公共閱讀場所空氣污染物時空分布特征與評價

廖建華 姜恒 張粵婷 肖雄

摘 要：通過對永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室、永川書城進行總揮發性有機物（TVOC）和甲醛監測，研究公共閱讀場所空氣中污染物濃度的時空分布規律。研究結果表明：不同季節對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節的變化，TVOC的濃度也會變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度;不同地點對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點的變化，TVOC的濃度也會變化;氣溫對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著溫度的上升，TVOC濃度變高，符合溫度越高揮發性有機化合物的散發速度越快的規律;裝修后時間長短對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即伴隨裝修后時間流逝，TVOC濃度有顯著的下降傾向;不同天氣對公共閱讀場所TVOC的濃度沒有顯著影響（P>0.05）。則甲醛受季節、開放時間和已開放時長影響較大。

關鍵詞：公共閱讀場所;TVOC;甲醛;時空分布

1.前言

室內場所的裝修在很大程度上滿足了人們對美觀、實用、舒適的需求，但由于裝修而造成室內環境污染會影響消費者的健康，是對人群健康危害最大的5種環境因素之一，因此公共場所環境的空氣質量也成為人們關注的話題。其中總揮發性有機物（Total Volatile Organic Compounds，TVOC）是揮發性化合物的通稱，現在已鑒定出8類300種以上，致癌物質有20多種，有甲醛、苯、二甲苯、三氯甲烷、三氯乙烷、萘等化合物。TVOC對人體有較嚴重的健康危害，如果較長時間位于含有TVOC的公共閱讀場所中，會對人體認知、感官、消化系統、神經系統及免疫系統造成傷害，嚴重時甚至可對造血和肝臟系統形成不可逆轉的損傷，產生變態反應等[1]。而甲醛作為較高毒性的物質，是健康的一大殺手，目前已被世界衛生組織確定為致癌和致畸物質，世界公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一，在我國有毒化學控制名單上高居第二位[2]。研究表明甲醛對人體皮膚和黏膜有強烈刺激作用，長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、鼻咽癌、結腸癌、腦癌、月經紊亂、妊娠綜合癥、新生兒染色體異常、白血病、青少年記憶力和智力下降等[3]。

本課題結合氣候條件采用客觀測試數據，分析了TVOC和甲醛濃度時空分布特征以及影響室內甲醛濃度的主要因素，提出改善室內甲醛濃度的有效舉措，對公共閱讀場所室內TVOC及甲醛濃度的研究具有現實意義。

2.材料與方法

2.1實驗地點

選取具有代表性的公共閱讀場所：永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室、永川書城作為檢測對象，這些公共閱讀場所為二類民用建筑。

2.2實驗儀器

TVOC采用空氣品質檢測儀（上海樂控環境技術有限公司，LKC-H2型，量程 0～2mg/m?，精度0.001mg/m?）。該儀器監測使用電化學傳感器對空氣中的TVOC含量進行監測，所用儀器在使用前都經校準。甲醛采用樂控甲醛監測儀（上海樂控環境技術有限公司，LKC-H2型，量程0～2mg/m3，精確度0.001mg/m3）對室內甲醛濃度進行數據采集。該檢測儀使用Dart電化學傳感器對空氣中的甲醛含量進行測定，不同濃度的被測氣體改變傳感器放電電流的不同來檢測空氣中甲醛的濃度。

2.3實驗方法

根據《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002）[4]、《公共場所衛生檢測技術規范》（GB/T17220-1998）[5]和《公共場所衛生檢測標準檢驗方法》（GB/T18204-2000）[6]檢測室內TVOC、甲醛濃度，其選點原則為：①小于50m?的房間應設1～3個點，50～100m?的房間應設3～5個點100m?以上至少設5個點，在對角線上或梅花式均勻分布;②采樣點應避開通風口，距離墻壁大于0.5m;③采樣點高度，原則上與人的呼吸道高度一致，相對高度0.8～1.5m之間;④應在人們正常活動情況下采樣，每日早晨和傍晚各監測一次。

根據以上原則，校內圖書館自習室、永川書城呈梅花式分布選取5個，校內電子閱覽室、永川新華書店在對角線上選取3個點，布點分布圖，見圖1。每個監測點每隔6天監測一次，監測時間為北京時間8：00-9：00一次在同一個選點每一分鐘讀取一個數值，連續讀取三次，取三次平均值為該點該次的監測數據。永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室進行2017年10月14日至2018年1月13日持續三個月的監測。永川區新華書店、永川書城、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室進行2019年3月29日至2019年4月6日TVOC與甲醛監測。且每次監測時，記錄公共閱讀場所內的通風狀態，即開關窗情況和空調是否開啟。

2.4數據處理分析

數據處理和作圖主要采用spss軟件和Microsoft office Excel等統計軟件進行;數據都以平均值±標準差來表現，并且進行差異分析，水平以0.05為標準，分析TVOC、甲醛的變化特征。

3.結果與分析

3.1公共閱讀場所空氣污染物的時空分布規律

根據單因素方差分析結果顯示，不同季節對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節的變化，TVOC的濃度也會變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度，見表1。據研究顯示溫度越高，TVOC的釋放量越多，導致了公共閱讀場所TVOC的濃度升高。TVOC釋放初期，其釋放速率隨溫度和濕度的升高而加快，至釋放后期，其釋放趨于穩定。春秋冬季公共閱讀場所TVOC濃度有顯著差異，春季氣溫慢慢升高，公共閱讀場所揮發性有機物釋放量增大，導致公共閱讀場所TVOC濃度升高;秋季TVOC濃度持續上升;冬季因氣溫降低，公共閱讀場所揮發性有機物釋放量減小，TVOC濃度明顯下降。春季和秋季雖然氣溫相差不大，但濕度有一定差異，春季因濕度過高，公共閱讀場所地板、天花板、墻壁等表面被一層水膜覆蓋，造成書架、桌子等散發的揮發性有機物減少，造成春季TVOC濃度比秋季TVOC濃度低的結果。中溫中濕的春秋季條件較低溫低濕的冬季條件更促進公共閱讀場所裝修裝飾材料以及書架、桌子等器物中TVOC的釋放。所以永川區新華書店和重慶文理學院圖書館自習室秋季的TVOC濃度幾乎是冬季TVOC濃度的兩倍。甲醛方面，甲醛的釋放速度與溫度呈正相關，溫度越高釋放速率越快，重慶屬亞熱帶季風性濕潤氣候，四季溫差較大，在通風良好的情況下，室內溫度受室外溫度影響較大，所以可以推測造成這種顯著差異的主要原因為四季溫度的變化。冬季平均溫度9-13℃，春季平均溫度11-18℃，秋季平均溫度21-28℃，溫度的顯著差異導致了室內甲醛釋放速率的不同，從而導致了不同季節室內甲醛濃度差異性。

3.2公共閱讀場所空氣污染物濃度隨地點、裝修后時間變化的分布規律

根據單因素方差分析結果顯示，不同對公共閱讀場地點所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點的變化，TVOC的濃度也會變化，永川書城TVOC濃度明顯高于永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室和自習室的TVOC濃度，見表2。每張電腦桌都是用細木工板組裝而成，而每張桌子的表面為了防潮防污也刷上了一層油漆。油漆則會向空氣中釋放揮發性有機物TVOC。計算機及顯示屏本身也是TVOC的污染源，會產生甲苯、乙苯、苯酚、臭氧、丁基-2-鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸二異辛酯等室內污染物。重慶文理學院電子閱覽室的人流量大，空調長時間開放，空氣流動性差，通風效果不好，室內裝飾材料復雜，地板為泡沫隔熱材料，電腦散熱，所以同位于重慶文理學院圖書館，電子閱覽室TVOC濃度比自習室高。

公共閱讀場所空氣的溫度是影響書架、桌子、涂料、地毯、塑料、油漆等裝修裝飾材料中揮發性有機物釋放的重要環境因素。在10℃及以下、11℃-15℃和16℃及以上三個溫度分段中，TVOC濃度隨著溫度的上升而上升。實驗表明揮發性有機物的釋放隨著溫度的增大而增大，導致公共閱讀場所TVOC濃度上升。

新裝修公共閱讀場所和裝修完成時間較長的公共閱讀場所總揮發性有機物（TVOC）濃度差異較大，且兩個時期的公共閱讀場所空氣污染主要來源也有明顯差異。新裝修公共閱讀場所永川書城TVOC濃度明顯高于裝修完成時間較長的公共閱讀場所永川新華書店、重慶文理學院自習室TVOC濃度。這主要是由于永川新華書店、重慶文理學院自習室裝修時間較長，塑料、油漆、涂料及各種粘合劑等各種裝修裝飾材料在使用過程中向公共閱讀場所散發苯、甲苯、二甲苯、氯乙烯、三氯甲烷、甲醛、酚類等大量有毒氣體，經過長時間的空氣稀釋，從而使TVOC濃度降低。而新裝修公共閱讀場所永川書城則剛開始釋放揮發性有機物，TVOC濃度增加，導致永川書城TVOC濃度是永川區新華書店和重慶文理學院圖書館自習室TVOC濃度的五倍左右。

甲醛濃度在永川書城裝修完成時間只有兩個月，是裝修完成時間幾年的永川區新華書店和重慶文理學院圖書館自習室的三倍左右。實驗數據表明，在三個選定監測場所中，圖書館自習室甲醛含量明顯低于其他兩處監測點，由于圖書館自習室與電子閱覽室均屬于重慶文理學院圖書館，屬于基本同時建成開放的公共閱讀場所，所以排除因為甲醛釋放時長造成的顯著差異。雖然三個場所窗戶開關情況不一致，但室內通風狀況基本良好，不處于基本密閉狀態，因此可以排除通風是導致該顯著差異的主要原因。新華書店主要包括書架和大量書本以及墻面裝飾等主要甲醛釋放源，且新華書店沒有窗戶，相較于其余兩個監測場所通風較差;電子閱覽室主要包括書桌和電腦以及合成板地板等主要甲醛釋放源;圖書館自習室主要包含書桌和少量書本。實地對比可以發現，圖書館自實習包含的甲醛的釋放源最少，這可能是導致圖書館自習室甲醛含量明顯低于其他兩個監測點的主要原因。

3.3 對公共閱讀場所空氣污染物的現狀評價

對于選定的四個監測點：永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室、永川書城，進行了總揮發性有機物（TVOC）監測，監測濃度變化（mg/m3）如圖4所示。

采用單因子標準指數法對公共閱讀場所TVOC污染現狀進行評價，計算公式：，式中Pi—污染物的單項污染指數;Ci—污染物的監測濃度值，mg/m?;Coi—污染物的評價標準，mg/m?。當Pi>1時說明污染物超過評價標準。TVOC的單項污染指數Pi，見表4。

根據《中華人民共和國國家標準GB/T 18883-2002室內空氣質量標準》規定[7]，室內總揮發性有機物8小時均值不大于0.60mg/m3。從柱形圖和表6中可以看出：永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室、自習室、永川書城的總揮發性有機物（TVOC）均達標。

采用單因子標準指數法對公共閱讀場所甲醛污染現狀進行評價，計算公式：，式中Pi—污染物的單項污染指數;Ci—污染物的監測濃度值，mg/m?;Coi—污染物的評價標準，mg/m?。當Pi>1時說明污染物超過評價標準。甲醛的單項污染指數Pi。甲醛的單項污染指數Pi，見表4。

根據《中華人民共和國國家標準GB/T 18883-2002室內空氣質量標準》規定，二類民用建筑的甲醛濃度標準為≤0.1mg/m3。從柱形圖和表4中可以看出：永川區新華書店、圖書館電子閱覽室、圖書館自習室的甲醛濃度均未超標達標。

4.結論

（1）不同季節對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節的變化，TVOC的濃度也會變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度;不同對公共閱讀場地點所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點的變化，TVOC的濃度也會變化，永川書城TVOC濃度明顯高于永川區新華書店、重慶文理學院圖書館電子閱覽室和自習室的TVOC濃度;氣溫對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著溫度的上升，TVOC濃度變高，符合溫度越高揮發性有機化合物的散發速度越快的規律;裝修后時間長短對公共閱讀場所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即伴隨裝修后時間流逝，TVOC濃度有顯著的下降傾向;不同天氣對公共閱讀場所TVOC的濃度沒有顯著影響（P〉0.05），即隨著天氣的變化，TVOC的濃度不會發生變化。

（2）公共閱讀場所甲醛濃度與季節的關系主要體現在溫度的不同導致的差異上，雖然甲醛釋放量與溫度呈正相關，但由于不同季節導致人類的行為不同，室內環境冬季反而溫度最高。在冬季室內閱讀時，建議選擇一個離室內綠植較近的位置，在室內待一段時間以后，可以去往室外透風，降低室內甲醛對自身的持續影響;新裝修好的室內空間甲醛濃度明顯高于已裝修開放數年的地點，隨著開放時長的增長，室內甲醛濃度逐漸降低;公共閱讀場所的甲醛濃度主要影響原因就是室內甲醛源數量，呈正相關關系，對于幾個監測點的橫線比較，可以明顯看出，盡管三個場所都已經開放4年以上，依舊有甲醛持續釋放，由此可以驗證甲醛的持續性。

參考文獻

[1] 陳晨，崔寶榮，王玉江，周慧霞，徐賜賢，程義斌.北京市豐臺區公共場所空氣中甲醛及總揮發性有機物污染狀況分析[J].中國衛生檢驗雜志，2018，28（06）：718-720.

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[3] 黃湘源，徐春秀.催化動力學測定食品中痕量甲醛[J].南昌大學學報（理科版），2003（01）：81-

[4] GB/T18883-2002，室內空氣質量標準[S].

[5] GB/T17220-1998，公共場所衛生檢測技術規范[S].

[6] GB/T18204-2000，公共場所衛生檢測標準檢驗方法[S].

[7] Hun，D. E.，Corsi，R. L.，Morandi，M. T.，Siegel，J. A..Formaldehyde in residences：long-term indoor concentrations and influencing factors[J].Indoor Air，2010，20（3）：196-203.

作者簡介：廖建華（1966.2-），男，重慶人，重慶建大城環學院市政工程專業，碩士生。