室內PM2.5污染控制的現狀及發展

黃玉嫡 苑 翔

(北方工業大學，北京 100144)

室內PM2.5污染控制的現狀及發展

黃玉嫡 苑 翔

(北方工業大學，北京 100144)

主要綜述了室內PM2.5的控制濃度標準、基本組成、室內外來源以及對于公共建筑和住宅建筑室內PM2.5污染的控制策略，給出了室內PM2.5污染控制策略的發展，以及目前還沒有針對已經安裝好了的空調系統進行監測看是否達到治理PM2.5的效果的建議。

室內PM2.5,集中式空調系統,控制濃度標準

0 引言

近年來，隨著工業經濟的發展，我國大部分地區頻現霧霾天氣，人們逐漸熟悉和了解可入肺顆粒物PM2.5。PM2.5是指大氣中動力學直徑不大于2.5 μm的細顆粒物，其粒徑小，比表面積巨大，活性強能吸附細菌、病毒和各種有毒有害物質，且可以很久的漂浮在大氣中，嚴重損害著室外環境和人體健康。人體的生理結構決定了人體對PM2.5以下的細顆粒物沒有任何的過濾和阻攔能力，吸入后會引發呼吸類疾病和致癌。無論是在室外還是在室內，人體都暴露在細顆粒物中，由于人們每天大部分時間是在建筑室內度過的，所以室內PM2.5濃度污染更是關乎著人體健康。且室外大環境的改善不可能輕而易舉在短時間內成功，所以控制并治理室內PM2.5污染是最直接避免空氣污染對人體造成傷害的措施。

1 室內PM2.5濃度標準現狀

1997年美國環境保護局(EPA)在《環境空氣質量標準》中首次提出了PM2.5濃度檢測指標，并在2006年對其進行更新。2005年世界衛生組織(WHO)修訂了《空氣質量準則》(AQG)，制定了準則值和三個過渡期目標值為不同發展水平的國家和地區提供了參考。2008年歐盟頒布了《關于歐洲空氣質量及更加清潔的空氣指令》，2010年開始實施。2002年我國制定的GB/T 18883—2002室內空氣質量標準中未給出室內PM2.5濃度標準值。2012年在修訂的GB 3095—2012環境空氣質量標準中首次提出PM2.5濃度限值，將PM2.5濃度值分為一級濃度限值和二級濃度限值，該標準自2016年1月1日起在全國實施。

各國及國際組織的PM2.5具體標準值詳見表1。

表1 各國/國際組織的PM2.5標準 μg/m3

2 室內PM2.5的來源

2.1室外來源

PM2.5分一次微粒和二次微粒。一次微粒又分為塵土性微粒和因燃燒產生的碳黑(有機碳)粒子。二次微粒則主要分為由一次氣態污染物SO2,NOX和NH3等通過化學反應生成的硫酸銨、硝酸銨和二次有機氣溶膠等有機物[1]。

2.1.1一次粒子排放源

在一次微粒中，塵土性微粒會在自然過程中產生，如風揚塵土、火山灰、花粉和細菌等，但主要產生于人類活動，如道路、建筑施工及農業所產生的揚塵和工業粉塵等；有機碳粒子主要來源于柴油機動車、煤和石油在內的化石燃料燃燒、垃圾焚燒、露天燒烤、生物質露天焚燒等。

2.1.2二次粒子排放源

產生硫酸銨和硝酸銨的一次氣態污染物SO2主要來源于燃煤、燃油鍋爐，NOX主要來源于鍋爐與機動車，NH3主要來源于控制NOX的鍋爐以及生產化肥的工廠和冷凍車間。

室外的PM2.5可以通過門窗等縫隙滲入室內，在通風的時候也會滲入室內。室外PM2.5污染占室內PM2.5濃度的54%～96%[2]。室外的氣象條件也會影響室內PM2.5的濃度，靜穩特殊的天氣條件會減弱大氣中PM2.5的輸送和擴散能力，從而使得室外的PM2.5濃度增加[3]。

2.2室內來源

燃料燃燒。不同燃料在燃燒過程中會不同程度的釋放出PM2.5。郭冬梅等人[4]研究相同條件下分別使用天然氣、液化氣和蜂窩煤3種燃料廚房的PM2.5污染水平，結果顯示PM2.5濃度水平依次為蜂窩煤>液化氣>天然氣。程鴻等人[5]研究表明在使用燃料前后，室內PM2.5都處在相對較低水平，但使用木材和液化氣為燃料做飯時室內PM2.5濃度可分別達到212 μg/m3及71 μg/m3，用蜂窩煤取暖時室內PM2.5濃度可高達200 μg/m3。

吸煙。吸煙會產生大量的細小顆粒物。陳添等人[6]研究表明，在10 m3的室內吸一支煙會使其室內的PM2.5濃度平均增加1.0 mg/m3，最大增加1.7 mg/m3。吸煙不僅有害健康，更是能顯著增加室內空氣中PM2.5的濃度，所以請盡量少吸煙。

蚊香。夏季室內燃點的盤式蚊香是室內PM2.5的重要來源，點燃一圈蚊香所產生的PM2.5濃度是室內PM2.5濃度限值的8.3倍[7]，且在門窗關閉的環境下，蚊香熄滅8 h后室內的PM2.5質量濃度才能回到初始水平[8]。朱春等人[9]研究發現房間在正常通風條件下，使用盤式固體蚊香散發的PM2.5的量約為液體電蚊香散發量的10倍、片型電蚊香散發量的5倍且超過標準近3.2倍，達到重度污染水平；如若在關閉門窗的條件下，室內PM2.5會達到嚴重污染水平。由此可見，人們不宜過久停留在蚊香使用環境中，尤其盤式蚊香，建議夏季在點蚊香時應及時通風。

清掃。不同清掃條件下室內PM2.5濃度變化很大。桂鋒等人[10]為了研究不同的清掃方式對室內PM2.5污染水平的影響，對辦公室分別進行干掃、通風干掃和濕掃，結果表明，這三種清掃方式實驗組中PM2.5質量濃度達到的最大值依次為391.5 μg/m3,286.3 μg/m3和155.3 μg/m3，所以建議應盡可能的在通風條件下進行濕掃。

室內污染源所產生的PM2.5具有短暫性、間歇性及濃度范圍波動大等特征[11]。

3 室內PM2.5的控制策略

3.1公共建筑室內PM2.5污染控制策略

對于具有集中式空調系統和風機盤管加新風系統的公共建筑，設置空氣處理設備如靜電除塵裝置且提高空調系統的各級過濾器效率是降低室內PM2.5濃度的主要技術措施。

曹國慶等人[12]研究表明對于集中式空調系統，當系統中沒有設置回風過濾器時，建議系統的新風過濾器至少使用G4級過濾器，主過濾器至少使用F7級過濾器；對于風機盤管加新風系統，當風機盤管上無法設置過濾器時，建議新風過濾器級別不宜低于F8，當室內無新風送入時，建議加裝不低于M6級別的空氣過濾器，如若無法加裝，則應安裝空氣凈化器。

王清勤等人[13]提出了符合設計習慣的建筑室內PM2.5控制設計計算方法，即將單位時間內室內PM2.5獲得量定義為PM2.5負荷，建立室內PM2.5獲得的總負荷等于空氣處理設備PM2.5總去除能力為基礎理論的平衡方程，其中室內PM2.5獲得的總負荷包括滲入室內的滲透負荷、新風負荷和室內污染源所釋放的負荷。

王陽[14]通過研究普通辦公樓的實際設備情況和人員習慣，設計了三種治理室內PM2.5污染的方案，選擇最具代表性的室外污染工況，進行實際運行測試，最終找到了適用于辦公樓室內PM2.5污染控制治理的方案。即結合室內循環處理設置PM2.5新風處理系統：在辦公區域設置新風PM2.5處理裝置，并加設內循環式PM2.5處理機組；新風量約每小時換氣1次，內循環每小時換氣3次～5次。

3.2住宅室內PM2.5污染控制策略

對于住宅等無集中通風和風機盤管加新風系統的建筑，可采用空氣凈化器降低室內PM2.5濃度。

施珊珊等人[15]通過模擬計算北京地區的典型工況，研究不同通風形式下住宅室內PM2.5的濃度水平，結果表明，在冬季和過渡季，對于密封性較好的住宅，采用自然通風且使用空氣凈化裝置和采用機械通風都可以使室內PM2.5濃度降到較低水平；在夏季，由于室外PM2.5的濃度較低，所以無論采用哪種通風方式、是否使用空氣凈化器，其室內的PM2.5濃度均處于較低水平。

因室外PM2.5可滲入室內，所以可以通過合理提高外窗氣密性以及定期維護等，來減少室外PM2.5向室內的滲透。此外，控制室內PM2.5污染的室內來源的有效途徑之一是在源頭上控制，如使用綠色建材和環保產品、盡量減少吸煙甚至不吸煙。還有就是開窗通風換氣，以及使用空氣凈化設備等。

3.3室內PM2.5污染控制策略的發展

目前，我國尚未大力宣傳室內PM2.5的控制策略，應使人們有意識的去控制室內的PM2.5污染，且知道如何有效的控制。對于公共建筑未來的室內PM2.5污染控制策略的發展應是普及安裝一次回風全空氣空調系統且在空調設計基礎上計算出空氣處理設備所需要的過濾效率，再根據過濾效率進行空氣過濾器的配置。粗效過濾器、中效過濾器對PM2.5的過濾效率較低，高中效過濾器對PM2.5的過濾效率約為22%，在室外污染較輕時，可以起到凈化PM2.5的作用，亞高效過濾器對PM2.5的凈化效率約為77%，可以有效的凈化PM2.5。可以對新風進行三級過濾處理，有效控制系統的主要污染源頭。對于住宅建筑，則盡可能的使用空氣凈化器，在室外污染較輕的情況下進行自然通風。然后都盡量避免室內污染源的產生，如保持無煙環境、進行濕掃等。

4 總結及建議

室內PM2.5污染來源分為室內源和室外源，室外源是室內PM2.5濃度的主要來源。在進行室內PM2.5控制設計時，參照《環境空氣質量標準》的要求設定PM2.5室內設計濃度。對于公共建筑室內PM2.5的污染控制應在空調系統中安裝空氣處理設備，且提高各過濾器的過濾效率；對于住宅室內PM2.5的污染控制應在室外PM2.5污染水平低時及時通風，在室外PM2.5污染水平高時關閉門窗并可能的安裝空氣凈化器。在進行室內PM2.5污染控制時，首先應確定PM2.5室外設計濃度，但目前該濃度的確定沒有統一標準或方法，這是待解決的問題。室內PM2.5控制技術在設計計算方法方面也待規范和完善。且我國目前對室內PM2.5的控制研究多是前期理論研究，暫無對已經安裝好了的空調系統進行監測，看是否達到治理PM2.5的效果。

[1] 區 偉.PM2.5污染來源及防治對策[J].城市建設理論研究(電子版)，2012(32):28-29.

[2] 張 永，李心意，姜麗娟，等.室內空氣中PM2.5初步研究[J].環境與健康，2010，27(10):906-907.

[3] 陳云波，徐 峻，何友江，等.北京市冬季典型重污染時段PM2.5污染來源模式解析[J].環境科學研究，2016，29(5)：627-636.

[4] 郭冬梅,操基玉,王 勇，等.廚房空氣中烹調油煙有害成分的測定和分析[J].中華疾病控制雜志,2010,14(2):142-145.

[5] 程 鴻,胡 敏,張利文，等.北京秋季室內外PM2.5污染水平及其相關性[J].環境與健康雜志,2009,26(9):787-789.

[6] 陳 添,鈕式如,農 鋼.室內香煙煙霧動態變化規律的實驗研究[J].衛生研究,1992,21(3):133-136.

[7] 張少梅,段玉林.室內點蚊香和香煙PM2.5濃度監測分析[J].北方環境,2013,25(12):184-185.

[8] 方 圓,茅清希,邱濟夫.盤式蚊香對室內空氣品質的影響[J].建筑熱能通風空調,2006,25(1):80-83.

[9] 朱 春,李景廣.室內PM2.5/氣態污染物試驗艙測試研究——以蚊香散發源為例[J].綠色建筑,2014(1):27-30.

[10] 桂 鋒,葉青徽,周揚屏,等.清掃對室內空氣中顆粒物濃度的影響[J].安徽工業大學學報(自然科學版),2013,30(3):250-254.

[11] 熊志明,張國強,彭建國，等.大氣可吸入顆粒物對IAQ的影響研究進展[J].建筑熱能通風空調,2004,23(2):32-36.

[12] 曹國慶,謝 慧,趙 申.公共建筑室內PM2.5污染控制策略研究[J].建筑科學,2015,31(4):40-44.

[13] 王清勤，李國柱，趙 力,等.建筑室內細顆粒物(PM2.5)污染現狀、控制技術與標準[J].暖通空調HV&AC，2016，46(2):1-7.

[14] 王 陽.辦公樓室內PM2.5治理淺析[J].山東工業技術，2015(17):136-137.

[15] 施珊珊,紀文靜,趙 彬.不同通風形式下住宅內細顆粒物質量濃度及室內暴露量的模擬及比較[J].暖通空調,2013(12):34-38.

PresentsituationanddevelopmentofindoorPM2.5pollutioncontrol

HuangYudiYuanXiang

(NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100144,China)

This paper summarizes the indoor PM2.5 concentration control standard, basic composition, indoor and outdoor sources and control strategies for indoor PM2.5 pollution in public buildings and residential buildings, given the development of indoor PM2.5 pollution control strategy, and that there is no monitoring whether to control the effect of PM2.5 in the air-conditioning system has been set up.

indoor PM2.5, centralized air conditioning system, control concentration standard

X506

A

1009-6825(2017)27-0156-03

2017-07-16

黃玉嫡(1993- )，女，在讀碩士