霧霾天氣條件下建筑室內(nèi)環(huán)境污染現(xiàn)狀及對策

姚麗 許寬

摘要：指出了20世紀80年代以來，室內(nèi)主要污染物由燃煤產(chǎn)生的廢氣逐漸向吸煙、烹調(diào)、裝修產(chǎn)生的廢氣轉(zhuǎn)變，而隨著大氣空氣污染嚴重和霧霾天氣的出現(xiàn)，PM2.5等大氣污染物進入室內(nèi)，加劇了室內(nèi)環(huán)境污染。針對我國建筑室內(nèi)環(huán)境污染的變化趨勢和特征，提出了霧霾天氣下室內(nèi)空氣污染的控制措施，以使用“機械通風(fēng)+過濾器”或“自然通風(fēng)+空氣凈化器”對于普通百姓而言是切實可行的解決辦法。

關(guān)鍵詞：霧霾；室內(nèi)污染；PM2.5；對策

中圖分類號：X51

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2016）08004903

1 引言

2015年12月初，我國部分地區(qū)連日出現(xiàn)嚴重霧霾天氣，京津冀等地啟動了空氣重污染紅色、橙色預(yù)警。根據(jù)大氣重污染應(yīng)急預(yù)案，相關(guān)地區(qū)采取了工業(yè)企業(yè)停限產(chǎn)、施工工地停工、機動車限號行駛、中小學(xué)停課等應(yīng)對措施，給人們的正常生產(chǎn)生活帶來諸多不便。當(dāng)霧霾來襲時，人們通常的做法是待在室內(nèi)并關(guān)閉門窗，減少戶外活動和室內(nèi)外空氣對流。

隨著社會發(fā)展、人民生活水平提高，大多數(shù)人每天在室內(nèi)度過80%～90%的時間。室內(nèi)已不再僅僅是躲避惡劣天氣的場所，而是良好的工作與學(xué)習(xí)環(huán)境和優(yōu)雅舒適的休憩之地，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量已引起人們的重視。早在20世紀中期，人們逐漸認識到室內(nèi)空氣污染有時比室外更嚴重，至今室內(nèi)空氣污染問題已成為許多國家極為關(guān)注的環(huán)境問題之一[1]。本文關(guān)注的重點是在霧霾天氣下室內(nèi)環(huán)境污染的現(xiàn)狀，并針對污染問題提出幾點應(yīng)對措施。

2 霧霾的定義、內(nèi)涵和成因

霧霾是人們對霧和霾的統(tǒng)稱，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，霧霾既不屬于霧也不屬于霾，但與霧和霾可以相互轉(zhuǎn)化。文獻[2]指出，霧霾是大量微小水滴和多種氣溶膠混合浮游空中，大氣成分指標(biāo)大于霾的限值，能見度小于10 km，相對濕度大于90%的空氣混濁現(xiàn)象。也就是說霧霾是霧與霾的混合物，既有霾的特性也有霧的特性，主要用PM2.5含量來表述污染嚴重性。

霧霾形成的原因可歸納于三點：①當(dāng)?shù)赝临|(zhì)結(jié)構(gòu)。以徐州為例，該地屬于黃河沉積區(qū)，細砂質(zhì)土壤，容易產(chǎn)生二次揚塵；②受天氣或氣候影響。冷空氣較弱，空氣濕度小，無風(fēng)或微風(fēng)。以徐州為例，統(tǒng)計資料顯示，徐州近3年平均風(fēng)速由2.2 m/s降低為1.9 m/s，不利于污染物擴散；③受人為活動影響，人們生產(chǎn)生活過程中排放的污染物（汽車尾氣、建筑施工、工業(yè)廢氣等），主要污染物包括PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等，尤其是PM2.5對霧霾形成的貢獻最大，對人們的影響最為嚴重[3]。

3 我國建筑室內(nèi)環(huán)境污染變化趨勢

20世紀80年代以前，我國廣大農(nóng)村地區(qū)和部分城市居民生活用能源以煤或薪材為主，室內(nèi)污染物主要是燃燒所產(chǎn)生的CO2、CO、SO2、NOx；20世紀90年代初期，室內(nèi)環(huán)境污染主要來源于室內(nèi)吸煙、燃煤、烹調(diào)以及人體呼出的CO2等100種有害物質(zhì)；20世紀90年代末期，隨著住宅改善和居民生活水平提高，特別是裝修建材行業(yè)的快速發(fā)展，由裝飾材料所造成的污染成了室內(nèi)污染的主要來源；近幾年，隨著大氣空氣污染嚴重和霧霾天氣的出現(xiàn)，PM2.5等大氣污染物通過建筑門窗縫隙進入室內(nèi)，進一步加劇了室內(nèi)環(huán)境污染（表1）。

4 室內(nèi)空氣污染物來源

4.1 室內(nèi)污染源

大量文獻表明，在我國引起室內(nèi)空氣污染最主要的原因是來自室內(nèi)裝修的裝飾材料[1]。室內(nèi)空氣污染的污染源還有某些建筑主體，比如建筑施工中使用的混凝土外加劑和氨水為主要原料的防凍劑等。除此之外，人體排出的大量新陳代謝廢棄物、抽煙煙氣、室內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)物、烹飪油煙、空調(diào)系統(tǒng)、家用化學(xué)品等也都是引起室內(nèi)空氣污染的來源。

4.2 室外污染源

室內(nèi)空氣污染和室外空氣污染密切相關(guān)，近年來室內(nèi)空氣品質(zhì)變差的部分原因就是因為室外大氣污染日益嚴重[4]。大氣污染給室內(nèi)環(huán)境帶來惡劣影響，破壞了人們賴以生存的健康舒適的生活和工作環(huán)境，并干擾了暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。大氣污染物通過大門和各種建筑孔口進入室內(nèi)，是室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化的主要室外污染源。霧霾天氣下，自然通風(fēng)、過渡季節(jié)利用新風(fēng)等用于改善室內(nèi)熱環(huán)境或空氣品質(zhì)的節(jié)能措施都會把室外污染顆粒物帶到室內(nèi)，加劇室內(nèi)環(huán)境污染。同時，由人們衣物、鞋帽攜帶的灰塵也被帶入室內(nèi)。

5 室內(nèi)空氣污染的特征

室內(nèi)空氣污染與大氣空氣污染相比，由于污染源和所處的環(huán)境均不同，其污染特征也不相同。室內(nèi)空氣污染的主要特征有以下幾點。

（1）不易察覺性。人們在同一環(huán)境內(nèi)長時間工作、生活，會對該環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)性，對其中的污染物的敏感度降低，不易被察覺。

（2）具有累積性。室內(nèi)由于受圍護結(jié)構(gòu)的遮擋，其環(huán)境相對封閉，從污染物進入室內(nèi)到濃度升高，再到排出室外濃度漸趨于零，將會是一個漫長的過程，在此期間如不采取有效措施就會使污染物在室內(nèi)逐漸積累，導(dǎo)致污染物濃度上升直至危及人體[1]。

（3）污染物的復(fù)雜性。室內(nèi)空氣中常見的污染物包括甲醛、苯等化學(xué)性污染物和細菌、真菌、病毒等生物污染物以及顆粒物、重金屬等物理污染物，其污染的多樣性不僅包括污染物種類的多樣性，還包括污染源的多樣性，前面已經(jīng)提到過污染物的來源分為室內(nèi)污染源和室外污染源。此外，文獻[5]中還指出室內(nèi)空氣污染具有明顯的季節(jié)特征，一年中夏季和冬季污染較為嚴重。

（4）影響范圍廣，影響時間長。化學(xué)工業(yè)污染往往影響到的是直接進行生產(chǎn)的勞動者，與此不同，室內(nèi)污染產(chǎn)生的危害幾乎涵蓋了整個社會中的人群，室內(nèi)空氣中的污染物會涉及到每一個在室內(nèi)生活、工作和學(xué)習(xí)的人員。并且據(jù)調(diào)查表明，大多數(shù)人大部分時間處于室內(nèi)環(huán)境，這就容易使人長期暴露在室內(nèi)空氣的污染中，即使?jié)舛群艿偷奈廴疚铮陂L期作用于人體后，也會影響人體健康。

6 室內(nèi)顆粒物污染

據(jù)中國室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測工作委員會檢測調(diào)查分析，在室外霧霾天氣時，80%的室內(nèi)環(huán)境細顆粒物超標(biāo)，室內(nèi)環(huán)境的細顆粒物已經(jīng)成為我國家庭中的主要污染物。由于人們大多數(shù)時間是在室內(nèi)度過的，人們開始逐漸開始關(guān)注室內(nèi)顆粒物污染對人體健康的影響。室內(nèi)顆粒物可隨著呼吸進入呼吸道甚至進入人體肺泡，并且顆粒物還可以作為有毒物質(zhì)如重金屬、多環(huán)芳烴等的載體，從而給人體帶來極大的危害。室內(nèi)環(huán)境中顆粒物一部分來源于室內(nèi)，比如抽煙、烹飪、家務(wù)等都是室內(nèi)顆粒物污染源，盡管室內(nèi)顆粒物污染源具有很強的影響，室外空氣對室內(nèi)顆粒物濃度的影響仍然非常大。研究發(fā)現(xiàn)，對沒有空調(diào)器的住宅，室外空氣中細顆粒物對建筑圍護結(jié)構(gòu)的平均滲透率達70%，而對有空調(diào)器的住宅平均滲透率也有30%；對于沒有明顯室內(nèi)污染源的住宅，70%的PM2.5和65%左右的PM10來自室外；對于有重要室內(nèi)污染源的住宅，室內(nèi)PM2.5和PM10中仍然有55%～60%來自室外[6]。

近年來霧霾天氣頻繁侵襲我國中東部大部分地區(qū)，全國各大城市深受其害，大氣中的PM2.5會通過建筑通風(fēng)和圍護結(jié)構(gòu)滲透進入室內(nèi)，因此室外PM2.5濃度的嚴重超標(biāo)成為了室內(nèi)PM2.5濃度超標(biāo)的最主要因素。

7 霧霾天氣下室內(nèi)空氣污染控制措施

霧霾天氣下室內(nèi)空氣品質(zhì)改善可考慮以下三點：污染源控制、改善通風(fēng)狀況和室內(nèi)空氣凈化。室內(nèi)空氣污染控制的基本流程如圖1所示。

7.1 污染源控制

由前面第4節(jié)分析可知，我國室內(nèi)空氣污染物來源主要為室內(nèi)裝飾材料及家具和室外PM2.5污染。對于室內(nèi)污染源，可通過研發(fā)具有相同功能但不含有害有機揮發(fā)物的材料或通過標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)對室內(nèi)建筑材料中有害物含量進行限制等辦法來進行有效的控制。我國室內(nèi)的PM2.5污染主要來自于室外，因此在規(guī)劃選址的階段，應(yīng)遠離工業(yè)集中區(qū)，并進行建筑周邊大氣中污染物濃度調(diào)查或測試，了解周圍環(huán)境背景濃度，并綜合風(fēng)向等氣象資料優(yōu)化選擇空調(diào)風(fēng)口的位置[7]。

7.2 改善通風(fēng)狀況

國內(nèi)外的調(diào)查和試驗均已表明，通風(fēng)稀釋是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)簡單而又有效的方法。但是在室外PM2.5污染嚴重的霧霾天氣，單純增加通風(fēng)換氣量反而會加劇室內(nèi)PM2.5污染，那么在這種情況下，就需要采取在自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上增加空氣凈化器等措施使室內(nèi)環(huán)境得到改善。與自然通風(fēng)相比，機械通風(fēng)最大的優(yōu)點就是可以合理組織氣流并能夠?qū)崿F(xiàn)對新風(fēng)的集中處理，但是機械通風(fēng)需要額外消耗大量電能，因此在使用過程中會通過采用排風(fēng)熱回收的方式節(jié)省一部分空調(diào)能耗。通常對于沒有自然通風(fēng)的建筑物，越來越多使用新風(fēng)換氣機來改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，新風(fēng)換氣機依靠機械送風(fēng)和排風(fēng)在室內(nèi)形成合理有效的氣流組織，這種獨立的室內(nèi)外空氣置換和凈化系統(tǒng)在排除室內(nèi)污濁空氣的同時對送入室內(nèi)的新風(fēng)進行過濾等處理，并且以新風(fēng)和排風(fēng)進行熱量交換的形式回收排風(fēng)中的能量，從而在空調(diào)使用期降低空調(diào)能耗。

7.3 室內(nèi)空氣凈化

室內(nèi)空氣凈化是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的一項重要措施，它能夠從空氣中分離和去除一種或多種污染物，實現(xiàn)這種功能的設(shè)備稱為空氣凈化器。空氣凈化是室內(nèi)空氣污染源控制和通風(fēng)稀釋不能解決問題時不可或缺的補充，此外，在冬季供暖、夏季使用空調(diào)期間，使用空氣凈化器可減少新風(fēng)量以及降低采暖或空調(diào)能耗，因此它是最節(jié)約能源的空氣凈化方法之一。

目前，空氣凈化技術(shù)大致可分為捕獲型和破壞型兩類，如圖2所示，不同的空氣凈化技術(shù)往往針對不同種類的污染物效果比較明顯，例如，對于顆粒物，過濾是最常用并且最可靠的凈化技術(shù)，其中高效過濾器對顆粒物的一次過濾效率可高達99.9%；而對于VOCs，過濾則起不到效果，需要靠吸附的方式將其捕獲或者依靠破壞型的凈化技術(shù)將其分解[7]。

8 結(jié)語

針對目前霧霾天氣下我國室內(nèi)空氣污染的現(xiàn)狀，除了對污染源進行有效控制外，使用“機械通風(fēng)+過濾器”或“自然通風(fēng)+空氣凈化器”對于普通百姓而言是可行的解決辦法。

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Abstract： Since 1980s， emissions of major pollutants from the indoor burning coal gradually to smoking， cooking， decoration exhaust gas generated by change in recent years， with the atmospheric air pollution and the emergence of fog and haze， PM2.5 air pollution， etc. was entering the room， increasing indoor pollution. The study found that the average outdoor air permeability of building envelope PM2.5 is 30% -70%； indoor PM2.5 55% -66% from the outdoor atmosphere. Therefore outdoor atmosphere PM2.5 concentrations far exceeded the most important factor to become indoor PM2.5 concentrations exceeded. The status quo of the current indoor air pollution haze weather， in addition to effectively control pollution， the use of “mechanical ventilation +filter” or “natural ventilation + air purifier” For ordinary people is practical solutions.

Key words：haze； indoor pollution； PM2.5； countermeasure