液性中耳炎,支气管肺曲霉菌病和过敏性肺炎。
 
过敏负荷和鸡尾酒效应:对于某些人来说,室内环境中的过敏反应可能是由非生物因素引起的,如化学品或其他室内空气污染物,情绪压力,疲劳或天气变化。如果他们患有对生物污染物的过敏反应,这些因素会进一步加重过敏人群的负担。这种组合被称为“过敏负荷”。由于免疫系统抗性降低,在医疗机构内传播的微生物污染物对患者特别具有侵袭性。
 
最近,注意力集中在室内空气中存在的化学物质的鸡尾酒效应上。挥发性有机化合物可以通过使用木材防腐剂和补救木材处理化学品,防蛀地毯,杀真菌剂,杀霉剂处理的油漆,诸如刨花板的装饰材料和可能释放甲醛的泡沫绝缘材料来生产。单独的生物污染物或与任何上述挥发性有机化合物的协同作用可能产生诸如鼻塞,喉咙干燥,胸闷,嗜睡,注意力不集中,鼻子堵塞,流鼻涕或发痒,皮肤干燥,浇水或发痒等症状。敏感人群的眼睛或头痛。“病态建筑综合症”(SBS)或严重的建筑综合症可能由多种原因引起。
 
2.2.8。石棉和人造矿物纤维
众所周知,石棉在职业暴露后会引起许多疾病(Brown&Hoskins,1993)。在了解与吸入这些矿物纤维有关的危害之前,这些暴露通常非常大,经常有尘云报告,以至于工作场所的能见度大大降低。这种类型的暴露在数量上与一般环境中的那些暴露有很大不同,这些暴露已经引起了在某些方面接近歇斯底里的反应。在美国至少有大量的石棉清除,管理和诉讼支出。
 
石棉是一种集体的,微不足道的名称,赋予一组高度纤维状的矿物质,这些矿物质很容易分离成长而细的强力纤维,这些纤维在足够大的大量沉积物上进行工业开采。石棉矿物通常用于它们的绝缘性能,或者用于复合材料,它们增加强度,如在水泥中,或增加摩擦,如在制动蹄中。温石棉或白石棉占世界石棉矿产贸易的90%以上。它是蛇纹石矿物,而其他(铁石棉(棕色石棉);青石棉(蓝色石棉);直闪石;透闪石;和阳起石)都是闪石矿物。闪石石棉比chryusotile具有更强的耐酸性和耐水性,并且在这些特性使其更适合的情况下使用。
 
最近,对石棉健康影响的关注已扩展到另一组纤维材料 - 人造矿物纤维(MMMF)。虽然该术语是不言自明的,但是产生了具有不同化学组成,性质和用途的各种类型。虽然有时被称为“石棉替代品”,但人造纤维的大多数用途相对新颖,而天然纤维不适合使用。例如,耐火陶瓷纤维比任何天然纤维都耐受相当高的温度。近年来,由于需要更高热效率的建筑物和工业过程,合成纤维绝缘材料的开发得到了极大的推动。
 
MMMF可以由大多数类型的玻璃制成,例如玄武岩,辉绿岩和橄榄石等岩石以及各种类型的炉渣。陶瓷纤维可以由高岭土或纯二氧化硅和其他氧化物原料制成。MMMF根据制造和使用分为四大类:通过挤出和缠绕工艺制成的连续长丝玻璃纤维,绝缘羊毛(包括陶瓷纤维)和特殊用途纤维。非连续纤维是通过将熔融材料滴到旋转盘上或通过空气或蒸汽喷射冲击熔融材料流而制成的。它们含有各种各样的纤维,并被称为丸粒的小玻璃球污染,这种球通常占产品重量的50%。
 
3.影响室内空气污染物暴露的因素
3.1。一般
在室内发现的污染物的类型和数量在时间上和空间上都有所不同。根据污染物的类型及其来源,汇和混合条件,即使在很小的区域内,其浓度也可以变化10倍或更多。
 
人体流动性在确定暴露于空气污染物方面是一种重要的复杂性。人类活动模式在周中和周末之间,一个季节与另一个季节之间,以及一个人生活的一部分与另一部分之间有所不同。活动模式决定了暴露于室内和室外污染物的时间和长度。因此,在审查影响空气污染暴露的因素时,我们特别将它们分为两个主要部分:时间(活动)和浓度(位置)。
 
首先总结有关在各种活动中花费的时间的信息,然后在不同位置经常遇到浓度的变化。不幸的是,所讨论的大部分研究都不是纵向的,因此不提供有关室内和室外时间的季节性差异或活动模式的区域差异的信息。
 
室外浓度的污染物和渗透率会影响人们在室内暴露的浓度。建筑施工技术因地理位置不同而对污染渗透的影响尤为重要。但是可用的测量技术是有限的; 讨论了进一步研究的必要性。只有少数研究人员研究了邻域尺度的渗透率。虽然他们的工作重点是节约能源,但他们的研究结果很容易应用于对室内污染影响的研究。
 
人类行为和活动的模式决定了在任何特定地点所花费的时间,因此对它们的了解对于估计人口对污染物的暴露至关重要。正如Ott(Ott,1995)所指出的那样,在过去的50年里,已经完成了大量的各种研究,其中从人口样本中收集了人类活动的数据。
 
当人们检查有关人类活动的文献时,经常会遇到“时间预算”(“zeitbudget”,“budget de temps”)这个术语。时间预算可以系统地记录一个人在某个特定时期(通常为24小时)的时间。它包含了一个人的活动的相当详细的信息; 包括活动所在地(Michelson,1973)。
 
从被调查人群获得时间预算信息的一种方法是要求每个受访者在24小时或更长时间内记录他或她的活动日记。在另一种方法中,即所谓的“昨天”调查方法,访问者询问每个响应者前一天他或她的活动。
 
关于时间 - 预算研究历史发展的若干摘要已经出版(Chapin,1974 ; Converse,1968 ; Ottensman,1972)。奥特(奥特,1995年)在估算空气污染风险的背景下讨论了有关活动模式的文献。由于实地监测研究数量较少,室内空气污染物的地理分布尚未确定。但是,审查影响污染物浓度变化的主要因素的地理分布及其对室内环境质量的影响是有益的。室外空气质量,空气渗透率和室内空气污染物排放源是主要因素。已经针对一些污染物研究了室外空气质量,并且很好地理解了这些污染物的地理分布。美国环保署和州及地方空气质量机构每年公布的描述性统计数据提供了大量科学信息,可用于辨别一氧化碳,总悬浮颗粒,臭氧,氮氧化物,二氧化硫,硫酸盐等浓度的区域和地方差异。应该指出的是,已经研究了一些标准污染物的地理分布,并且可以从文献中轻易获得; 关于非标准污染物的信息很少,经常通过可疑方法收集和分析。
 
住宅中化学非反应性污染物的浓度通常与室外浓度相关。室内空气质量的分布极难在地理范围内描述,因为室内空气质量由复杂的动态关系决定,这种关系严重依赖于乘员活动和高度可变的结构特征。具有区域特征的天气会影响某些化学物质(如甲醛)和生物污染物(如细菌和霉菌)的室内空气浓度。因此,需要在地理上研究相对湿度和影响室内环境质量的其他天气相关条件的影响。需要专门针对室内空气质量的地理分布进行研究。
 
通常,美国住宅的空气渗透率假定为0.5-1.5 ach。这一假设得到了几项能源和空气质量研究的结果的支持,这些研究通过实验确定典型住宅的通风率范围在0.7到1.1之间(Moschandreas&Morse,1979)。但是,产生数据的样本很小,而且这些陈述的统计文档并不强烈。
 
室内空气的质量是室外空气质量的函数,来自室内的排放,空气渗透率和居住活动可能在每个大都市和郊区内变化,确实在每个社区内。在大都市区内,已经证明城市综合体通向所谓的城市热水库(美国采暖,制冷和空调工程师协会.ASHRAE,1972)。城市特征 - 例如城市规模,建筑密度和人口 - 与温度,压力和风速等气象因素相关(Gibson,&Cawley,1977 ; Kostiainen,1995))。城市热岛影响城市污染模式和影响建筑物渗透率的气象特征。因此,尽管对室内空气质量影响的确切性质尚不清楚,但可以预期热岛对室内环境产生影响可能是不利的。此外,由于机械通风,结构差异和空气渗透引起的变化可能在邻域内变化,作为房屋方向,树木障碍和地形粗糙度等因素的函数。
 
居住者活动,空气渗透率,室内污染物来源及其化学性质是导致城市内部变化的一些因素。在波士顿大都市区进行的一项研究(Moschandreas等,1980)从占用的“真实”条件下的14个住宅中获取室内空气样本,每个样本2周。室内空气特征不仅受室外浓度驱动,而且受室内活动等其他因素的影响很大。
 
风速,温差,压差,地形特征(粗糙度和障碍物,例如树木和栅栏),建筑物方向和结构特征可能受到一个居住区相对于另一个居住区内的位置的影响。
 
单个建筑物的室内空气质量通常以在一个采样位置测量的一种污染物浓度的24小时平均值为特征。由于人们的活动模式使得在某些室内区域花费的时间比在其他室内区域花费的时间多,因此出现了问题(Moschandreas等,1978):“存在具有不同污染物模式的室内区域(独立区域)吗?”这里是从一个监测区域采样是否足以表征整个建筑物的空气质量。
 
在对室内空气质量的广泛分析研究中,Shair和Heitner(1974)假设室内环境中没有污染物梯度。Moschandreas及其同事的实验数据库(1980)证实,居住环境中几种气态污染物的浓度梯度可以忽略不计。JD Spengler,RE Letz,JB Ferris,Jr.,T。Tibbets和C. Duffy报道了(在空气污染控制协会年会上,1981年)在威斯康星州Portage的135个家庭中每周进行的二氧化氮测量。平均而言,厨房浓度是拥有燃气灶的家庭卧室浓度的两倍。西方科学实验室对空气质量的研究(1977年))显示在室内连续释放的实习示踪剂几乎均匀分布。由Moshandreas等人进行的类似实验。在住宅环境中表明,在一小时内整个房屋达到了均衡。六氟化硫示踪气体的偶发释放也说明了这一点。源位置是起居室; 相邻的位置是厨房和大厅。在24个住宅中偶然释放这种惰性气体,然后在30分钟内进行均匀的室内分布(Moschandreas等,1978 ; Peterka&Cermak,1977)。单区概念不需要瞬时混合,因为它基于每小时平均污染物浓度的行为。
 
Moschandreas及其同事(1980)使用了一个不同的数据库,该数据库源于对波士顿大都市区14个室内环境的监测。方差分析用于得出以下结论:
 
主要在室外产生的污染物(臭氧和二氧化硫)在室内几乎没有或没有区间统计差异。
 
具有强烈室内生成的污染物在具有燃气设施和办公室的住宅中具有区域间统计差异,但在电烹饪住宅中没有。一般来说,观察到的差异并不大,预计健康差异不会很严重。
 
根据室内活动和室外间歇性污染物活动,室内算术24小时平均值可能或可能不足以代表每小时室内浓度的变化。
 
尽管不止一个区域是优选的,但是从一个室内区域获得的每小时污染物浓度足以表征室内环境。
 
影响室内空气污染物暴露的最重要因素是如下所述。应该注意的是,这些结论不适用于短寿命污染物。与烟草烟雾,浴室气味,过敏原和其他与灰尘有关的污染物相关的污染物预计会在给定的住宅中发生很大变化。需要其他文档来确定此变化的程度。
 
3.2。场地特征
影响室内空气质量的建筑工地的特征被解决为三个相关主题:建筑物周围的空气流动,靠近主要的室外污染源以及可用的公用事业服务类型。
 
建筑周围的气流已被证明是由周围建筑物的几何形状的局部特征决定的(Peterka&Cermak,1977),周围植被的位置和类型(White,1995),地形(Geiger,1965) ,以及建筑本身的大小和形状。污染物可以通过气流从街道,建筑物的外墙和屋顶上传播(Cermak,1976)。孤立建筑的现场试验已被用于开发表面风压,湍流和分散的等温和分层情况的比例系数(Davenport,1960)。建筑物周围的空气流动在背风侧和/或与迎风面相邻的侧面以及屋顶上产生低压。从该地区的烟囱,烟道,通风口和冷却塔释放的空气污染物可以通过化妆进气口重新进入建筑物(Cermak,1976)。
 
在农业环境中,树木和森林一般被作为防护带进行研究。防护带会影响建筑物周围的空气流动。当气流到达防护带时,其中一部分向上偏转,速度稍有变化,部分以非常低的速度穿过树冠,部分在树冠下方以快速减小的速度偏转(费德勒, 1971年)。外部气流速度的变化可能会改变渗透率,从而影响室内空气质量。
 
建筑物相对于主要室外污染源的位置会影响室内空气质量。例如,由于这些污染物的渗透,主要街道或高速公路附近的建筑物通常具有高的一氧化碳和铅浓度。
 
可用的公用事业服务类型也与建筑物的场地有关,并可能影响其室内环境的特征。特定燃料(例如,天然气和石油)的可用性影响由空间和水加热排放的污染物(例如,燃烧产物)的类型和浓度。服务暂停,发展时间和发展规模是导致公用事业服务可变性的制度因素,因此可能影响室内空气质量。
 
3.3。占用
影响室内空气质量的占用因素包括人类活动的类型和强度,给定活动的空间特征以及建筑物的运行时间表。
 
一些人类活动 - 例如吸烟,清洁和烹饪 - 在室内产生气态和颗粒污染物。空间的占用者数量和他们的身体活动程度(即,静止或剧烈活动时的代谢率)与各种污染物的产生有关,例如二氧化碳,水蒸气和生物制剂。如果室内二氧化碳的唯一来源是由居住者引起的,那么通风率可能与人数及其代谢率成正比(Mclntyre,1980)。尽管研究表明二氧化碳浓度与其他污染物浓度之间没有恒定的关系,但二氧化碳浓度通常被用作占用空间通风充足性的一般指标。
 
建筑物占用率通常表示为居住者密度以及建筑物体积与建筑面积之比。自然或机械通风的选择基于乘员密度和所考虑的建筑物的空间特征这一事实说明了占用室内空气质量的重要性。
 
占用时间表和相关的建筑物使用可能会影响室内污染物的类型,浓度,时间和空间分布。由于大多数建筑物每天都有大部分空间无人居住,“操作时间表”的操纵是控制能源使用的一种手段(美国建筑师协会研究公司。新建筑能源性能标准制定的第二阶段报告,1979) 。通过设计通风系统来节约能源的努力可能导致室内空气质量下降。然而,最近才开展了有关通风能力,占用时间表,能源需求和室内空气质量的详细研究。
 
3.4。设计
影响室内环境的建筑设计要素包括室内空间设计(空间规划),信封设计和材料选择。
 
许多建筑类型的空间规划的发展导致了将功能分配到特定位置的灵活性。然而,这种灵活性伴随着预测暴露于空气污染物的能力的降低。特别是,与“固定计划”楼层布局相比,“开放式”办公室和学校存在严重的技术问题,即冗余服务分配,有限的声学控制,不完全的空气扩散和室内污染物分散不完全。
 
评估平面图在实现空间效率,结构经济和能源效率方面的成功通常取决于每个乘员的净面积和净可用面积与总面积的比率。必须包括明确的环境质量规划,以确保居住者能够接受空间安排。
 
建筑物的结构包层包括主要元素 - 基础,地板,墙壁和屋顶 - 以及次要的“皮肤”元素 - 线圈,覆层和护套。在不同程度上,这些功能是在结构载荷,风压,热膨胀,降水,土方运动和火灾引起的应力下保持结构的完整性。建筑物外壳的完整性是进入和离开建筑物的不受控制的空气运动的主要考虑因素 - 通常称为“渗透”。这是室内空气质量的主要因素。目前还没有对美国建筑物渗透率进行系统调查。确定建筑物渗透率的主要因素是通过风扇加压测量的有效泄漏总面积。谢尔曼,1981年)。在美国和欧洲,有很多证据表明(Dickerhoff等人,1980年),温和气候下的房屋“非常漏水”,而处于恶劣气候的房屋则“紧张”。
 
更高的建筑物高度增加了“堆叠效应”或上升,并使建筑物暴露于更高的风速。因此,较高的风压通过现有开口驱动空气,称为“泄漏”,从而增加了渗透率。
 
尚未确定确定渗透的主要建筑因素,但在典型结构中发现的泄漏开口目录如下:
 
墙壁:门槛板周围的漏水(墙板底部的开口),电源插座,管道穿透,以及内墙和外墙阁楼的集管。
 
门窗:在确定窗户泄漏时,窗户类型比制造商更重要。这种泄漏源往往被高估; 它只占房屋总泄漏量的20%左右
 
壁炉:包括减震器,玻璃屏风和壁炉盖。
 
加热和冷却系统:变量包括用于熔炉的燃烧空气,用于烟囱通风的阻尼器,空调装置和管道系统的位置。
 
蒸气屏障和绝缘渗透。
 
公用设施通道:这包括隐藏式照明和管道以及通往阁楼或室外的电穿透。
 
调节空间中的终端设备:这包括阻尼器泄漏,特别是大型空气处理系统的泄漏。
 
结构类型:例如橱柜或浴缸上方的吊顶,两层楼房中楼梯上的棱柱形外壳,以及从地下室到阁楼的电梯和实用轴。
 
墙壁和天花板材料和地板饰面是建筑物内部的组成部分。模块化部件,重量,强度,隔热,热稳定性,隔音,防火,易于安装和易于维护是选择墙壁,天花板和地板材料时考虑的标准。但强调首要成本,易于安装,维护和长使用寿命也导致使用可能是室内污染源的材料。
 
3.5。操作
根据所有权类型(业主自用或开发商拥有),建筑运营可能会有很大差异,这种变化可能会对室内空气质量产生影响。“建筑运营”涉及建筑物的以下要素:建筑围护结构,服务和工厂,建筑设施,设备和景观美化。建筑操作中还包括清洁,预防性维护以及缺陷的更换和修理。负责建筑运营的人员包括管理,工程和监管人员。护理责任是加热,通风和空调系统以及建筑服务的运行,例如热水,照明和配电。建筑运营以多种方式对室内空气质量产生影响,但这种影响的程度尚不清楚。
 
4.室内空气污染对健康的影响
除健康影响外,室内空气污染具有社会经济成本。室内空气质量差的潜在经济影响相当高,估计西欧每年的数百亿ECU的数量级。这包括医疗费用,疾病期间的收入损失,因疾病损失的天数,工作表现差和生产率低。每平方米办公空间的劳动力成本远高于能源和其他环境控制成本(ECA,1989)。在美国,每个员工因IAQ问题导致的生产力损失目前估计为3%(14分钟/天),每年增加0.6个病假。通过计算室内空气质量对生产率的影响,进行了其他估算。例如,在挪威,当局估计,与贫穷的室内空气质量有关的社会成本大约为每年1至15亿埃及每人每年约250至350欧元。该估算仅包括与需要医疗照顾的不利健康影响相关的成本,并且不包括降低的工作效率或与工作相关的生产力损失。因此,从经济考虑,即使需要昂贵的改造,改善室内空气质量的补救措施也可能具有成本效益。
 
就健康对IAP的影响而言,提出研究健康影响的方法,评估IAP对社区影响的标准以及IAP对人类健康的多种影响非常有意义(ECA,1991))。
 
4.1。研究健康影响的方法
研究室内污染物健康影响的方法可分为三大类:
 
人体研究,细分为观察和实验研究。
 
污染物的流行病学研究主要是观察性的,即研究者无法通过实验将人类暴露于污染物,或将受试者分配给暴露和未暴露的群体。因此,关键问题是暴露评估的有效性和精确性,以及对这些研究中混杂因素的控制。最近的发展强调了减少暴露错误分类的重要性,以及研究限制的,定义明确的同质群体以解决这些问题的重要性。主要优点是在真实的暴露条件下研究人类。观察性流行病学研究本身通常不足以支持观察到的关联的因果关系,因此需要从其他类型的研究中获得额外的信息。其中包括实验研究; 然而,这些仅适用于研究健康或中度病人的中度,可逆,短期影响。他们的主要优点是暴露条件和受试者选举都在研究者的控制之下。
 
湾 动物研究,根据其长度(急性,亚慢性,慢性)或终点(发病率,死亡率,致癌性,刺激性等)可细分为多个类别。在这里,研究者可以完全控制所研究的暴露条件和健康影响。然而,原则上的限制在于,从研究的动物物种到人类的推断总是必要的。此外,虽然在人群中,低发病率的健康影响通常是令人感兴趣的(例如,特定癌症),但研究非常大的动物群以检测这些低发病率是不可行的。因此,在实践中,动物实验通常使用非常高的实验剂量来进行,以补偿使用的动物数量相对较少,因此,
 
C。体外研究,其中研究污染物对细胞或器官培养物的影响。这些研究的优点是它们比动物研究成本低,并且通常可以在更短的时间内获得结果。它们对于研究作用机制很有用,但通常不可能以定量方式从结果中预测对整个生物体的影响。
 
4.2。评估IAP对社区影响的标准
室内污染物风险特征描述过程分为几个阶段:危害识别,暴露评估,剂量效应评估,最后定性和定量风险评估。该过程的最终产物可以是每个暴露单位的个体风险估计或对给定群体中相关效应的发生率的评估。通过如上所述的多阶段过程进行风险表征特别有用,因为通过将每种污染物的情景分析分为几个步骤,它可以单独识别情景中每个变量的重要性以及变化的预测通过改变(增加或减少)暴露可获得的效果的频率或严重程度。
 
对于某些类型的IAP,我们对人类健康风险的理解是明确的。然而,对于大多数室内空气污染物,风险评估过程有其局限性。
 
首先,它仅成功地应用于个体污染物,其中有关于暴露和剂量 - 反应关系的信息,并且其影响是明确的,确定的和可测量的,例如死亡率和癌症。在将风险评估过程应用于涉及污染物混合物的环境问题或难以准确确定原因的影响方面,如心脏病,过敏反应,头痛和不适,已经取得了很小的进展。需要采用不同的方法来评估和表征与大多数室内空气污染物相关的风险。
 
评估与室内污染有关的健康风险重要性的基本和简单标准是指有关影响的严重程度和受影响人口的规模。社区的重要问题可能来自严重的健康影响,特别是在影响大部分人口时。然而,当涉及社区中的大量个人时,诸如与不适或烦恼相关的那些轻微影响可能变得重要。
 
4.3。IAP对人类健康的影响
4.3.1。与接触IAP相关的呼吸系统健康影响
对呼吸系统的几种影响与暴露于IAP有关。这些包括肺功能的急性和慢性变化,呼吸道症状的发生率和流行率的增加,预先存在的呼吸道症状的增加,以及气道对室内环境中存在的过敏原的敏感性。此外,当存在特定的传染源时,呼吸道感染可能在室内环境中传播,或者仅仅因为较小的室内混合体积使传染病更容易从一个人传播到下一个人。后一种机制特别适用于学校,托儿所等。
 
由于暴露于例如家中的烟草烟雾而观察到的肺功能的变化主要是由于急性或慢性气道狭窄导致气流阻塞。这是以深度吸气(FEVI)后一秒内呼出的空气量减少来衡量的,并且各种限制
 
空气流量测量,如峰值呼气流量(PEF),最大呼气时间
 
流量(MMEF)和最大呼气流量,强制肺活量(MEFx)的x%。在成长中的儿童中,也有人认为接触IAP可能会损害肺部发育。
 
哮喘,表现为过度气道狭窄导致呼吸短促和喘息,可能由于接触家中的过敏原而引起或加剧,但也与接触二氧化氮和环境烟草烟雾(ETS)等物质有关。支气管炎,表现为气道的炎症性改变和粘液分泌过多,与过去的高水平环境空气污染有关,并且在最近的研究中与家中的ETS接触有关。与暴露于室内空气污染物有关的呼吸系统症状主要与下呼吸道相关,如咳嗽,喘息,呼吸急促和痰多。
 
与室内空气中化学污染物的出现形成鲜明对比的是,过去二十年来,人们对室内空气中的传染因子的作用已经有了很大的发展。感染因子可能参与炎症性鼻炎,鼻窦炎,结膜炎和鼻窦炎,肺炎,哮喘和肺泡炎。
 
4.3.2。与接触IAP有关的过敏性疾病
过敏性哮喘和外源性过敏性肺泡炎(过敏性肺炎)是室内空气中过敏原引起的两种最严重的过敏性疾病。过敏性鼻结膜炎和加湿器发热是其他重要疾病; 尚不清楚免疫系统是否或如何参与加湿器发热。
 
过敏性哮喘的特征在于下呼吸道的可逆性变窄。发作期间的肺功能在严重情况下显示出阻塞性模式,同时通气能力降低。过敏性哮喘可能由暴露于室内空气污染物引起,无论是作为过敏原还是作为刺激物。对空气传播的过敏原的免疫特异性IgE致敏是该疾病的主要成分,但非特异性超敏反应对于暴露于室内空气中的刺激物时发生的哮喘发作也是重要的。
 
不同国家的哮喘患病率差异很大。尽管哮喘发作很少导致死亡,但就医院入院,药物治疗和失去工作日而言,医疗费用相当可观。
 
过敏性鼻结膜炎也是一种IgE介导的疾病,但虽然哮喘发生在所有年龄组,但过敏性鼻结膜炎在儿童和年轻人中尤为普遍。主要症状是眼睛和/或鼻子瘙痒,打喷嚏,鼻腔分泌水和鼻子有些闷热。症状的严重程度因接触过敏原而异。个体经常患有过敏性哮喘和过敏性鼻结膜炎,并且仅对一种过敏原很少敏感。室内空气中的室内尘螨,宠物,昆虫,霉菌和真菌的空气过敏原已被证明与过敏性哮喘和/或鼻结膜炎有关。外源性过敏性肺泡炎,也称为过敏性肺炎,其特征是反复发作的肺炎或轻微的呼吸困难和流感样症状。急性发作期间肺功能的研究通常会显示出扩散能力下降的限制性模式。该疾病被认为是肺泡和细支气管中的炎症反应,包括循环抗体和对过敏原的细胞介导的免疫应答。例如,它由于处理发霉的干草(“农民的肺”)而在农民中发生,并且由于鸟粪而在鸽子饲养者中发生。然而,在少数情况下,该疾病也与暴露于IAP有关,最常见的是与被细菌,真菌或原生动物污染的家庭和办公室中的加湿器有关。急性发作期间肺功能的研究通常会显示出扩散能力下降的限制性模式。该疾病被认为是肺泡和细支气管中的炎症反应,包括循环抗体和对过敏原的细胞介导的免疫应答。例如,它由于处理发霉的干草(“农民的肺”)而在农民中发生,并且由于鸟粪而在鸽子饲养者中发生。然而,在少数情况下,该疾病也与暴露于IAP有关,最常见的是与被细菌,真菌或原生动物污染的家庭和办公室中的加湿器有关。急性发作期间肺功能的研究通常会显示出扩散能力下降的限制性模式。该疾病被认为是肺泡和细支气管中的炎症反应,包括循环抗体和对过敏原的细胞介导的免疫应答。例如,它由于处理发霉的干草(“农民的肺”)而在农民中发生,并且由于鸟粪而在鸽子饲养者中发生。然而,在少数情况下,该疾病也与暴露于IAP有关,最常见的是与被细菌,真菌或原生动物污染的家庭和办公室中的加湿器有关。该疾病被认为是肺泡和细支气管中的炎症反应,包括循环抗体和对过敏原的细胞介导的免疫应答。例如,它由于处理发霉的干草(“农民的肺”)而在农民中发生,并且由于鸟粪而在鸽子饲养者中发生。然而,在少数情况下,该疾病也与暴露于IAP有关,最常见的是与被细菌,真菌或原生动物污染的家庭和办公室中的加湿器有关。该疾病被认为是肺泡和细支气管中的炎症反应,包括循环抗体和对过敏原的细胞介导的免疫应答。例如,它由于处理发霉的干草(“农民的肺”)而在农民中发生,并且由于鸟粪而在鸽子饲养者中发生。然而,在少数情况下,该疾病也与暴露于IAP有关,最常见的是与被细菌,真菌或原生动物污染的家庭和办公室中的加湿器有关。
 
过敏性哮喘和外源性过敏性肺泡炎可以通过停止接触过敏原来解决,但是致敏患者持续接触可能导致永久性肺损伤和肺功能不全导致死亡。
 
加湿器发烧是一种涉及免疫系统的流感样疾病,其中通常不存在X射线异常。确切原因尚不清楚。在暴露于受微生物生长污染的加湿系统的人中可能发生该疾病。症状通常发生在周末休息后第一天暴露后4-8小时,但在24小时内消退。尽管持续暴露,疾病直到下周末才会复发。即使在加湿器发烧的发作期间看到肺部变化,该疾病也不会导致永久性肺损伤。
 
4.3.3。与接触IAP相关的癌症和对生殖的影响
肺癌是暴露于IAP(氡或ETS)的主要癌症。石棉暴露与工人和工人家庭成员的癌症有关,可能是由于石棉纤维带入工人的家中。然而,没有研究将家庭或公共建筑中的石棉暴露与用作建筑材料的石棉与癌症的发展联系起来。对人类生殖的影响与环境中的化学物质接触有关,但目前尚不清楚IAP暴露于何种程度(如果有的话)
 
4.3.4。对与IAP相关的神经系统的感觉影响和其他影响
感官效应被定义为对环境暴露的感知反应。感官知觉通过感觉系统介导,并导致有意识的嗅觉,触觉,瘙痒等。感觉效果通常在室内气候的建筑物中观察到,问题是因为室内空气中发现的许多化合物具有异味或粘膜刺激性。当浓度足够高时,大多数具有可测量蒸气压的室内空气化学品会有异味。
 
感官效应是室内空气质量控制的重要参数,原因有几个。它们可能表现为:(1)对感觉系统的不良健康影响(例如,环境引起的感觉功能障碍); (2)不利的环境感知,这些感知本身可能是不利的,或构成长期疾病的前兆(例如,烦恼反应,引发过敏反应); (3)暴露于有害环境因素的感官警告(例如,有毒硫化物的气味,甲醛引起的粘膜刺激); (4)用于环境表征的感官生物测定的重要工具(例如,使用气味标准用于一般通风要求或用于筛选建筑材料以找到具有低挥发性有机化合物排放的那些)。
 
对环境暴露作出反应的感官不仅包括听觉,视觉,嗅觉和味觉,还包括皮肤和粘膜。正如WHO (1989)所指出的,许多不同的对刺激物有反应的感觉系统位于体表或身体表面附近。这些系统中的一些倾向于响应累积剂量并且它们的反应被延迟。另一方面,在气味感知的情况下,反应是立即的,但是在长时间暴露下也受到嗅觉疲劳的很大影响。
 
应答者通常无法将单一感觉系统识别为空气传播化合物对感觉刺激的主要途径。刺激的感觉受许多因素的影响,例如先前的暴露,皮肤温度,竞争的感觉刺激等。由于相互作用和适应过程是涉及气味和粘膜刺激感知的感觉系统的特征,暴露的持续时间影响感知。人类整合不同的环境信号来评估总感知空气质量并评估舒适度或不适感。根据定义,舒适和不适是心理因素,因此即使在没有使用主观报告的情况下也无法记录严重的相关症状。报告的与IAP相关的感觉效应在大多数情况下是多感官的,并且相同的感知或感觉可能源自不同的来源。目前尚不清楚不同的感官知觉如何结合到感知的舒适感和空气质量的感觉中。感知的空气质量例如主要与刺激三叉神经和嗅觉神经有关。
 
几种有气味的化合物也是显着的粘膜刺激物,尤其是在高浓度时。嗅觉系统表明空气中存在有气味的化合物,并且作为警告系统具有重要作用。在没有用于化学检测少量某些有气味的蒸气的仪器的情况下,嗅觉仍然是唯一敏感的指示系统。众所周知,环境污染会影响神经系统。可以提及职业暴露于有机溶剂的效果作为实例。从分子水平到行为异常,各种各样的影响可能都很重要。由于CNS的神经细胞通常不再生,因此对它们的毒性损害通常是不可逆的。神经细胞非常容易受到氧供应的任何损耗。
 
4.3.5。与IAP相关的心血管效应
由于心血管疾病(CVD)导致的死亡率增加与一些与吸烟者结婚的非吸烟女性接触ETS有关。一些研究人员还提出了总死亡率是否受到接触ETS影响的问题,但结果却是矛盾的。由于在暴露多年之后预计不会对死亡率产生任何影响,因此这些类型的研究中的问题是暴露分类的准确性和可靠性。还试图将ETS与心电图异常和心血管症状联系起来,但结果尚无定论。
 
一氧化碳(CO)主要通过与血液中的血红蛋白(Hb)结合发挥其作用。CO与Hb的亲和力比氧气对Hb的亲和力高约200倍,因此在空气中CO的含量相对较低。氧气被CO取代。与CO结合的Hb百分比(O / O羧基血红蛋白)是最近暴露于CO的量度。具有高氧需求的器官,例如心脏和大脑,特别容易氧化减少。由CO暴露引起的。早期效应包括减少暴露的,运动性心脏病患者的胸痛发作时间。在较高的暴露水平下,心肌梗塞可能由CO引发。
 
5.基本控制策略
有一些降低室内空气污染物浓度的基本控制方法(Ashford&Caldart,2008),如下所述:
 
源管理包括源删除,源替换和源封装。源管理是实际应用时最有效的控制方法。消除源是非常有效的。然而,阻止潜在污染物进入室内的政策和行动甚至比防止室内空气质量问题更好。来源替代包括诸如选择毒性较低的艺术材料或内部涂料的行为,而不是目前使用的产品。源封装涉及在源周围放置屏障以使其向室内空气中释放较少的污染物(例如,石棉消除,具有密封或层压表面的压制木橱柜)。局部排气非常有效地去除污染物的点源,然后通过排出外面的污染空气将其分散到室内空气中。众所周知的例子包括使用局部排气的洗手间和厨房。其他源自特定点且易于耗尽的污染物的例子包括科学实验室和家政储藏室,印刷和复制室以及职业/工业区域,如焊接室。通过使用清洁(室外)空气稀释人们呼吸的污染(室内)空气进行通风。通常,当地建筑规范规定了必须连续供应到占用区域的室外空气的数量(有时是质量)。对于诸如涂漆,施用农药或化学品泄漏的情况,暂时增加通风可用于稀释空气中有害烟雾的浓度。曝光控制包括调整使用时间和使用位置。学校学生使用时间的一个例子是在学校解散后的周五剥离和打蜡地板,这样地板产品就有机会在使用地点排气,尽可能地移动污染源。从住户,或迁移易感住户。空气清洁主要涉及在空气通过通风设备时从空气中过滤颗粒。也可以去除气态污染物,但在大多数情况下,这种类型的系统应根据具体情况进行设计。空气清洁主要涉及在空气通过通风设备时从空气中过滤颗粒。也可以去除气态污染物,但在大多数情况下,这种类型的系统应根据具体情况进行设计。空气清洁主要涉及在空气通过通风设备时从空气中过滤颗粒。也可以去除气态污染物,但在大多数情况下,这种类型的系统应根据具体情况进行设计。
 
6。结论
如上所述,室内空气污染是一个主要的公众关注问题,可称为“全球环境现象”。此外,显而易见的是,造成这种国内环境问题的原因,例如现代生活方式,降低节能的通风率或增加建筑物中合成材料的使用,预计不会减少(更可能的是他们将会增加)。然而,减少空气污染物暴露水平的任务相当复杂。首先进行分析,以确定空气中存在哪些化学物质,处于何种水平,以及可能的接触水平是否对人类健康和环境有害。然后必须确定是否存在不可接受的风险。发现问题时 必须制定和实施缓解战略,以便以最有效和最具成本效益的方式防止对公共卫生的过度风险。此外,对空气污染问题的分析非常复杂。有些是国家范围内的(例如人口暴露的实际水平的定义,确定可接受的风险,以及确定最有效的控制策略),而其他的则具有更基本的特征,适用于所有国家(例如分析化学品暴露水平与剂量及其影响之间的关系)。因此,对所有国家的政府 - 尤其是较发达国家的政府 - 采取和实施这些政策至关重要。

我是康康 www.khhbkj.com 空气治理专家
 

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