室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染特征與控制技術(shù)探討

趙魯華　王劭然　王振

摘要：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是室內(nèi)空氣污染的重要來(lái)源，會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。我國(guó)室內(nèi)VOCs的研究起步較晚，研究仍處于起步階段，對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的研究還沒有引起足夠的重視。本文重點(diǎn)探討了室內(nèi)主要VOCs的污染特征，并提出了降低VOCs污染的控制技術(shù)與對(duì)策，有助于進(jìn)一步深入研究室內(nèi)VOCs的治理。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣污染；揮發(fā)性有機(jī)物；污染特征；控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：X 131.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2016）04-0045-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.04.010

Abstract：Volatile organic compounds （VOCs） are an important source for indoor air pollutions， which can induce serious effect to human health. The research of indoor VOCs in our country starts late， and is still in the initial stage. However， the study of cuisine has not been taken seriously. This paper mainly was to discuss the main indoor VOCs pollution characteristics， and puts forward the control technology and measures to reduce the pollution of VOCs. This is helpful for further research on the treatment of indoor VOCs.

Key words：Indoor air pollutions；Volatile organic compounds；Pollution characteristics； Control technology

引言

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds， VOCs）是一類重要的室內(nèi)空氣污染物，通常指常溫下飽和蒸汽壓大于0.07 MPa或沸點(diǎn)小于260oC的有機(jī)化合物，主要包括芳香烴、脂肪烴、鹵代烴、醛類、脂類等化合物[1-2]。室內(nèi)VOCs主要來(lái)自于室內(nèi)和室外兩部分，其中室內(nèi)VOCs主要來(lái)自三大類，主要分為為建筑材料與家具、家居和辦公用品以及日常生活三部分。研究表明，室內(nèi)空氣VOCs直接影響人體的身體健康，也是評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)為，室內(nèi)空氣中的VOCs 會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生頭痛、惡心、疲勞、眩暈、皮膚紅腫等癥狀，部分有害有機(jī)物具有致癌、致畸、致突變毒性，是引起“建筑物綜合癥（SBS）”、“建筑物關(guān)聯(lián)癥（BRI）”等疾病的主要誘因[3]。本文主要從室內(nèi)VOCs種類特性以及處理技術(shù)等方面探討。

1 室內(nèi)VOCs種類特性

表1為室內(nèi)空氣中典型的VOCs種類與濃度范圍。從表1我們可以看出，室內(nèi)VOCs包括脂肪烴、芳香烴、萜烴、鹵代烴、醇、醛、酮和酯等八大類，其中脂肪烴種類最多，主要有環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、己烷、庚烷和壬烷等。高濃度的VOCs主要有甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、α-蒎烯等四種。我國(guó)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2003）中主要規(guī)定了TVOCs、甲醛、苯、甲苯、二甲苯的濃度標(biāo)準(zhǔn)限值，分別為0.60、0.10、0.11、0.20和0.20 mg/m3（表2）。對(duì)比分析表1和表2可以看出，苯系物，如苯、甲苯和二甲苯，最高濃度值均超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值要求。我們也可以推斷，苯系物可能是我國(guó)室內(nèi)空氣VOCs污染的主要來(lái)源之一。

1.1 甲醛

甲醛是一種具有特殊刺激性的無(wú)色氣體，易溶于水，具有普遍的毒性作用，特別是損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官、肝臟、腎，還具有劇烈的刺激作用、致癌作用、誘變作用。當(dāng)空氣中甲醛濃度達(dá)到0.084mg/m3時(shí)，會(huì)影響眼睛感光性；當(dāng)氣中甲醛濃度達(dá)到0.098 mg/m3時(shí)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能活動(dòng)。此外，甲醛對(duì)粘膜還有刺激作用，低濃度時(shí)可導(dǎo)致結(jié)膜炎、鼻炎、咽炎等，高濃度時(shí)會(huì)發(fā)生喉部痙攣、肺水腫、肺炎及死亡。

在裝修過(guò)程中，甲醛主要作為涂料有機(jī)溶劑使用，幫助涂料體系中基料、添加劑、填料充分的混合分散，還可以賦予涂層表面出色的光澤度和光滑的手感，進(jìn)而增強(qiáng)涂層的耐劃痕和耐摩擦性能。因此，甲醛普遍存在于膠合板、刨花板等膠粘等制品，以及絕緣保溫填料、合成紡織品[5]。在一定程度下，甲醛可從各種膠合板、刨花板等膠粘木制品、絕緣保溫填料中釋放出來(lái)，對(duì)人體造成一定的傷害。目前，我國(guó)住宅室內(nèi)甲醛的適用標(biāo)準(zhǔn)有《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 18883-2002（小時(shí)平均值≤0.1 mg/m3）和《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB/T 50325-2014（≤0.08 mg/m3），此外，世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦室內(nèi)的甲醛濃度基準(zhǔn)值為0.1 mg/m3（30 min），加拿大的住宅室內(nèi)甲醛的基準(zhǔn)值為0.123 mg/m3（小時(shí)平均值）。對(duì)比分析可知，我國(guó)和國(guó)際其他的地區(qū)室內(nèi)甲醛濃度的要求限值相差不大，基本在0.1 mg/m3左右。

1.2 苯系物

苯系物是苯及衍生物的總稱，廣義上的苯系物包括全部芳香族化合物，狹義上的特指包括在人類生產(chǎn)生活環(huán)境中有一定分布并對(duì)人體造成危害的含苯環(huán)化合物。苯系物是人類活動(dòng)排放的常見污染物，數(shù)量可高達(dá)千萬(wàn)種以上，但一般意義上的苯系物主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、苯乙烯、苯酚、苯胺、氯苯、硝基苯等，其中苯、甲苯、乙苯、二甲苯四類為代表性物質(zhì)。

在裝修過(guò)程中，苯系物作為涂料或油漆的溶劑使用，作為工業(yè)上經(jīng)常使用的有機(jī)溶劑，被廣泛應(yīng)用于油漆、脫脂、干洗、印刷、紡織、合成橡膠等行業(yè)。在涂料未干或干后時(shí)間較短的期間，有苯從漆膜中揮發(fā)到空氣中。苯系物是一種可以造成急性和慢性中毒的有毒物質(zhì)，對(duì)皮膚有刺激作用，能誘發(fā)人的染色體畸變。在各種建筑材料中的有機(jī)溶劑中，如油漆的添加劑和稀釋劑以及一些防水材料的添加劑含有大量的苯，裝修中使用的膠、涂料也會(huì)含有苯、甲苯、二甲苯，一般是共存的。由于多數(shù)苯系物具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在常溫條件下很容易揮發(fā)到氣體當(dāng)中形成揮發(fā)性有機(jī)氣體，會(huì)造成VOCs氣體污染。2002年11月19日，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家環(huán)?？偩趾托l(wèi)生部制定的中國(guó)第一部綜合性的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002），規(guī)定了苯的小時(shí)均值為0. 11 mg/m3，甲苯和二甲苯分別為0.20 mg/m3。

2 室內(nèi)VOCs污染控制技術(shù)與對(duì)策

2.1 污染源頭控制

消除或減少室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物污染的重要方式之一就是源頭上控制該類物質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。實(shí)施綠色環(huán)境設(shè)計(jì)，選用綠色環(huán)保的裝修材料，減少甲醛、苯、甲苯和二甲苯等高度有機(jī)溶劑的使用，能保證源頭上減少揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生。同時(shí)，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局也制定了相應(yīng)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上對(duì)室內(nèi)裝修材料中有毒有害物質(zhì)的含量進(jìn)行了嚴(yán)格限制，進(jìn)而減少甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)的添加量。政府也應(yīng)成立相應(yīng)的監(jiān)管部門，對(duì)綠色環(huán)保建材進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抽樣調(diào)查，不讓不合格產(chǎn)品流于市場(chǎng)。此外，吸煙和燃具的使用也會(huì)造成室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物污染。因此，在室內(nèi)減少吸煙和對(duì)舊燃具的改造和更新?lián)Q代可以減少或避免室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的危害程度。

2.2 加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)

室內(nèi)是人類長(zhǎng)時(shí)間活動(dòng)的場(chǎng)所，而通風(fēng)是減少室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物的重要手段之一，也是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵和最有效措施。加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)換氣，使室內(nèi)外空氣進(jìn)行流通，與之形成對(duì)流，進(jìn)而減少室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物的累積，是減少揮發(fā)性有機(jī)物濃度方便快捷的手段之一。研究人員對(duì)比分析不通風(fēng)與通風(fēng)條件下甲醛濃度發(fā)現(xiàn)，關(guān)窗后會(huì)明顯增加室內(nèi)空氣中甲醛的濃度，可見通風(fēng)能使氣流流動(dòng)，降低室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物濃度。此外，室內(nèi)外空氣交換頻率越高，減少室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物的效果越好。在火車站、商場(chǎng)、超市等公共場(chǎng)所，人群過(guò)于密集，加大通風(fēng)頻率，可以利用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行強(qiáng)制的換氣，以保證呼吸到健康的空氣。

2.3 活性炭吸附

揮發(fā)性有機(jī)物的處理方法主要為消除法，即通過(guò)化學(xué)或生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑和微生物等將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的水和二氧化碳，主要包括熱氧化、催化降解、生物氧化、電暈法、等離子分解法、光分解法、吸附法等[6-7]。其中，吸附法作為傳統(tǒng)的方法，廣泛用于揮發(fā)性有機(jī)污染物的處理，應(yīng)用最多的吸附劑是活性炭?；钚蕴烤哂懈叨劝l(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附效果好，活性炭吸附主要特點(diǎn)為：1）活性炭是非極性吸附劑，能夠吸附非極性物質(zhì)；2）活性炭疏水性強(qiáng)，在有水或水蒸氣存在的情況下仍具有吸附能力；3）活性炭孔徑分布廣，能夠吸附不同分子量的有機(jī)物質(zhì)；4）活性炭的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好于其他吸附劑?；钚蕴课街饕m用于低濃度、溫度不高的有機(jī)廢氣治理。但活性炭也受其本身孔徑結(jié)構(gòu)、揮發(fā)性有機(jī)物濃度和物化性質(zhì)等因素的影響[8]。

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收稿日期：2016-06-20

作者簡(jiǎn)介：趙魯華（1984-），女，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)管理工作.