近年来,随着经济发展和人们生活水平的提高,办公室和居住区的装修水平也越来越高级,新的建筑材料,特别是化学合成建筑材料被广泛使用,高档家具、家电相继进入家庭和办公室,香料、化妆品、光亮剂、空气清新剂、杀虫剂、洗涤剂等也成为人们生活的必需品。
这些因素导致了室内空气中有害物质无论是种类上或数量上都在不断增加,从而产生了室内空气污染。而人们越来越多的活动是在居室内进行的。据统计,现代人80%以上的时间在室内度过,婴幼儿、老弱病残者在室内时间更长。因此,人们呼吸的空气绝大部分来自室内,室内空气质量直接影响人们的健康。根据加拿大卫生组织调查显示,当前人们68%的疾病都与室内空气污染有关。美国国家环保局(EPA)在做了大量调查研究之后提出了一种名为“致病建筑物综合症的病症,SBS症状与室内空气污染直接相关。室内空气污染物的种类很多,总挥发性有机物是其中重要的一项,与此相关的课题研究得到了迅速的发展。总挥发性有机物
总挥发性有机物的定义
按照世界卫生组织(WHO)的定义,挥发性有机化合物是指沸点范围在50~260℃之间,室温下饱和蒸气压超过133.32Pa,在常温下是以蒸气形式存在于空气中的一类有机物。VOCs的特点是在施工中大量挥发,在使用中缓慢释放。按挥发性有机化合物化学结构可进一步分为8类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物,它们是室内空气普遍存在、组成复杂的一大类污染物,有些具有致癌、致畸、致突变毒性,其中至少有十几种被列入美国国家环境保护局(EPA)和我国国家环境保护总局确定的优先监测污染物名录。
在非工业性室内环境中,可以见到50~130种挥发性有机化合物,它们都以微量或痕量水平出现。由于室内空气中发现的VOCs种类很多,从几十种至一、二百种之多,浓度存在很大差异,有些浓度很低,逐一测定将十分费时和昂贵,因此通常采用一个量化指标总挥发性有机物浓度(TVOCs)来表示室内空气总污染水平。TVOCs是指室内空气中挥发性有机化合物总的质指标。它是利用TenaxGC或TenaxTA采样,非极性色谱柱(极性指数小于10)进行分析,保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。这个指标是由丹麦学者IarsMolhavel271于1986年首先提出的,借以评价室内空气中挥发性有机化合物的总水平。TVOCs的最大特点是便于化学检测,故在本领域的研究中得到广泛的应用。
使用TVOCs作为人体对VOCs反应的量化指标目前尚有争论,但它对判定室内空气污染状况是有效的。有人认为,TVOCs是一种模糊概念,只是定量表示室内环境中挥发性有机化合物的数量,无法表示用火焰离子化检测器(FID)测得的TVOCs数据和生物学影响的联系,因此,还无法作为室内空气中VOC对人体健康的舒适影响的危险性量化指标。尽管目前对TVOCs尚有争议,但TVOCs已被普遍接受作为室内环境中VOCs浓度的量化指标。我国“民用建筑工程室内环境污染控制规范(GB503525--2020)”规定对住宅.医院、教室等I类民用建筑内由建筑和装修材料产生的TVOCs浓度≤0.5mg/m3。2003年1月实施的“室内空气质量标准”(GB/T18883--2002)规定室内TVOCs标准值为0.6mg/m3。
挥发生有机化合物来源
室内挥发性有机化合物的来源不仅受室外空气污染的影响,还主要与复杂的室内装饰材料和室内污染源的排放密切相关口,其常见来源主要有:
(1)室外的工业废气、汽车尾气、光化学污染物等。
(2)室内建筑装饰材料和生活及办公用品,例如:a.有机涂料,如油漆、含水涂料、粘合剂、捻缝胶等;b.室内装饰材料,如壁纸、其他装饰品等;c.纤维材料。如地毯、挂毯、化纤窗帘等;d.办公用品,如油墨、复印机、打印机、修正液等;e.各种生活用品,如:化妆品、清洁剂、防腐剂、纺织纤维等。
(3)家用燃料和烟叶的不完全燃烧、人体排泄物等。
建筑材料和装修材料是室内VOCs的主要来源,按它们随时问衰减的范围分为一次源和二次源。VOCs的一次源是指非结合的VOCs,通常它们摩尔质量较小,比如溶剂残留物、添加剂、抗氧化剂、增塑剂、催化剂和单分子低活性物质等。二次源是VOCs在不同的物理、化学条件下产生的物理、化学结合物。例如,湿混凝土基层可以使PVC地板材料中的酞酸盐发生水解反应,产生醇类;温度的升高能够导致聚合物结构的热分解,起到催化剂的作用;室内环境中的VOCs与不同的氧化剂作用会导致吸收过程和氧化过程。二次源形成过程中可能产生突然、剧烈的室内空气污染问题,见下表:
室内材料产生的VOCs二次源
室内材料
VOCs二次源
产生条件
化纤地毯、纯毛地毯
乙醛、甲醛、酸、噻唑苯
臭氧
地毯胶垫
乙酸
水/氮
装饰或家具人造板、细工木板、
乙醛、甲醛
软木
乙酸、糠醛
热
管道
C6,8-10、乙醛、脂肪酸
臭氧
家具涂层
乙醛、丙烯酸盐、异氰酸盐、苯乙烯
纯酸树脂油漆,天然油漆
C3,5-6,乙醛、脂肪酸、萜烯
涂料漆(丙烯酸、乳胶)
乙醛、甲醛、甲酸
臭氧
防锈涂料
乙醛
PVC
二乙基乙醇
水
隔热层
乙醛
潮湿