山東農業大學環境實驗室室內空氣質量評價

王國靜，李金玲，宋雅楠，張澤田，于洪濤

(山東農業大學資源與環境學院，山東 泰安 271018)

由于室內引入了能釋放有害物質的污染源或者室內環境通風不佳，導致了室內空氣中的有害物質數量上或者是種類上不斷增加，同時引起人的一系列不適癥狀的現象，即為室內空氣受到了污染。2002年世界衛生組織(WHO)提出室內空氣污染已成為危害人類健康的5大環境因素之一［1］。近年來，我國室內化學性、物理性、生物性的污染均在增加。室內環境污染對人們的身體健康和生活工作質量帶來了嚴重危害［2-3］。

本研究以山東農業大學資源與環境學院實驗中心環境實驗室為例，通過監測實驗室內二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨(NH3)、甲醛(HCHO)、可吸入顆粒物(PM10)和氡(222Rn)六項室內空氣質量指標，對實驗室室內空氣質量進行評價，并提出改善實驗室室內空氣質量的措施及建議。

1 實驗室情況簡介

山東農業大學資環學院環境實驗室共五間，即303室、305室、310室、312室、314室，其大小依次為114 m2、57 m2、28.5 m2、28.5 m2、114 m2。303 為環境綜合實驗室，實驗項目有環境空氣二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物，水中氨氮、揮發酚、CODcr、硝酸鹽氮和物理性質測定。314為環境監測實驗室，測定項目為水中CODcr、BOD5、亞硝酸鹽氮、土壤重金屬鉻、植物體中氟化物等。305為環境工程實驗室，主要實驗是廢水的生物接觸氧化、氧化溝、SBR法處理實驗。310為資環學院實驗中心公共藥品室，除存放環境實驗所用藥品外，還存放了植物營養、土壤、農業資源與環境、草業科學等實驗所用藥品。312為環境實驗準備室，幾乎所有環境實驗所需試劑(易揮發有毒有害試劑除外)均在此配制。另外環境監測綜合實習和畢業實習期間，在此測定水中氯、氟化物等指標。

2 材料與方法

2.1 樣點布設

依據《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)附錄A《室內空氣監測技術》對各實驗室進行監測布點，依據各實驗室的面積大小和現場情況，依照對角線布點原則，314室和303室各布設五個監測點，305室布設三個監測點，312室和310室各布設一個監測點［4］。

2.2 監測項目及方法

監測項目及方法見表1［4］。

表1 監測項目及方法Tab 1 Monitoring it ems and methods

2.3 監測時間及頻次

室內空氣質量的綜合監測集中在2011年的4、5月份完成。實驗人員實驗結束離開實驗室后進行監測，采樣前關閉門窗12小時，采樣時關閉門窗。由于受實驗課程安排的限制，并且實驗儀器數量有限，各實驗室未能同時采樣。二氧化硫、二氧化氮、氨的監測時間為4月3日至4月8日;甲醛的監測時間為4月18日至4月20日;可吸入顆粒物的監測時間為4月11至5月16日;氡的監測時間為4月10至5月23日。數據采用三次監測結果的平均值，以減小誤差。

2.4 評價標準及方法

評價標準選擇《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)規定的污染物的濃度標準，首先以單項指標對室內空氣質量進行評價［5］，為了分析六種污染物同時存在時對室內空氣質量的綜合影響，研究其綜合污染規律及特征，還需要對室內空氣質量做出綜合評價。考慮到放射性污染物氡有其獨特的污染規律，所以只對二氧化硫、二氧化氮、氨、甲醛、可吸入顆粒物這五種污染物進行綜合評價。

評價方法采用上海醫科大學姚志麒教授提出的最高值與平均值兼顧的空氣質量指數法。該方法避免了由于某項指數大大高于平均分指數時而導致評價結果不可靠的可能性，對室內外空氣質量的評價都適用。該方法首先將各污染物的平均濃度()除以該污染物的評價標準(Si)，得質量分指數Ii，選出其中最大值(Imax)，求出i個污染物質量分指數的平均值(Iav)，兩者的幾何平均數即為空氣質量指數(AQI，AQI=。其數值越大，反映綜合污染越嚴重［6-7］。室內空氣質量等級按綜合質量指數可分為5級，由此可判斷出室內空氣質量的等級，見表2［8］。

表2 空氣質量等級劃分表Tab2 The table of air quality hierarchy

3 結果分析

3.1 單項指標統計分析結果

數據采用Excel軟件進行統計分析，并用SPSS軟件進行顯著性差異分析。統計分析結果見表3。

表3 數據統計結果Tab3 The statistics results

從表3可以看出，環境實驗室室內二氧化硫的平均濃度為0.013 mg/m3，濃度范圍在未檢出～0.078 mg/m3之間，遠低于標準限值0.5 mg/m3。各室二氧化硫的平均濃度差異未達到顯著性水平(P＜0.05)。二氧化氮的平均濃度為0.035 mg/m3，濃度范圍在0.019～0.066 mg/m3之間，未超過標準限值0.24 mg/m3。各室二氧化氮的平均濃度差異未達到顯著性水平(P＜0.05)。氨的平均濃度為0.415 mg/m3，濃度范圍在0.136～0.973 mg/m3之間，已超過標準限值0.2 mg/m3。各室氨的平均濃度差異未達到顯著性水平(P＜0.05)。310室的藥品柜中存放了一些氨水，由于氨水易于揮發，在存放氨水的藥品柜中通常可聞到明顯的刺激性味道，取用氨水時，藥品柜中的氣態氨會在一定程度上擴散到室內。同時，涉及氨水使用的實驗會產生一定程度的氨水揮發。氨水揮發是實驗室空氣中氨的主要來源。甲醛的平均濃度為0.016 mg/m3，濃度范圍在0.01～0.023 mg/m3之間，未超過標準限值0.1 mg/m3。甲醛的平均濃度的分布規律是:303室＞314室＞312室＞305室＞310室。濃度差異已達到顯著性水平(P＜0.05)。由于做實驗的主要地點為314室、303室，固甲醛由于進行實驗而揮發通常發生在303室及314室。同時，實驗室各房間均為2002年建設，至今未進行裝修，實驗期間通風良好，所以實驗室內空氣中甲醛濃度都很低。可吸入顆粒物的平均濃度為0.085 mg/m3，濃度范圍在0.058～0.132 mg/m3之間，未超過標準限值0.15 mg/m3。各室可吸入顆粒物的平均濃度差異未達到顯著性水平(P＜0.05)。氡的平均濃度為23.5 Bq/m3，濃度范圍在14.8～33.3 Bq/m3之間，遠低于國家控制標準400 Bq/m3。各室氡的平均濃度差異未達到顯著性水平(P＜0.05)。由于實驗房間建于2002年，未裝修，故各實驗室中氡的含量都很低。

3.2 綜合評價結果與討論

室內空氣質量綜合評價結果見表9及表10，給出了各實驗室室內空氣質量指數的比較。為了反映不同污染物對室內空氣質量指數的相對貢獻，下表同時列出了各實驗室室內空氣質量的分指數Ii。由于某種客觀原因，310室未進行可吸入顆粒物PM10的測定。故表9和表10分別列出的是314室、303室、305室及312室五種污染物(SO2、NO2、NH3、HCHO、PM10)的空氣質量指數和314室、303室、305室、312室、310 室四種污染物(SO2、NO2、NH3、HCHO)的空氣質量指數。

表4 實驗室室內空氣質量指數(不含310室)Tab4 The indoor air quality index of laboratories(without Room310)

根據表4可以看出，資源與環境學院各個實驗室室內空氣的綜合污染狀況為:303室＞314室＞305室＞312室。這四個實驗室的空氣質量指數(AQI)分別為1.300、1.123、0.842、0.672，均低于2。314室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞可吸入顆粒物＞二氧化氮＞甲醛＞二氧化硫。303室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞可吸入顆粒物＞甲醛＞二氧化氮＞二氧化硫。305室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞可吸入顆粒物＞二氧化氮＞甲醛＞二氧化硫。312室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞可吸入顆粒物＞甲醛＞二氧化氮＞二氧化硫。可見，氨對各個實驗室空氣質量指數的相對貢獻最高，其次為可吸入顆粒物。而二氧化硫對以上各個實驗室的空氣質量指數相對貢獻最低，可見二氧化硫在這些實驗室的污染程度最低。

表5 實驗室室內空氣質量指數(不含PM10)Tab5 The indoor air quality index of laboratories(without PM10)

根據表5可以看出，資源與環境學院各個實驗室室內空氣的綜合污染狀況為:310室＞303室＞314室＞305室＞312室。這五個實驗室的空氣質量指數(AQI)分別為1.368、1.341、1.142、0.782、0.646，均低于2。314室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞二氧化氮＞甲醛＞二氧化硫。303室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞甲醛＞二氧化氮＞二氧化硫。305室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞二氧化氮＞甲醛＞二氧化硫。312室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞甲醛＞二氧化氮＞二氧化硫。310室不同污染物對空氣質量指數的貢獻狀況為:氨＞甲醛＞二氧化氮＞二氧化硫。由于各個實驗室室內空氣中氨的含量均超過標準規定的限值，氨對各個實驗室空氣質量指數的相對貢獻最高。而二氧化硫在這些實驗室的污染程度最低，對以上各個實驗室的空氣質量指數相對貢獻最小。

由表2、表4、表5可以看出，303室、310室、314室室內空氣質量指數均在1～1.49范圍內，屬于輕污染水平;305室、312室室內空氣質量指數在0.50～0.99范圍內，屬于未污染水平。由于各個實驗室氨指標超標，故305室、312室屬于輕污染水平。整體來看，資源與環境學院實驗中心環境實驗室均屬于輕污染水平，針對氨指標超標現象，應采取適當措施加以治理和改善。

4 改善措施和建議

為確保實驗室內環境空氣質量良好，減少對實驗人員的污染，建議采取如下措施。

4.1 加強通風換氣

監測數據表明，室內空氣的污染程度要比室外空氣嚴重二至五倍，在特殊情況下可達到一百倍，因此，每天必須要通風［9］，用室外新鮮空氣來稀釋室內空氣污染。室內通風標準建議在無人吸煙的建筑物中最小通風速率是每分鐘每人0.14 m3，而在有人吸煙時每分鐘每人0.57 m3［10-11］。開窗是通風換氣最有效的途徑之一，按時打開門窗通風，最佳時間是上午9時至11時，下午2時至4時，因為太陽光能殺滅室內空氣的致病細菌，開窗通風可以始終保持室內具有良好的空氣品質，是改善實驗室內空氣品質的關鍵［12］。除了敞開門窗外，還應盡可能地使用排風扇，以加強室內外空氣流通。如條件允許，將換氣扇改為壓入式，壓入式換氣扇不僅射程遠，且送風范圍廣，改善室內空氣也只需要較短時間，是一種更加可取的改善室內空氣品質的換氣方式［13］。

4.2 嚴格控制污染源

實驗室中應特別注意甲醛、氨水等易揮發藥品試劑的貯存、使用，使用完畢及時加蓋密封，以確保避免自然揮發，免對空氣造成污染。

可能產生污染和可能產生揮發性氣體的試劑配制用必須在通風廚內進行。如使用易揮發的(如硝酸、鹽酸、苯酚、氨水等)有毒有害藥品配制時和使用有機溶劑(如甲苯、二甲苯、正辛醇、石油醚、三氯甲烷等)，進行農藥殘留分析等實驗時，必須在通風櫥內進行。

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