橫幅6

 

44. 室內空氣質量

章節編輯:  澤維爾·瓜爾迪諾·索拉


 

目錄 

數字和表格

室內空氣質量:簡介
澤維爾·瓜爾迪諾·索拉

室內化學污染物的性質和來源
德里克克魯普


瑪麗亞·何塞·貝倫格爾

煙草煙霧
迪特里希·霍夫曼 (Dietrich Hoffmann) 和恩斯特·溫德 (Ernst L. Wynder)

吸煙規定
澤維爾·瓜爾迪諾·索拉

測量和評估化學污染物
M. Gracia Rosell 法拉斯

生物污染
布萊恩弗蘭尼根

法規、建議、指南和標準
瑪麗亞·何塞·貝倫格爾

單擊下面的鏈接以在文章上下文中查看表格。

1. 室內有機污染物分類
2. 各種材料的甲醛釋放量
3. TTL。 揮發性有機化合物濃度,牆面/地板覆蓋物
4. 消費品和其他揮發性有機化合物來源
5. 英國城市的主要類型和集中度
6. 氮氧化物和一氧化碳的現場測量
7. 香煙側流菸霧中的有毒和致瘤物質
8. 煙草煙霧中的有毒和致瘤物質
9. 非吸煙者的尿可替寧
10. 取樣方法
11. 室內空氣中氣體的檢測方法
12. 用於分析化學污染物的方法
13. 降低某些氣體的檢測限
14. 可引起鼻炎和/或哮喘的真菌類型
15. 微生物和外源性過敏性肺泡炎
16. 非工業室內空氣和灰塵中的微生物
17. 美國EPA制定的空氣質量標準
18. 世衛組織關於非癌症和非氣味煩惱的指南
19. 世衛組織基於感官影響或煩惱的準則值
20. 三個組織的氡氣參考值

人物

指向縮略圖以查看圖片標題,單擊以查看文章上下文中的圖片。

AIR010T1AIR010F1AIR030T7AIR035F1AIR050T1


點擊返回頁面頂部

星期三,三月09 2011 17:05

室內空氣質量:簡介

在某些情況下,將建築物用作工作場所或住宅與出現不適和症狀(可能是疾病的定義)之間的聯繫是一個無可爭議的事實。 罪魁禍首是建築物內的各種污染,這種污染通常被稱為“室內空氣質量差”。 封閉空間空氣質量差造成的不利影響影響了相當多的人,因為已經表明城市居民有 58% 到 78% 的時間在或多或少受到污染的室內環境中度過。 這些問題隨著建築物的建造而增加,這些建築物被設計得更密閉,並且為了提高能源效率而使用更小比例的來自外部的新空氣來循環空氣。 不提供自然通風的建築物存在接觸污染物的風險這一事實現在已被普遍接受。

術語 室內空氣 通常應用於非工業室內環境:辦公樓、公共建築(學校、醫院、劇院、飯店等)和私人住宅。 這些建築物的室內空氣中的污染物濃度通常與室外空氣中常見的污染物濃度相同,並且遠低於工業場所空氣中的污染物濃度,後者採用相對知名的標準來評估空氣質量。 即便如此,許多建築住戶抱怨他們呼吸的空氣質量不佳,因此有必要調查情況。 室內空氣質量在 1960 年代末開始被視為一個問題,儘管最初的研究直到大約十年後才出現。

雖然認為良好的空氣質量是基於空氣中以適當比例存在的必要成分似乎合乎邏輯,但實際上,通過呼吸,用戶才是對其質量的最佳判斷者。 這是因為吸入的空氣是通過感官完美感知的,因為人類對大約 XNUMX 萬種化合物的嗅覺和刺激作用很敏感。 因此,如果建築物的居住者總體上對空氣感到滿意,就可以說它是高質量的; 如果他們不滿意,那就是質量差。 這是否意味著可以根據其成分預測空氣的感知方式? 是的,但只是一部分。 這種方法在工業環境中很有效,在工業環境中,與生產相關的特定化合物是已知的,並且測量它們在空氣中的濃度並與閾限值進行比較。 但在非工業建築中,空氣中可能有數千種化學物質,但濃度很低,可能比工業環境設定的限值低數千倍,情況就不同了。 在大多數情況下,有關室內空氣化學成分的信息不允許我們預測空氣將如何被感知,因為數以千計的這些污染物以及溫度和濕度的綜合影響會產生被認為具有刺激性的空氣、污穢或陳舊——即質量差。 這種情況類似於食物的詳細成分及其味道:化學分析不足以預測食物的味道好壞。 因此,在規劃通風系統及其定期維護時,很少需要對室內空氣進行詳盡的化學分析。

另一種觀點認為,人被認為是室內空氣污染的唯一來源。 如果我們處理的是 50 年前使用的建築材料、家具和通風系統,那肯定是正確的,當時磚、木和鋼材占主導地位。 但隨著現代材料的出現,情況發生了變化。 所有材料都會污染,有些會污染,有些會污染很多,它們共同導致室內空氣質量惡化。

由於室內空氣質量差而導致的人的健康變化可能表現為一系列急性和慢性症狀,並以多種特定疾病的形式出現。 這些如圖 1 所示。儘管室內空氣質量差僅在少數情況下會導致完全患病,但它會導致不適、壓力、曠工和生產力損失(伴隨生產成本增加); 與建築物有關的問題的指控會迅速發展為居住者、他們的雇主和建築物所有者之間的衝突。

圖 1. 與室內空氣質量相關的症狀和疾病。

AIR010T1

通常很難準確確定室內空氣質量差對健康的危害程度,因為沒有足夠的信息說明在污染物通常存在的濃度下暴露與影響之間的關係。 因此,需要獲取在高劑量下獲得的信息——如在工業環境中的暴露——並推斷到具有相應誤差範圍的低得多的劑量。 此外,對於空氣中存在的許多污染物,急性暴露的影響是眾所周知的,而關於低濃度長期暴露和不同污染物混合物的數據存在相當大的差距。 無影響水平(NOEL)、有害影響和可耐受影響的概念,甚至在工業毒理學領域已經令人困惑,在這裡更難以定義。 關於這個主題的結論性研究很少,無論是關於公共建築和辦公室還是私人住宅。

存在一系列室外空氣質量標準,並依賴這些標準來保護普通人群。 它們是通過測量因暴露於環境中的污染物而對健康造成的不利影響而獲得的。 因此,這些標準可用作可接受的室內空氣質量的一般指南,就像世界衛生組織提出的標準一樣。 美國政府工業衛生學家會議(ACGIH)的閾值限值和各​​國工業環境法定限值等技術標準已針對工作人群、成年人群和特定的暴露時間設定,因此不能直接應用於一般人群。 美國采暖、製冷和空調工程師協會(ASHRAE)制定了一系列廣泛用於評估室內空氣質量的標準和建議。

另一個應該被視為室內空氣質量一部分的方面是它的氣味,因為氣味通常是最終成為決定性因素的參數。 某種氣味與室內空氣中化合物的輕微刺激作用相結合,可以使我們將其質量定義為“新鮮”和“乾淨”或“陳舊”和“污染”。 因此,在定義室內空氣質量時,氣味非常重要。 雖然氣味客觀上取決於化合物的存在量是否超過其嗅覺閾值,但它們通常是從嚴格的主觀角度進行評估的。 還應記住,對氣味的感知可能來自許多不同化合物的氣味,而且溫度和濕度也可能影響其特性。 從感知的角度來看,我們可以通過四個特徵來定義和測量氣味:強度、質量、耐受性和閾值。 然而,在考慮室內空氣時,很難從化學角度“測量”氣味。 出於這個原因,人們傾向於消除“壞”的氣味,並使用那些被認為是好的氣味來取而代之,以賦予空氣令人愉悅的品質。 用好氣味掩蓋難聞氣味的嘗試通常以失敗告終,因為可以分別識別質量非常不同的氣味並導致無法預料的結果。

一種現象稱為 病態建築綜合症 當超過 20% 的建築物居住者抱怨空氣質量或有明確的症狀時,就會發生這種情況。 與非工業室內環境相關的各種物理和環境問題證明了這一點。 病態建築綜合症最常見的特徵如下: 建築物在節能方面是高效的,並且採用現代設計和建造或最近使用新材料進行了改建; 居住者無法控制工作場所的溫度、濕度和光照。 病態建築綜合症最常見原因的估計百分比分佈是由於缺乏維護導致通風不足; 分佈不均,新鮮空氣攝入量不足(50% 至 52%); 室內產生的污染,包括辦公室機器、煙草煙霧和清潔產品(17% 至 19%); 由於進氣口和排氣口位置不當而導致建築物外部污染 (11%); 通風系統、加濕器和製冷塔管道中的積水造成的微生物污染 (5%); 建築和裝飾材料排放的甲醛和其他有機化合物(3% 至 4%)。 因此,在大多數情況下,通風被認為是一個重要的促成因素。

另一個性質不同的問題是與建築有關的疾病,這種疾病發生頻率較低,但往往更嚴重,並伴有非常明確的臨床症狀和明確的實驗室檢查結果。 與建築有關的疾病包括過敏性肺炎、加濕器熱、軍團菌病和龐蒂亞克熱。 調查人員普遍認為,這些情況應與病態建築綜合症分開考慮。

已經進行了研究以確定空氣質量問題的原因及其可能的解決方案。 近年來,儘管還有很長的路要走,但對室內空氣中存在的污染物以及導致室內空氣質量下降的因素的了解已大大增加。 過去 20 年進行的研究表明,許多室內環境中污染物的存在比預期的要高,而且,已經確定了與室外空氣中存在的污染物不同的污染物。 這與沒有工業活動的室內環境相對沒有污染物並且在最壞的情況下它們可能反映室外空氣成分的假設相矛盾。 氡和甲醛等污染物幾乎只存在於室內環境中。

室內空氣質量,包括住宅的空氣質量,已經成為一個環境健康問題,就像控制室外空氣質量和工作中暴露的情況一樣。 儘管如前所述,城市人 58% 至 78% 的時間都在室內度過,但應該記住,最易受影響的人群,即老人、小孩和病人,是大部分時間都在室內度過的人在室內。 這個主題從 1973 年左右開始特別受關注,當時由於能源危機,節能的努力集中在盡可能減少室外空氣進入室內空間,以最大限度地降低供暖和製冷成本建築物。 雖然並非所有與室內空氣質量有關的問題都是節能行動的結果,但隨著這一政策的推廣,對室內空氣質量的投訴開始增加,所有問題都出現了,這是事實。

另一個需要注意的事項是室內空氣中存在微生物,這會導致傳染性和過敏性問題。 不應忘記,微生物是生態系統的正常和重要組成部分。 例如,從環境中的死有機物質中獲取營養的腐生細菌和真菌通常存在於土壤和大氣中,在室內也可以檢測到它們的存在。 近年來,室內環境中的生物污染問題受到了相當大的關注。

1976 年爆發的軍團病是討論最多的室內環境微生物引起的疾病案例。 在室內環境中可以檢測到其他傳染性病原體,例如可引起急性呼吸道疾病的病毒,尤其是在居住密度高且空氣再循環頻繁的情況下。 事實上,微生物或其成分在多大程度上與建築相關疾病的爆發有關尚不清楚。 僅在有限程度上開發了用於證明和分析多種類型微生物製劑的協議,並且在可用的情況下,對結果的解釋有時不一致。

通風系統的各個方面

建築物的室內空氣質量是一系列變量的函數,包括室外空氣的質量、通風和空調系統的設計、該系統運行和維修的條件、建築物的分區以及室內污染物源的存在及其強度。 (見圖 2)總結一下,最常見的缺陷是通風不足、室內產生的污染和來自外部的污染。

圖 2.顯示室內和室外污染物來源的建築物示意圖。

AIR010F1

關於這些問題中的第一個,通風不足的原因可能包括: 由於空氣再循環水平高或進氣量低而導致新鮮空氣供應不足; 建築物外部空氣進氣口的位置和方向不正確; 分佈不良,因此與場所空氣混合不完全,這會產生分層、不通風區域、不可預見的壓力差,從而引起不需要的氣流,並且當人們在建築物中走動時,溫濕度特性會發生明顯的連續變化——以及不正確的過濾由於缺乏維護或過濾系統設計不當而導致的空氣污染——這種缺陷在室外空氣質量差或再循環水平高的地方尤為嚴重。

污染物的來源

室內污染有不同的來源:住戶本身; 建造建築物時使用的材料不當或材料有技術缺陷; 在其中進行的工作; 過度或不當使用普通產品(殺蟲劑、消毒劑、用於清潔和拋光的產品); 燃燒氣體(來自吸煙、廚房、自助餐廳和實驗室); 以及來自其他通風不良區域的交叉污染,然後擴散到鄰近區域並影響它們。 應該記住,考慮到可用空氣量的差異,室內空氣中排放的物質比室外空氣中排放的物質被稀釋的機會要少得多。 至於生物污染,其來源最常見的原因是存在死水、浸漬水的材料、廢氣等,以及加濕器和製冷塔的維護不當。

最後,還必須考慮來自外部的污染。 關於人類活動,可以提及三個主要來源:固定來源(發電站)的燃燒; 移動源(車輛)中的燃燒; 和工業過程。 這些來源排放的五種主要污染物是一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機化合物(包括碳氫化合物)、多環芳烴和顆粒物。 車輛內燃是一氧化碳和碳氫化合物的主要來源,也是氮氧化物的重要來源。 固定來源的燃燒是硫氧化物的主要來源。 工業過程和固定燃燒源產生了超過一半的人類活動排放到空氣中的顆粒,工業過程可能是揮發性有機化合物的來源。 還有一些自然產生的污染物通過空氣傳播,例如火山塵埃、土壤和海鹽的顆粒,以及孢子和微生物。 室外空氣的成分因地而異,這取決於附近污染源的存在和性質以及盛行風的方向。 如果沒有產生污染物的來源,“清潔”室外空氣中通常會發現的某些污染物的濃度如下:二氧化碳,320 ppm; 臭氧,0.02 ppm:一氧化碳,0.12 ppm; 一氧化氮,0.003 ppm; 和二氧化氮,0.001 ppm。 然而,城市空氣中總是含有更高濃度的這些污染物。

除了存在來自外部的污染物外,有時還會發生建築物本身的受污染空氣被排出到外部,然後通過空調系統的進氣口再次返回內部。 污染物從外部進入的另一種可能方式是通過建築物地基滲透(例如,氡、燃料蒸汽、下水道廢氣、肥料、殺蟲劑和消毒劑)。 已經表明,當室外空氣中污染物的濃度增加時,其在建築物內空氣中的濃度也會增加,儘管速度較慢(當濃度降低時獲得對應關係); 因此,據說建築物對外部污染物具有屏蔽作用。 然而,室內環境當然不能準確反映室外條件。

室內空氣中存在的污染物在進入建築物的室外空氣中被稀釋,並在建築物離開時伴隨著室外空氣。 當室外空氣中的污染物濃度低於室內空氣時,室內和室外空氣的交換將導致建築物內空氣中污染物濃度的降低。 如果污染物來自外部而不是內部,這種交換將導致其室內濃度升高,如上所述。

室內空氣中污染物數量平衡的模型基於污染物積累的計算,以質量與時間為單位,根據進入的數量加上室內產生的數量與隨空氣離開的數量加上室內產生的數量之間的差異通過其他方式消除。 如果公式中的每個因素都有合適的值,則可以估算各種條件下的室內濃度。 使用這種技術可以比較用於控制室內污染問題的不同備選方案。

與室外空氣交換率低的建築物被歸類為密封或節能建築物。 它們是節能的,因為冬天進入的冷空氣較少,減少了將空氣加熱到環境溫度所需的能量,從而降低了供暖成本。 當天氣炎熱時,用於冷卻空氣的能量也會減少。 如果建築物不具備此特性,則通過自然通風過程通過敞開的門窗進行通風。 儘管它們可能是封閉的,但由風和內部與外部之間存在的熱梯度引起的壓力差迫使空氣通過縫隙和裂縫、門窗接縫、煙囪和其他孔隙進入,從而產生所謂的滲透通風。

建築物的通風量以每小時的更新次數來衡量。 每小時更新一次是指每小時從室外進入的空氣量等於建築物的體積; 同樣,每小時有等量的室內空氣排出室外。 如果沒有強制通風(使用呼吸機),這個值很難確定,儘管它被認為在每小時 0.2 到 2.0 次更新之間變化。 如果假設其他參數不變,更新值高的建築物在室內產生的污染物濃度會更小,儘管更新值高並不能完全保證室內空氣質量。 除大氣污染明顯的地區外,較開放的建築物室內空氣中的污染物濃度低於以較封閉方式建造的建築物。 然而,更開放的建築能效更低。 能源效率和空氣質量之間的衝突非常重要。

為降低能源成本而採取的許多行動或多或少都會影響室內空氣質量。 除了降低建築物內空氣流通的速度外,提高建築物隔熱和防水的努力還涉及安裝可能成為室內污染源的材料。 其他措施,例如用加熱或消耗室內空氣的二次能源補充陳舊且經常效率低下的中央供暖系統,也會提高室內空氣中的污染物水平。

除了來自室外的污染物外,最常提到的室內空氣污染物包括金屬、石棉和其他纖維材料、甲醛、臭氧、殺蟲劑和一般有機化合物、氡、室內灰塵和生物氣溶膠。 與這些一起,可以發現各種各樣的微生物,例如真菌、細菌、病毒和原生動物。 其中,腐生真菌和細菌相對廣為人知,可能是因為有一種技術可以在空氣中測量它們。 病毒、立克次氏體、衣原體、原生動物和許多致病真菌和細菌等病原體的情況並非如此,目前尚無可用的方法論對其進行論證和計數。 在傳染性病原體中,應特別提及: 嗜肺軍團菌, 鳥分枝桿菌, 病毒, 柯氏桿菌組織胞漿菌(capsoplasma capsulatum); 在過敏原中: 枝孢, 青黴噬細胞.

調查室內空氣質量

迄今為止的經驗表明,工業衛生和供暖、通風和空調中使用的傳統技術目前在解決越來越普遍的室內空氣質量問題方面並不總能提供令人滿意的結果,儘管這些技術的基本知識可以很好地近似於快速且廉價地處理或減少問題。 室內空氣質量問題的解決往往需要一名或多名供暖、通風和空調以及工業衛生方面的專家,以及室內空氣質量控制、分析化學、毒理學、環境醫學、微生物學和流行病學方面的專家和心理學。

當對室內空氣質量進行研究時,為其設定的目標將深刻影響其設計以及針對採樣和評估的活動,因為在某些情況下需要快速響應的程序,而在其他情況下則需要總體值出於興趣。 該計劃的持續時間將取決於獲得代表性樣本所需的時間,並且還將取決於季節和氣象條件。 如果目的是進行暴露效應研究,除了用於評估峰值的長期和短期樣本外,還需要個人樣本以確定個人的直接暴露。

對於某些污染物,可以使用經過充分驗證和廣泛使用的方法,但對於大多數污染物而言,情況並非如此。 測量室內發現的許多污染物水平的技術通常源自工業衛生應用,但鑑於室內空氣中的濃度通常遠低於工業環境中的濃度,因此這些方法通常不適用。 至於大氣污染中使用的測量方法,它們在相似濃度範圍內運行,但適用於相對較少的污染物,並且在室內使用方面存在困難,例如,使用大容量採樣器確定顆粒物時會出現這種情況,一方面會太吵,另一方面會改變室內空氣本身的質量。

室內空氣中污染物的測定通常採用不同的程序:連續監測儀、全時主動採樣器、全時被動採樣器、直接採樣和個人採樣器。 目前存在用於測量甲醛、碳和氮氧化物、揮發性有機化合物和氡等水平的適當程序。 生物污染物的測量使用開放式培養板上的沉澱技術,或者現在更頻繁地使用活性系統,使空氣影響含有營養物的板,隨後進行培養,存在的微生物數量以菌落-每立方米成型單位。

當研究室內空氣質量問題時,通常會預先設計一個實用的策略,包括階段近似。 這種近似從第一階段開始,即初步調查,可以使用工業衛生技術進行。 它的結構必須使調查員無需成為室內空氣質量領域的專家即可開展工作。 根據安裝時設定的標準,對建築物進行全面檢查並檢查其安裝,特別是在供暖、通風和空調系統的調節和充分運行方面。 在這方面,重要的是要考慮受影響的人是否能夠改變他們周圍的條件。 如果建築物沒有強制通風系統,則必須研究現有自然通風的有效性程度。 如果在修訂和必要時進行調整之後,通風系統的運行條件足以滿足標準,並且儘管如此投訴仍在繼續,則必須進行一般類型的技術調查以確定問題的程度和性質. 初步調查還應評估是否可以僅從建築物的功能角度考慮問題,或者是否需要衛生、心理學或其他學科專家的干預。

如果問題在第一階段沒有被識別和解決,接下來的其他階段會涉及更專業的調查,重點是在第一階段識別的潛在問題。 隨後的調查可能包括對建築物的供暖、通風和空調系統進行更詳細的分析,對疑似排放氣體和顆粒的材料的存在進行更廣泛的評估,對建築物周圍空氣進行詳細的化學分析進行醫學或流行病學評估以檢測疾病跡象。

至於供暖、通風和空調系統,應檢查製冷設備,以確保其內沒有微生物生長或滴水盤中沒有積水,必須檢查通風裝置是否正常為了正常運行,進氣和回氣系統必須在不同的點進行檢查,以確保它們是水密的,並且必須檢查代表性數量的管道的內部以確認不存在微生物。 當使用加濕器時,最後的考慮尤為重要。 這些設備需要特別仔細的維護、操作和檢查程序,以防止微生物的生長,微生物可以在整個空調系統中繁殖。

通常考慮改善建築物室內空氣質量的選擇是消除源頭; 其絕緣或獨立通風; 將來源與可能受影響的人分開; 建築物的一般清潔; 加大采暖、通風、空調系統檢查和改造力度。 這可能需要從特定點的修改到新設計的任何事情。 該過程通常具有重複性,因此研究必須多次重新開始,每次都使用更複雜的技術。 控制技術的更詳細描述將在本文的其他地方找到 百科全書.

最後,應該強調的是,即使對室內空氣質量進行了最全面的調查,也可能無法在室內空氣的特性和成分與所研究建築物的居住者的健康和舒適度之間建立明確的關係. 只有一方面積累經驗,另一方面對建築物的通風、佔用和分區進行合理設計,才能從一開始就獲得適合大多數建築物居住者的室內空氣質量。

 

返回

星期三,三月09 2011 21:49

室內化學污染物的性質和來源

特徵化學污染物

室內空氣中的化學污染物可能以氣體和蒸汽(無機和有機)和微粒的形式出現。 它們在室內環境中的存在是從室外環境進入建築物或它們在建築物內生成的結果。 這些室內和室外來源的相對重要性因不同的污染物而異,並可能隨時間而變化。

室內空氣中常見的主要化學污染物如下:

  1. 二氧化碳(CO2),它是一種代謝產物,通常用作與室內人類存在相關的一般空氣污染水平的指標
  2. 一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx) 和二氧化硫 (SO2),它們是主要在燃料和臭氧燃燒過程中形成的無機燃燒氣體 (O3),它是污染大氣中光化學反應的產物,但也可能由一些室內源釋放
  3. 源自各種室內和室外來源的有機化合物。 室內空氣中存在數百種有機化學物質,但大多數的濃度都非常低。 這些可以根據它們的沸點進行分組,表 1 所示的一種廣泛使用的分類確定了四組有機化合物:(1) 極易揮發的有機化合物 (VVOC); (2)揮發物(VOC); (3) 半揮發性物質(SVOC); (4) 與顆粒物 (POM) 有關的有機化合物。 顆粒相有機物溶解或吸附在顆粒物質上。 根據它們的揮發性,它們可能以氣相和顆粒相存在。 例如,由兩個稠合苯環組成的多環芳烴 (PAH)(如萘)主要存在於氣相中,而由五個環組成的聚芳烴(如苯並[a]芘)主要存在於顆粒相中。

 

表 1 室內有機污染物分類

類別

產品描述

縮寫

沸程 (ºC)

實地研究中通常使用的抽樣方法

1

極易揮發(氣態)的有機化合物

揮發性有機化合物

0 至 50-100

批量抽樣; 炭吸附

2

揮發性有機化合物

VOC

50-100到240-260

吸附在 Tenax、碳分子黑或木炭上

3

半揮發性有機化合物

揮發性有機化合物

240-260到380-400

吸附在聚氨酯泡沫或 XAD-2 上

4

與顆粒物或顆粒狀有機物有關的有機化合物


POM


380


收集過濾器

 

室內空氣污染物的一個重要特徵是它們的濃度在空間和時間上的變化比室外常見的更大。 這是由於源的種類繁多、一些源的間歇性操作以及存在的各種匯。

主要來自燃燒源的污染物濃度隨時間變化很大並且是間歇性的。 由於繪畫等人類活動導致的揮發性有機化合物的間歇性釋放也會導致排放量隨時間發生巨大變化。 其他排放物,例如木製品釋放的甲醛可能會隨著建築物內溫度和濕度的波動而變化,但排放是連續的。 其他材料的有機化學物質排放可能不太依賴於溫度和濕度條件,但它們在室內空氣中的濃度會受到通風條件的很大影響。

房間內的空間變化往往不如時間變化明顯。 在建築物內,局部源的情況可能存在很大差異,例如,中央辦公室的複印機、餐廳廚房的煤氣灶和僅限指定區域的吸煙。

建築物內的來源

燃燒產生的污染物水平升高,特別是室內空間中的二氧化氮和一氧化碳,通常是由於燃燒器具未通風、通風不當或維護不善以及吸食煙草製品造成的。 未通風的煤油和燃氣空間加熱器會排放大量的 CO、CO2,沒有x,SO2、微粒和甲醛。 燃氣灶和烤箱也會將這些產品直接釋放到室內空氣中。 在正常操作條件下,通風式燃氣強制空氣加熱器和熱水器不應將燃燒產物釋放到室內空氣中。 然而,當房間因競爭性排氣系統和某些氣象條件而減壓時,有故障的設備可能會發生煙氣溢出和回燃。

環境煙草煙霧

煙草煙霧造成的室內空氣污染來自側流和呼出的主流菸霧,通常稱為環境煙草煙霧 (ETS)。 已在煙草煙霧中鑑定出數千種不同的成分,各個成分的總量因香菸類型和煙霧產生條件而異。 與ETS相關的主要化學物質是尼古丁、亞硝胺、PAHs、CO、CO2,沒有x、丙烯醛、甲醛和氰化氫。

建築材料和家具

作為室內空氣污染源而受到最大關注的材料是含有脲甲醛 (UF) 樹脂的人造板和 UF 空心牆保溫材料 (UFFI)。 這些產品釋放的甲醛導致建築物中的甲醛含量升高,這與發達國家室內空氣質量差的許多投訴有關,尤其是在 1970 世紀 1980 年代末和 2 年代初。 表 1 給出了在建築物中釋放甲醛的材料示例。 這些表明最高的排放率可能與木質產品和 UFFI 有關,這些產品通常廣泛用於建築物中。 刨花板由細小(約 6 毫米)木屑與 UF 樹脂(8 至 50 重量%)混合併壓製成木板製成。 廣泛用於地板、牆板、擱架以及櫥櫃和家具的組件。 硬木層用 UF 樹脂粘合,通常用於裝飾牆板和家具部件。 中密度纖維板 (MDF) 含有比刨花板中使用的木屑更細的木屑,並且這些木屑還與 UF 樹脂結合。 MDF 最常用於家具。 所有這些產品中甲醛的主要來源是樹脂中殘留的甲醛,這是由於樹脂製造過程中與尿素反應所需的甲醛過量。 因此,新產品的釋放量最高,下降速度取決於產品厚度、初始排放強度、其他甲醛來源的存在、當地氣候和居住者行為。 在最初的八到九個月內,排放量的初始下降率可能為 1%,隨後下降速度要慢得多。 由於 UF 樹脂的水解,可能會發生二次排放,因此在溫度和濕度升高期間排放率會增加。 製造商通過使用較低比例(即接近 1:XNUMX)的尿素與甲醛來生產樹脂並使用甲醛清除劑,從而開發出低排放材料。 監管和消費者需求導致這些產品在一些國家得到廣泛使用。

表 2. 各種建築材料家具和消費品的甲醛釋放率

 

甲醛釋放率範圍(mg/m2/日)

中密度纖維板

17,600-55,000

硬木膠合板鑲板

1,500-34,000

刨花板

2,000-25,000

脲醛泡沫保溫材料

1,200-19,200

軟木膠合板

240-720

紙製品

260-680

玻纖製品

400-470

服装

35-570

彈性地板

240

地毯

0-65

室內裝飾面料

0-7

 

建築材料和家具會釋放出範圍廣泛的其他揮發性有機化合物,這些揮發性有機化合物在 1980 年代和 1990 年代已成為人們日益關注的主題。 排放物可能是單個化合物的複雜混合物,儘管少數可能占主導地位。 對 42 種建築材料的研究確定了 62 種不同的化學物質。 這些 VOC 主要是脂肪烴和芳香烴、它們的氧衍生物和萜烯。 穩態排放濃度最高的化合物按降序排列為甲苯、 m-二甲苯、萜烯、 n-乙酸丁酯, n-丁醇, n-己烷, p-二甲苯,乙氧基乙酸乙酯, n-庚烷和 o- 二甲苯。 排放的複雜性導致空氣中的排放和濃度通常被報告為總揮發性有機化合物 (TVOC) 濃度或釋放量。 表 3 給出了一系列建築產品的 TVOC 排放率示例。 這些表明產品之間的排放存在顯著差異,這意味著如果有足夠的可用數據,可以在規劃階段選擇材料,以最大限度地減少新建建築中的 VOC 釋放。

表 3. 與各種地板和牆面覆蓋物及塗料相關的總揮發性有機化合物 (TVOC) 濃度和排放率

材料類型

濃度(毫克/立方米3)

排放率
(毫克/米
2小時)

牆紙

乙烯基和紙

0.95

0.04

乙烯基和玻璃纖維

7.18

0.30

印刷紙

0.74

0.03

牆布

黑森州

0.09

0.005

PVCa

2.43

0.10

紡織品

39.60

1.60

紡織品

1.98

0.08

地板覆蓋物

油布

5.19

0.22

合成纖維

1.62

0.12

我們的乳膠

28.40

1.40

軟膠

3.84

0.59

均質PVC

54.80

2.30

塗料

丙烯酸乳膠

2.00

0.43

清漆,透明環氧樹脂

5.45

1.30

清漆,聚氨酯,
雙組分

28.90

4.70

清漆,酸硬化

3.50

0.83

a 聚氯乙烯,聚氯乙烯。

木材防腐劑已被證明是空氣和建築物灰塵中五氯苯酚和林丹的來源。 它們主要用於戶外暴露的木材保護,也用於用於處理幹腐病和昆蟲控制的生物殺滅劑。

消費品和其他室內來源

消費品和家用產品的種類和數量不斷變化,它們的化學物質排放量取決於使用模式。 可能影響室內 VOC 水平的產品包括氣溶膠產品、個人衛生用品、溶劑、粘合劑和油漆。 表 4 說明了一系列消費品中的主要化學成分。

表 4. 消費品和其他來源的揮發性有機化合物 (VOC) 的成分和排放

資源

複合

排放率

清潔劑和
農藥

氯仿
1,2-二氯乙烷
1,1,1-三氯乙烷
四氯化碳
間二氯苯
對二氯苯
正癸烷
正十一烷

15微克/立方米2.h
1.2微克/立方米2.h
37微克/立方米2.h
71微克/立方米2.h
0.6微克/立方米2.h
0.4 微克/立方米2.h
0.2微克/立方米2.h
1.1微克/立方米2.h

蛾餅

對二氯苯

14,000微克/立方米2.h

乾洗衣服

四氯乙烯

0.5-1 毫克/米2.h

液體地板蠟

TVOC(三甲基戊烯和
十二烷異構體)

96克/平方米2.h

貼皮蠟

TVOC(蒎烯和 2-甲基-
1-丙醇)

3.3克/平方米2.h

洗滌劑

TVOC(檸檬烯、蒎烯和
月桂烯)

240 毫克/平方米2.h

人為排放

丙酮
乙醛
醋酸
甲醇

50.7 毫克/天
6.2 毫克/天
19.9 毫克/天
74.4 毫克/天

複印紙

甲醛

0.4微克/形式

蒸汽加濕器

二乙氨基乙醇,
環己胺

-

濕式複印機

2,2,4-三甲基庚烷

-

家用溶劑

甲苯、乙苯

-

脫漆劑

二氯甲烷、甲醇

-

脫漆劑

二氯甲烷、甲苯、
丙烷

-

織物保護劑

1,1,1-三氯乙烷,親
窗格,石油餾出物

-

乳膠漆

2-丙醇、丁酮、乙基-
苯,甲苯

-

房間清新劑

壬烷、癸烷、乙基-
庚烷、檸檬烯

-

淋浴水

氯仿、三氯乙烯

-

 

其他 VOC 與其他來源有關。 氯仿主要是由於分配或加熱自來水而進入室內空氣的。 液態復印機將異癸烷釋放到空氣中。 用於控制蟑螂、白蟻、跳蚤、蒼蠅、螞蟻和蟎蟲的殺蟲劑被廣泛用作噴霧劑、霧化器、粉劑、浸漬條、誘餌和寵物項圈。 化合物包括二嗪磷、對二氯苯、五氯苯酚、氯丹、馬拉硫磷、萘和艾氏劑。

其他來源包括居住者(二氧化碳和氣味)、辦公設備(揮發性有機化合物和臭氧)、黴菌生長(揮發性有機化合物、氨、二氧化碳)、污染土地(甲烷、揮發性有機化合物)以及電子空氣淨化器和負離子發生器(臭氧)。

外部環境的貢獻

表 5 顯示了英國城市地區室內空氣中出現的主要污染物類型的典型室內-室外比率以及室外空氣中測得的平均濃度。 室內空氣中的二氧化硫通常來自室外,並且來自自然和人為來源。 含硫化石燃料的燃燒和硫化礦的冶煉是對流層中二氧化硫的主要來源。 背景水平非常低(1 ppb),但在城市地區每小時最大濃度可能為 0.1 至 0.5 ppm。 二氧化硫可以通過用於通風的空氣進入建築物,並可以通過建築物結構中的小縫隙滲透。 這取決於建築物的氣密性、氣象條件和內部溫度。 一旦進入室內,進入的空氣將與室內空氣混合併被稀釋。 與建築和裝飾材料接觸的二氧化硫被吸附,這可以顯著降低室內相對於室外的濃度,特別是當室外二氧化硫水平很高時。

表 5. 英國城市室內空氣污染物的主要類型及其濃度

物質/組
物質

濃度比
室內/室外

典型的城市con-
集中度

二氧化硫

〜0.5

10-20ppb

二氧化氮

≤5-12(室內源)

10-45ppb

臭氧

0.1-0.3

15-60ppb

二氧化碳

1-10

350 PPM

一氧化碳

≤5-11(室內源)

0.2-ppm的10

甲醛

≤10

0.003 毫克/平方米3

其他有機化合物
甲苯

間和對二甲苯

1-50



5.2微克/立方米3
6.3微克/立方米3
5.6微克/立方米3

懸浮顆粒

0.5-1(不包括ETSa)
2-10(包括 ETS)

50-150微克/立方米3

a ETS,環境煙草煙霧。

氮氧化物是燃燒的產物,主要來源包括汽車尾氣、化石燃料發電站和家用空間加熱器。 一氧化氮 (NO) 相對無毒,但可被氧化成二氧化氮 (NO2), 特別是在光化學污染期間。 二氧化氮的背景濃度約為 1 ppb,但在城市地區可能達到 0.5 ppm。 在沒有不通風的燃料設備的建築物中,室外是二氧化氮的主要來源。 與二氧化硫一樣,與室外相比,內表面的吸附降低了室內濃度。

臭氧是在受污染的大氣中通過光化學反應在對流層中產生的,其產生是陽光強度和氮氧化物、活性碳氫化合物和一氧化碳濃度的函數。 在偏遠地區,背景臭氧濃度為 10 至 20 ppb,而在城市地區夏季月份可能超過 120 ppb。 由於與室內表面反應和缺乏強源,室內濃度顯著降低。

據估計,由於人為活動而釋放的一氧化碳佔北半球大氣中存在的一氧化碳的 30%。 背景水平約為 0.19 ppm,在城市地區,濃度的晝夜模式與機動車的使用有關,每小時峰值水平範圍為 3 ppm 至 50 至 60 ppm。 它是一種相對不活潑的物質,因此不會因室內表面的反應或吸附而耗盡。 因此,由於室外空氣,室內源(例如未通風的燃料設備)會增加本底水平。

有機化合物的室內-室外關係是化合物特定的,可能會隨時間變化。 對於甲醛等具有強烈室內來源的化合物,室內濃度通常占主導地位。 對於甲醛,室外濃度通常低於 0.005 mg/m3 室內濃度是室外值的十倍。 苯等其他化合物具有很強的室外來源,汽油驅動的車輛尤為重要。 苯的室內來源包括 ETS,這導致英國建築物的平均濃度比室外高 1.3 倍。 室內環境似乎不是該化合物的重要吸收槽,因此它不能防止來自室外的苯。

建築物中的典型濃度

室內環境中的一氧化碳濃度通常在 1 到 5 ppm 之間。 表 6 總結了 25 項研究報告的結果。 在環境煙草煙霧存在的情況下濃度更高,但濃度超過 15 ppm 是例外情況。

表 6. 氮氧化物(NOx) 和一氧化碳 (CO)

現場

沒有x 值(ppb)

一氧化碳平均值
(PPM)

办公室内

抽烟
控制

42-51
-

1.0-2.8
1.2-2.5

其他工作場所

抽烟
控制

NDa-82
27

1.4-4.2
1.7-3.5

交通運輸

抽烟
控制

150-330
-

1.6-33
0-5.9

餐廳和自助餐廳

抽烟
控制

5-120
4-115

1.2-9.9
0.5-7.1

酒吧和酒館

抽烟
控制

195
4-115

3-17
〜1-9.2

a ND = 未檢測到。

室內二氧化氮濃度通常為 29 至 46 ppb。 如果存在燃氣灶等特定來源,濃度可能會高得多,並且吸煙會產生可測量的影響(見表 6)。

許多 VOC 存在於室內環境中,濃度範圍約為 2 至 20 mg/m3. 圖 52,000 總結了一個美國數據庫,其中包含家庭、公共建築和辦公室中 71 種化學品的 3 條記錄。大量吸煙和/或通風不良產生高濃度 ETS 的環境可產生 50 至 200 mg/m 的 VOC 濃度3. 建築材料對室內濃度有重大貢獻,新住宅可能有更多超過 100 mg/m 的化合物3. 翻新和粉刷導致揮發性有機化合物含量顯著增加。 乙酸乙酯、1,1,1-三氯乙烷和檸檬烯等化合物的濃度可超過 20 mg/m3 在居住者活動期間以及居民離開期間,一系列 VOC 的濃度可能會降低約 50%。 已經描述了與居住者投訴相關的材料和家具導致污染物濃度升高的具體案例。 其中包括注射防潮層中的石油溶劑油、煤焦油產品中的萘、乙烯基地板中的乙基己醇和木製品中的甲醛。

圖 1. 室內場所所選化合物的每日室內濃度。

AIR030T7

建築物中存在大量單獨的 VOC,因此很難詳細說明選定化合物以外的化合物的濃度。 TVOC 的概念已被用來衡量存在的化合物的混合物。 對於 TVOC 代表的化合物範圍沒有廣泛使用的定義,但一些研究人員建議將濃度限制在 300 mg/m 以下3 應盡量減少住戶對室內空氣質量的投訴。

室內使用的殺蟲劑揮發性相對較低,濃度在每立方米微克範圍內。 揮發的化合物會污染灰塵和所有室內表面,因為它們的蒸氣壓低並且容易被室內材料吸附。 空氣中的 PAH 濃度也受它們在氣相和氣溶膠相之間的分佈的強烈影響。 居住者吸煙會對室內空氣濃度產生強烈影響。 PAH 的濃度範圍通常為 0.1 至 99 ng/m3.

 

 

返回

星期五,三月11 2011 16:26

人類一生中接觸到的大部分輻射來自外層空間的自然資源或地殼中存在的物質。 放射性物質可能從外部影響生物體,或者如果吸入或與食物一起攝入,則從內部影響生物體。 接收到的劑量可能變化很大,因為它一方面取決於人們所居住的世界區域中存在的放射性礦物質的數量——這與空氣中放射性核素的數量和發現的數量有關食品,尤其是飲用水,另一方面,某些建築材料的使用和天然氣或煤作為燃料的使用,以及所採用的建築類型和特定地區人們的傳統習慣.

今天,氡被認為是最普遍的天然輻射源。 氡連同其“子體”或由其分解形成的放射性核素,約佔人類因自然陸地來源而受到的有效等效劑量的四分之三。氡的存在與肺癌發病率的增加有關由於放射性物質在支氣管區域的沉積。

氡是一種無色、無臭、無味的氣體,重量是空氣的七倍。 兩種同位素最常出現。 一種是氡 222,一種存在於鈾 238 衰變放射性系列中的放射性核素; 它在環境中的主要來源是其前身鐳 226 所在的岩石和土壤。 另一種是釷放射性系列的氡220,其發生率低於氡222。

鈾廣泛存在於地殼中。 土壤中鐳的中值濃度約為 25 Bq/kg。 貝克勒爾 (Bq) 是國際單位制,它代表相當於每秒一次衰變的放射性核素活度單位。 地球表面大氣中氡氣的平均濃度為 3 Bq/m3,範圍為 0.1(海洋上方)至 10 Bq/m3. 含量取決於土壤的多孔性、鐳 226 的局部濃度和大氣壓力。 鑑於氡 222 的半衰期為 3.823 天,大部分劑量不是由氣體引起的,而是由氡子體引起的。

氡存在於現有材料中,並從地球各處流出。 由於其特性,它很容易在室外散佈,但它傾向於集中在封閉空間中,特別是在洞穴和建築物中,尤其是在沒有適當通風的情況下難以消除的較低空間中。 在溫帶地區,室內氡濃度估計比室外高八倍。

因此,大多數人接觸氡的情況大部分發生在建築物內。 氡的中值濃度基本上取決於土壤的地質特徵、建築物使用的建築材料以及建築物接收的通風量。

室內氡氣的主要來源是建築物所在的土壤或建築中使用的材料中存在的鐳。 其他重要來源——儘管它們的相對影響要小得多——是外部空氣、水和天然氣。 圖 1 顯示了每個來源對總數的貢獻。

圖 1. 室內環境中氡的來源。

AIR035F1

與花崗岩和浮石相比,最常見的建築材料,如木材、磚塊和煤渣塊,釋放出的氡相對較少。 然而,主要問題是在建築材料生產中使用明礬板岩等天然材料造成的。 另一個問題來源是使用處理磷酸鹽礦物的副產品、使用生產鋁的副產品、使用高爐處理鐵礦石的浮渣或爐渣,以及使用煤燃燒產生的灰燼。 此外,在某些情況下,鈾礦開采的殘餘物也用於建築。

氡可以進入底土中的水和天然氣。 用於供應建築物的水,尤其是來自深井的水,可能含有大量的氡。 如果將這種水用於烹飪,煮沸可以釋放其中所含的大部分氡。 如果飲用冷水,身體會很容易排出氣體,因此飲用這種水通常不會造成重大風險。 在沒有煙囪的爐子、加熱器和其他家用電器中燃燒天然氣也會導致室內空間,尤其是住宅中氡氣的增加。 有時浴室的問題更為嚴重,因為如果通風不足,水中和用於熱水器的天然氣中的氡就會積聚。

鑑於幾年前氡對普通人群可能產生的影響還不為人知,因此有關室內空間濃度的可用數據僅限於那些因其特點或特殊情況而對這一問題更為敏感的國家. 眾所周知的一個事實是,室內空間的濃度可能遠高於同一地區室外的濃度。 例如,在赫爾辛基(芬蘭),已發現室內空氣中的氡濃度比室外正常濃度高五千倍。 這在很大程度上可能是由於節能措施明顯有利於氡在室內空間的集中,尤其是在它們高度絕緣的情況下。 迄今為止,在不同國家和地區研究的建築物表明,建築物內發現的氡濃度呈現出接近正常對數的分佈。 值得注意的是,每個地區都有少數建築物的濃度是中位數的十倍以上。 本章“法規、建議、指南和標準”給出了室內氡氣的參考值和各組織的補救建議。

總之,防止接觸氡的主要方法是避免在本質上會向空氣中排放大量氡的區域進行施工。 在不可能的情況下,應適當密封地板和牆壁,如果建築材料含有放射性物質,則不應使用。 室內空間,尤其是地下室,應該有足夠的通風量。

 

返回

星期五,三月11 2011 16:52

煙草煙霧

1985 年,美國公共衛生署外科醫生審查了工作場所吸煙對癌症和慢性肺病的健康影響。 得出的結論是,對於大多數美國工人來說,吸煙比他們的工作環境更能導致死亡和殘疾。 然而,在工作場所控制吸煙和減少接觸有害物質是必不可少的,因為這些因素在呼吸系統疾病的誘發和發展過程中通常與吸煙協同作用。 已知有幾種職業暴露會在工人中誘發慢性支氣管炎。 這些包括暴露於煤、水泥和穀物的粉塵、二氧化矽氣溶膠、焊接過程中產生的蒸汽以及二氧化硫。 從事這些職業的工人的慢性支氣管炎常常因吸煙而加重(美國外科醫生 1985 年)。

流行病學數據清楚地表明,在這些職業中,抽煙的鈾礦工人和石棉工人患呼吸道癌症的風險明顯高於不吸煙者。 鈾和石棉與吸煙的致癌作用不僅相加,而且在誘發肺鱗狀細胞癌方面具有協同作用(美國外科醫生 1985 年;Hoffmann 和 Wynder 1976 年;Saccomanno、Huth 和 Auerbach 1988 年;Hilt 等人 1985 年)。 接觸鎳、砷、鉻酸鹽、氯甲醚和吸煙的致癌作用至少是相加的(US Surgeon General 1985;Hoffmann 和 Wynder 1976;IARC 1987a,Pershagen 等人 1981)。 人們會假設吸煙的焦爐工人比不吸煙的焦爐工人患肺癌和腎癌的風險更高; 然而,我們缺乏證實這一概念的流行病學數據 (IARC 1987c)。

本概述的目的是評估男性和女性在工作場所暴露於環境煙草煙霧 (ETS) 的毒性影響。 當然,減少工作場所吸煙將使活躍吸煙者受益,因為他們會減少工作日的香煙消費量,從而增加他們成為戒菸者的可能性; 但戒菸對那些對煙草煙霧過敏或患有肺病或心髒病的非吸煙者也有好處。

環境煙草煙霧的物理化學性質

主流和側流菸霧

ETS 被定義為室內空氣中源自煙草煙霧的物質。 雖然吸食煙斗和雪茄有助於 ETS,但香煙煙霧通常是主要來源。 ETS 是一種複合氣溶膠,主要從煙草產品的燃燒錐體中釋放出來。 這種排放稱為側流菸霧 (SS)。 在較小程度上,ETS 還包含主流菸霧 (MS) 成分,即吸煙者呼出的成分。 表 7 列出了吸入煙霧、主流菸霧和側流菸霧中主要有毒物質和致癌物質的比例(Hoffmann 和 Hecht,1990 年;Brunnemann 和 Hoffmann,1991 年;Guerin 等人,1992 年;Luceri 等人,1993 年) . 在“毒性類型”下,標有“C”的煙霧成分代表國際癌症研究機構(IARC)認可的動物致癌物。 其中包括苯、β-萘胺、4-氨基聯苯和釙-210,它們也是確定的人類致癌物 (IARC 1987a;IARC 1988)。 當吸過濾嘴香煙時,某些揮發性和半揮發性成分會被濾嘴選擇性地從 MS 中去除(Hoffmann 和 Hecht 1990)。 然而,這些化合物在未稀釋的 SS 中的含量遠高於在 MS 中的含量。 此外,那些有利於在燃燒錐的還原氣氛中悶燒期間形成的煙霧成分被釋放到 SS 中的程度遠大於釋放到 MS 中的程度。 這包括一組致癌物,如揮發性亞硝胺、煙草特有的亞硝胺 (TSNA) 和芳香胺。

表 1. 未稀釋香煙側流菸霧中的一些有毒和致瘤物質

複合

類型
毒性a

金額中
側流
每抽
捲菸

邊比-
流向主-
流菸

氣相

一氧化碳

T

26.80-61 mg

2.5-14.9

硫化羰

T

2-3 微克

0.03-0.13

1,3-丁二烯

C

200-250 微克

3.8-10.8

C

240-490 微克

8-10

甲醛

C

300-1,500 微克

10-50

丙烯醛

T

40-100 微克

8-22

3-乙烯基吡啶

T

330-450 微克

24-34

氰化氫

T

14-110 微克

0.06-0.4

C

90 ng

3

氮氧化物(NOx)

T

500-2,000 微克

3.7-12.8

N-亞硝基二甲胺

C

200-1,040 納克

12-440

N-亞硝基二乙胺

C

NDb-1,000 納克

<40

N-亞硝基吡咯烷

C

7-700 納克

4-120

顆粒相

柏油

C

14-30 mg

1.1-15.7

尼古丁

T

2.1-46 mg

1.3-21

苯酚

TP

70-250 微克

1.3-3.0

兒茶酚

產銷監管鏈

58-290 微克

0.67-12.8

2-甲苯胺

C

2.0-3.9 微克

18-70

β-萘胺

C

19-70 納克

8.0-39

4-氨基聯苯

C

3.5-6.9 納克

7.0-30

苯並(a)蒽

C

40-200 納克

2-4

苯並(a)芘

C

40-70 納克

2.5-20

喹啉

C

15-20 微克

8-11

nnc

C

0.15-1.7 微克

0.5-5.0

NNKd

C

0.2-1.4 微克

1.0-22

N-亞硝基二乙醇胺

C

43 ng

1.2

C

0.72μg

7.2

C

0.2-2.5 微克

13-30

T

6.0 ng

6.7

釙210

C

0.5-1.6 pCi

1.06-3.7

a C=致癌物; CoC=共同致癌物; T=有毒; TP=腫瘤啟動子。
b ND=未檢測到。
c 神經網絡=N'-亞硝基降菸鹼。
d NNK=4-(甲基亞硝基氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮。

室內空氣中的 ETS

儘管未稀釋的 SS 比 MS 含有更多的有毒和致癌成分,但非吸煙者吸入的 SS 會被空氣高度稀釋,並且由於某些活性物質的衰變而改變其性質。 表 8 列出了不同程度的煙草煙霧污染的室內空氣樣本中有毒和致癌物質的報告數據(Hoffmann 和 Hecht 1990;Brunnemann 和 Hoffmann 1991;Luceri 等人 1993)。 SS 的空氣稀釋度對該氣溶膠的物理特性有重大影響。 通常,各種試劑在氣相和顆粒相之間的分佈發生變化,有利於前者。 ETS 中的顆粒 (<0.2 μ) 小於 MS 中的顆粒 (~0.3 μ),SS (pH 6.8 - 8.0) 和 ETS 的 pH 水平高於 MS 的 pH (5.8 - 6.2;Brunnemann 和 Hoffmann 1974). 因此,90% 到 95% 的尼古丁存在於 ETS 的氣相中(Eudy 等人,1986 年)。 同樣,其他基本組件,如未成年人 煙草 生物鹼以及胺和氨主要存在於 ETS 的氣相中(Hoffmann 和 Hecht 1990;Guerin 等人 1992)。

表 2. 煙草煙霧污染的室內環境中的一些有毒物質和致瘤物質

污染物

活動地點

濃度/m3

一氧化氮

工作室
餐館
酒吧
自助餐廳

50-440 微克
17-240 微克
80-250 微克
2.5-48 微克

二氧化氮

工作室
餐館
酒吧
自助餐廳

68-410 微克
40-190 微克
2-116 微克
67-200 微克

氰化氫

客廳

8-122 微克

1,3-丁二烯

酒吧

2.7-4.5 微克

公共場所

20-317 微克

甲醛

客廳
酒館

2.3-5.0 微克
89-104 微克

丙烯醛

公共場所

30-120 微克

丙酮

咖啡館

910-1,400 微克

酚類(揮發性)

咖啡館

7.4-11.5 納克

N-亞硝基二甲胺

酒吧、餐廳、辦公室

<10-240 納克

N-亞硝基二乙胺

餐館

<10-30 納克

尼古丁

住宅
办公室内
公共建築

0.5-21 微克
1.1-36.6 微克
1.0-22 微克

2-甲苯胺

办公室内
有吸煙者的紙牌室

3.0-12.8 納克
16.9 ng

b-萘胺

办公室内
有吸煙者的紙牌室

0.27-0.34 納克
0.47 ng

4-氨基聯苯

办公室内
有吸煙者的紙牌室

0.1 ng
0.11 ng

苯並(a)蒽

餐館

1.8-9.3 納克

苯並(a)芘

餐館
吸煙室
客廳

2.8-760 微克
88-214 微克
10-20 微克

nna

酒吧
餐館

4.3-22.8 納克
NDb-5.7納克

NNKc

酒吧
餐館
有吸煙者的汽車

9.6-23.8 納克
1.4-3.3 納克
29.3 ng

a 神經網絡=N'-亞硝基降菸鹼。
b ND=未檢測到。
c NNK=4-(甲基亞硝基氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮。

非吸煙者吸收 ETS 的生物標誌物

儘管有相當數量的非吸煙工人在工作場所、餐廳、自己的家中或其他室內場所接觸到 ETS,但幾乎不可能估計個人對 ETS 的實際攝入量。 通過測量生理液體或呼出空氣中的特定煙霧成分或其代謝物,可以更精確地確定 ETS 暴露。 儘管已經探索了幾個參數,例如呼出空氣中的一氧化碳、血液中的碳氧血紅蛋白、唾液或尿液中的硫氰酸鹽(氰化氫的一種代謝產物),或尿液中的羥脯氨酸和 N-亞硝基脯氨酸,但實際上只有三個指標有助於估計攝入量非吸煙者的 ETS。 它們使我們能夠將被動煙霧暴露與主動吸煙者以及完全沒有接觸過煙草煙霧的非吸煙者區分開來。

最廣泛使用的非吸煙者 ETS 暴露生物標誌物是可替寧,一種主要的尼古丁代謝物。 它通過氣相色譜法或放射免疫測定法在血液或尿液中測定,並反映尼古丁通過肺和口腔的吸收。 被動吸煙者的幾毫升尿液足以通過這兩種方法中的任何一種來測定可替寧。 一般來說,被動吸煙者的可替寧水平為 5 至 10 納克/毫升尿液; 然而,對於長期接觸大量 ETS 的非吸煙者,偶爾會測量到更高的值。 在 ETS 暴露持續時間和尿液可替寧排泄之間建立了劑量反應(表 3,Wald 等人,1984 年)。 在大多數實地研究中,被動吸煙者尿液中的可替寧佔吸煙者尿液中平均濃度的 0.1% 至 0.3%; 然而,在長期暴露於高濃度 ETS 後,可替寧水平相當於活躍吸煙者尿液中測得水平的 1%(美國國家研究委員會 1986 年;IARC 1987b;美國環境保護署 1992 年)。

表 3. 根據報告的前 XNUMX 天內接觸他人煙草煙霧的小時數,非吸煙者的尿液可替寧

暴露時間

五分位數

限制(小時)

聯繫電話

尿可替寧(平均值±標準偏差)
(毫微克/毫升)
a

1

0.0-1.5

43

2.8± 3.0

2

1.5-4.5

47

3.4± 2.7

3

4.5-8.6

43

5.3± 4.3

4日

8.6-20.0

43

14.7± 19.5

5日

20.0-80.0

45

29.6± 73.7

全部

0.0-80.0

221

11.2± 35.6

a 隨著暴露增加的趨勢是顯著的 (p<0.001)。

資料來源:基於 Wald 等人。 1984.

從煙草煙霧轉移到 ETS 的人類膀胱致癌物 4-氨基聯苯已被檢測為被動吸煙者的血紅蛋白加合物,其濃度高達吸煙者平均加合物水平的 10%(Hammond 等人,1993 年)。 尼古丁衍生致癌物 1-(甲基亞硝基氨基)-4-(1-吡啶基)-3-丁酮 (NNK) 的代謝物平均水平的 1% 已被測量,該物質存在於吸煙者的尿液中在測試實驗室中暴露於高濃度 SS 的非吸煙者的尿液中(Hecht 等人,1993 年)。 儘管後一種生物標誌物方法尚未應用於實地研究,但它有望成為非吸煙者暴露於菸草特異性肺癌致癌物的合適指標。

環境煙草煙霧與人類健康

癌症以外的疾病

產前接觸 MS 和/或 ETS 以及產後早期接觸 ETS 會增加兒童在出生後第一年發生病毒性呼吸道感染並發症的可能性。

科學文獻包含來自不同國家的數十份臨床報告,報告父母吸煙的孩子,尤其是兩歲以下的孩子,表現出過多的急性呼吸道疾病(美國環境保護署 1992 年;美國外科醫生 1986 年;麥地那等人,1988 年;里德爾等人,1989 年)。 幾項研究還描述了接觸父母香煙煙霧的兒童中耳感染的增加。 由 ETS 引起的中耳積液患病率增加導致幼兒因手術干預而住院的人數增加(美國環境保護署 1992 年;美國外科醫生 1986 年)。

近年來,充分的臨床證據得出的結論是,被動吸煙與那些已經患有該病的兒童哮喘的嚴重程度增加有關,並且最有可能導致兒童新發哮喘病例(美國環境保護署 1992 年) ).

1992 年,美國環境保護署 (1992) 對暴露於 ETS 的成年非吸煙者的呼吸道症狀和肺功能研究進行了批判性審查,得出結論認為被動吸煙對非吸煙成人的呼吸系統健康具有微妙但具有統計學意義的影響。

對關於被動吸煙對工人呼吸系統疾病或冠狀動脈疾病的影響的文獻的搜索顯示只有少數研究。 在工作場所(辦公室、銀行、學術機構等)接觸 ETS 十年或更長時間的男性和女性肺功能受損(White 和 Froeb,1980 年;Masi 等人,1988 年)。

肺癌

1985 年,國際癌症研究機構 (IARC) 審查了非吸煙者被動接觸煙草煙霧與肺癌的關係。 儘管在某些研究中,每位報告 ETS 暴露的非吸煙肺癌患者都接受了個人訪談並提供了詳細的暴露信息(美國國家研究委員會 1986 年;美國環保署 1992 年;美國外科醫生 1986 年;Kabat 和 Wynder 1984),但IARC 得出結論:

迄今為止對非吸煙者的觀察與“被動”吸煙增加的風險或沒有風險相一致。 然而,了解側流和主流菸霧的性質、“被動”吸煙過程中吸收的物質以及暴露於致癌物時通常觀察到的劑量與效應之間的定量關係,可以得出這樣的結論:被動吸煙會引起一些患癌症的風險(國際癌症研究機構 1986 年)。

因此,支持 ETS 會引起某些癌症風險這一概念的實驗數據與流行病學數據之間存在明顯的二分法,而流行病學數據對於 ETS 暴露和癌症並不是決定性的。 如前所述,包括生物標誌物研究在內的實驗數據進一步強化了 ETS 致癌的概念。 我們現在將討論自引用的 IARC 報告以來已完成的流行病學研究在多大程度上有助於澄清 ETS 肺癌問題。

根據早期的流行病學研究,以及 30 年之後報導的大約 1985 項研究,非吸煙者接觸 ETS 構成肺癌的危險因素小於 2.0,相對於沒有顯著接觸 ETS 的非吸煙者的風險(美國環境部保護局 1992 年;Kabat 和 Wynder 1984 年;IARC 1986 年;Brownson 等人 1992 年;Brownson 等人 1993 年)。 這些流行病學研究很少(如果有的話)符合環境或職業因素與肺癌之間關聯的因果關係標準。 滿足這些要求的標準是:

  1. 建立良好的關聯度(風險因素≥3)
  2. 多項研究觀察結果的可重複性
  3. 暴露持續時間和影響之間的一致性
  4. 生物學合理性。

 

流行病學數據的主要不確定性之一在於通過詢問病例和/或其近親獲得的關於病例吸煙習慣的答案的可靠性有限。 似乎病例和對照提供的父母和配偶吸煙史之間通常存在一致性; 然而,吸煙持續時間和強度的一致率較低(Brownson 等人,1993 年;McLaughlin 等人,1987 年;McLaughlin 等人,1990 年)。 一些調查人員質疑從個人那裡獲得的有關其吸煙狀況的信息的可靠性。 在德國南部進行的大規模調查就是例證。 隨機選擇的研究人群包括 3,000 多名男性和女性,年齡從 25 歲到 64 歲不等。 這些人在 1984-1985 年、1987-1988 年和 1989-1990 年被詢問了 20 次吸煙習慣,每次都收集每個先證者的尿液並分析可替寧。 那些被發現每毫升尿液中含有超過 800 納克可替寧的志願者被認為是吸煙者。 在 6.3 名自稱不吸煙的戒菸者中,在測試的三個時間段內,分別有 6.5%、5.2% 和 20% 的可替寧水平高於 0.5 ng/ml。 自稱從不吸煙的人,根據可替寧分析被確定為實際吸煙者,分別佔 1.0%、0.9% 和 1993%(Heller 等人,XNUMX 年)。

通過問卷調查獲得的數據的可靠性有限,以及在工作場所未接觸致癌物質的非吸煙肺癌患者的數量相對有限,這表明需要進行前瞻性流行病學研究並評估生物標誌物(例如,可替寧,多核芳烴的代謝物和/或尿液中 NNK 的代謝物),以對非自願吸煙與肺癌之間的因果關係問題進行結論性評估。 雖然此類生物標誌物的前瞻性研究是一項重大任務,但它們對於回答具有重大公共衛生影響的暴露問題至關重要。

環境煙草煙霧和職業環境

儘管流行病學研究迄今尚未證明 ETS 暴露與肺癌之間存在因果關係,但仍然非常需要保護工作場所的工人免受環境煙草煙霧的暴露。 這一概念得到以下觀察結果的支持,即非吸煙者在工作場所長期接觸 ETS 會導致肺功能下降。 此外,在接觸致癌物質的職業環境中,非自願吸煙可能會增加患癌症的風險。 在美國,環境保護署將 ETS 列為 A 組(已知人類)致癌物; 因此,美國法律要求保護員工免受 ETS 的影響。

可以採取多種措施來保護非吸煙者免受 ETS 的影響:禁止在工作場所吸煙,或至少盡可能將吸煙者與非吸煙者分開,並確保吸煙者的房間有單獨的排氣系統。 最有價值和迄今為止最有前途的方法是幫助吸煙的員工戒菸。

工作場所可以為實施戒菸計劃提供極好的機會; 事實上,大量研究表明,工作場所項目比基於診所的項目更成功,因為雇主贊助的項目在本質上更加激烈,並且它們提供經濟和/或其他激勵措施(美國外科醫生 1985)。 還表明,如果不努力將工人轉變為戒菸者,就無法消除與職業有關的慢性肺病和癌症。 此外,工作場所的干預措施,包括戒菸計劃,可以在減少員工的某些心血管危險因素方面產生持久的變化(Gomel 等人,1993 年)。

我們非常感謝 Ilse Hoffmann 的編輯協助以及 Jennifer Johnting 對這份手稿的準備。 這些研究得到了美國國家癌症研究所的 USPHS Grants CA-29580 和 CA-32617 的支持。

 

返回

星期五,三月11 2011 16:56

吸煙規定

關於採取行動減少煙草使用,政府應該記住,雖然人們自己決定是否應該戒菸,但政府有責任採取一切必要措施鼓勵他們戒菸。 許多國家的立法者和政府採取的措施一直優柔寡斷,因為雖然減少煙草使用無疑是公共衛生方面的改善——隨之而來的是節省公共衛生支出——但會出現一系列的經濟損失和混亂許多部門,至少是臨時性的。 國際衛生和環境組織和機構在這方面可以施加的壓力非常重要,因為許多國家可能會因為經濟問題而減少禁止使用煙草的措施——尤其是在煙草是重要收入來源的情況下。

本文簡要介紹了一個國家可以採取的減少吸煙的監管措施。

香煙包裝上的警告

許多國家首先採取的措施之一是要求在香煙包裝上顯著地標示吸煙嚴重損害吸煙者健康的警示語。 這一警告的目的與其說是對吸煙者產生立竿見影的效果,不如說是表明政府對這個問題的關注,它正在營造一種心理氛圍,有利於採取以後的措施,否則這些措施將被認為是激進的由吸煙人口。

一些專家主張在雪茄和煙斗煙草上加入這些警告。 但更普遍的意見是,這些警告是不必要的,因為使用這種煙草的人通常不會吸入煙霧,而延長這些警告將更有可能導致忽視整個信息。 這就是為什麼普遍認為警告應僅適用於香煙包裝的原因。 目前尚未考慮提及二手煙,但這不是一個應該放棄的選擇。

公共場所禁煙令

禁止在公共場所吸煙是最有效的監管手段之一。 這些禁令可以顯著減少接觸二手煙的人數,此外還可以減少吸煙者的日常香煙消費量。 酒店、餐廳、娛樂設施、舞廳、劇院等公共場所的業主普遍抱怨這些措施會導致客戶流失。 然而,如果政府全面實施這些措施,客戶流失的負面影響只會出現在第一階段,因為人們最終會適應新情況。

另一種可能性是為吸煙者設計特定的空間。 將吸煙者與非吸煙者分開應該是有效的,以便獲得預期的好處,建立防止非吸煙者吸入煙草煙霧的障礙。 因此,隔離必須是物理的,如果空調系統使用循環空氣,吸煙區的空氣不應與非吸煙區的空氣混合。 因此,為吸煙者創造空間意味著建築和分隔費用,但對於那些想要為吸煙公眾服務的人來說可能是一個解決方案。

除了因可能發生爆炸或火災而出於安全原因而明顯禁止吸煙的地方外,還應該有一些區域——例如醫療保健和體育設施、學校和日託中心——即使沒有安全措施也不允許吸煙。那種風險。

工作場所吸煙限制

鑑於上述情況,也可考慮在工作場所限制吸煙。 政府和企業主以及工會可以製定減少工作場所煙草使用的計劃。 減少工作場所吸煙的運動通常是成功的。

建議盡可能創建非吸煙區,以製定禁止使用煙草的政策,並支持那些捍衛不成為二手煙者權利的人。 如果吸煙者和非吸煙者之間發生衝突,法規應始終允許非吸煙者佔上風,並且在無法將他們分開時,應向吸煙者施壓,要求其在工作站戒菸。

除了出於健康或安全原因應禁止吸煙的地方外,工作場所化學污染的影響與煙草煙霧之間協同作用的可能性在其他地區也不應被忽視。 毫無疑問,這些考慮的重要性將導致吸煙限制的廣泛擴展,尤其是在工業工作場所。

對煙草的更大經濟壓力

政府用來遏製菸草使用的另一個監管工具是徵收更高的稅,主要是對捲菸徵稅。 該政策旨在降低煙草消費,這將證明煙草價格與其消費之間的反比關係是合理的,並且可以在比較不同國家的情況時進行衡量。 如果預先警告人們煙草使用的危險並告知需要停止消費,它就被認為是有效的。 煙草價格上漲可能是戒菸的動力。 然而,這項政策有許多反對者,他們的批評基於下面簡要提到的論點。

首先,根據許多專家的說法,由於財政原因煙草價格上漲之後會暫時減少煙草的使用,隨後隨著吸煙者習慣新的煙草消費水平逐漸恢復到以前的消費水平價格。 換句話說,吸煙者接受煙草價格上漲的方式與人們習慣其他稅收或生活成本上漲的方式非常相似。

其次,還觀察到吸煙者習慣的轉變。 當價格上漲時,他們往往會尋找質量較差的廉價品牌,而這些品牌也可能對他們的健康構成更大的風險(因為它們缺少過濾器或焦油和尼古丁含量較高)。 這種轉變甚至可能導致吸煙者採用自製香煙的做法,這將完全消除控制該問題的任何可能性。

第三,許多專家認為,此類措施往往會強化政府接受煙草及其消費作為另一種徵稅手段的信念,從而導致自相矛盾的信念,即政府真正想要的是人們吸煙是為了通過對煙草徵收特別稅來收取更多的錢。

限制宣傳

政府用來減少煙草消費的另一種武器是限製或乾脆禁止對該產品的任何宣傳。 政府和許多國際組織製定了禁止在某些領域宣傳煙草的政策,例如體育(至少某些體育運動)、醫療保健、環境和教育。 這項政策具有無可置疑的好處,當它消除了在可能養成吸煙習慣的年輕人影響的環境中的宣傳時,這一點尤其有效。

鼓勵人們戒菸的公共項目

事實證明,將禁煙運動作為一種正常做法,提供充足的資金和組織,作為某些領域(例如工作領域)的行為準則,非常成功。

教育吸煙者的運動

作為上述內容的補充,教育吸煙者使他們“更好地”吸煙並減少捲菸消費是政府減少煙草使用對人口健康的不利影響的另一種途徑。 這些努力應該針對減少香煙的日常消費量,盡可能地抑製菸霧的吸入,不吸煙蒂(煙頭的毒性會隨著煙頭的增加而增加),不保留香煙穩定地在嘴唇上,並採用低焦油和尼古丁品牌的偏好。

這類措施顯然不會減少吸煙者的數量,但確實會減少吸煙者因吸煙習慣而受到的傷害。 有人反對這種補救措施,因為它可能給人以吸煙本質上並不是壞習慣的印象,因為吸煙者被告知如何最好地吸煙。

結語

不同政府的監管和立法行動緩慢且不夠有效,特別是考慮到由於菸草使用引起的問題而需要採取的行動。 通常情況下是因為實施此類措施的法律障礙、反對不正當競爭的論據,甚至是保護個人吸煙權。 法規的使用進展緩慢,但仍然穩定。 另一方面,應牢記主動吸煙者與二手煙或被動吸煙者之間的區別。 所有有助於戒菸或至少有效減少日常消費的措施都應針對吸煙者; 應該用所有的法規來抵制這種習慣。 應向被動吸煙者提供所有可能的論據,以支持他或她不吸入煙草煙霧的權利,並捍衛在家中、工作和娛樂中享受無菸環境的權利。

 

返回

星期五,三月11 2011 16:58

測量和評估化學污染物

從污染的角度來看,非工業環境中的室內空氣顯示出多種特徵,這些特徵將其與室外或大氣空氣以及工業工作場所的空氣區分開來。 除了大氣中發現的污染物外,室內空氣還包括由建築材料和建築物內發生的活動產生的污染物。 室內空氣中的污染物濃度往往與室外空氣中的濃度相同或更低,具體取決於通風情況; 建築材料產生的污染物通常與室外空氣中的污染物不同,而且濃度很高,而建築物內部活動產生的污染物取決於此類活動的性質,可能與室外空氣中的污染物相同,因為對於 CO 和 CO2.

出於這個原因,在非工業內部空氣中發現的污染物數量多且變化多端,濃度水平低(除非有重要的產生源); 它們根據大氣/氣候條件、建築物的類型或特徵、通風和在其中進行的活動而有所不同。

分析

用於衡量室內空氣質量的許多方法都源於工業衛生和室外空氣進入的測量。 儘管世界衛生組織和美國環境保護署等一些組織正在這一領域進行研究,但很少有專門針對此類測試進行驗證的分析方法。 另一個障礙是在處理長期暴露於低濃度污染物時,缺乏關於暴露-效應關係的信息。

用於工業衛生的分析方法旨在測量高濃度,並且沒有針對許多污染物進行定義,而室內空氣中污染物的數量可能很大且變化多端,濃度水平可能很低,但某些情況除外。 工業衛生中使用的大多數方法都是基於取樣和分析; 如果考慮以下幾個因素,這些方法中的許多方法都可以應用於室內空氣: 將方法調整到典型濃度; 在不損害精度的情況下提高靈敏度(例如,增加測試的空氣量); 並驗證它們的特異性。

用於測量室外空氣中污染物濃度的分析方法與用於測量室內空氣的方法類似,因此有些方法可以直接用於室內空氣,有些則可以很容易地進行調整。 然而,重要的是要記住,有些方法是為直接讀取一個樣本而設計的,而其他方法則需要笨重且有時噪音很大的儀器,並且使用大量的採樣空氣可能會扭曲讀數。

計劃閱讀

工作場所環境控制領域的傳統程序可用於改善室內空氣質量。 它包括識別和量化問題,提出糾正措施,確保這些措施得到實施,然後在一段時間後評估其有效性。 這種通用程序並不總是最合適的,因為通常不需要進行如此詳盡的評估,包括採集許多樣本。 探索性措施的範圍從目視檢查到通過直接讀取方法分析環境空氣,並且可以提供污染物的近似濃度,足以解決許多現有問題。 一旦採取了糾正措施,就可以通過第二次測量來評估結果,只有在沒有明顯的改進證據時,才能進行更徹底的檢查(深入測量)或進行完整的分析研究(瑞典工作環境基金 1988)。

與更傳統的程序相比,這種探索程序的主要優點是經濟、速度​​和有效性。 它需要有能力和有經驗的人員以及使用合適的設備。 圖 1 總結了此過程不同階段的目標。

圖 1. 規劃探索性評估的讀數。

AIR050T1

抽樣策略

只有在探索性測量沒有給出積極結果,或者需要對初始測試進行進一步評估或控制時,才應將室內空氣質量的分析控製作為最後的手段。

假設先前對污染源和污染物類型有一些了解,樣本,即使數量有限,也應該代表所研究的各種空間。 抽樣應該計劃回答什麼問題? 如何? 在哪裡? 什麼時候?

事件

必須事先確定所涉及的污染物,並牢記可以獲得的不同類型的信息,應該決定是否 排放 or 入射 測量。

室內空氣質量排放測量可以確定不同污染源、氣候條件、建築物特性和人為乾預的影響,從而使我們能夠控製或減少排放源並改善室內空氣質量。 進行此類測量有不同的技術:在排放源附近放置一個收集系統,定義一個有限的工作區域並研究排放,就好像它們代表一般工作條件一樣,或者在模擬條件下工作應用依賴於頭部空間措施。

排放測量使我們能夠確定建築物不同分隔區域的室內空氣污染水平,從而可以繪製整個結構的污染圖。 使用這些測量值並確定人們開展活動的不同區域併計算他們在每項任務上花費的時間,將有可能確定暴露水平。 另一種方法是讓個別工人在工作時佩戴監控設備。

如果污染物的數量很多且種類繁多,那麼選擇一些具有代表性的物質可能更實用,這樣讀數才具有代表性並且不會太昂貴。

竊聽手機有多容易?

選擇要進行的讀數類型將取決於可用的方法(直接讀數或取樣和分析)和測量技術:發射或入射。

當:

所選擇的位置應該是獲取樣品最合適和最具代表性的位置。 這需要了解正在研究的建築物:它相對於太陽的方向、它接受直射陽光的小時數、樓層數、分隔類型、通風是自然通風還是強制通風、窗戶是否可以打開、等等。 知道投訴的來源和問題也是必要的,例如是發生在高層還是低層,或靠近或遠離窗戶的地方,或通風或照明不佳的地方,在其他地點。 將根據與上述標準有關的所有可用信息來選擇抽取樣本的最佳地點。

时间

決定何時獲取讀數將取決於空氣污染物濃度隨時間的變化情況。 污染可能在早上、工作日或一天結束時檢測到; 它可能在一周的開始或結束時被檢測到; 在冬天或夏天; 空調開啟或關閉時; 以及其他時候。

要正確解決這些問題,必須了解給定室內環境的動態。 還需要了解所採取測量的目標,這將基於正在調查的污染物類型。 室內環境的動態受到污染源的多樣性、所涉及空間的物理差異、分區類型、所使用的通風和氣候控制類型、外部大氣條件(風、溫度、季節等)的影響。 ),以及建築物的特徵(窗戶數量、朝向等)。

測量的目標將決定是按短間隔還是長間隔進行採樣。 如果認為給定污染物對健康的影響是長期的,則應測量長期的平均濃度。 對於具有急性但非累積效應的物質,短期測量就足夠了。 如果懷疑持續時間短的強烈排放,則需要在短時間內頻繁採樣以檢測排放時間。 然而,不容忽視的事實是,在許多情況下,所用採樣方法類型的可能選擇可能取決於可用或所需的分析方法。

如果在考慮了所有這些問題之後還不夠清楚問題的根源是什麼,或者問題何時出現頻率最高,則必須隨機決定何時何地採集樣本,計算樣本數量預期可靠性和成本的函數。

測量技術

可用於採集室內空氣樣本並進行分析的方法可分為兩種類型:涉及直接讀數的方法和涉及採集樣本供以後分析的方法。

直讀法是同時進行取樣和測量污染物濃度的方法; 它們速度很快,測量是即時的,可以以相對較低的成本獲得精確的數據。 該組包括 比色管特定監視器.

比色管的使用基於特定反應物與給定污染物接觸時顏色的變化。 最常用的是包含固體反應物的管子,並使用手動泵將空氣吸入其中。 用比色管評估室內空氣質量僅對探索性測量和測量零星排放有用,因為它們的靈敏度通常很低,除了一些污染物,如 CO 和 CO2 可以在室內空氣中以高濃度找到。 重要的是要記住,這種方法的精度很低,而且來自意外污染物的干擾通常是一個因素。

在特定監測器的情況下,污染物檢測基於物理、電學、熱學、電磁學和化學電磁學原理。 大多數這種類型的監測器可用於進行短期或長期的測量,並獲得給定地點的污染概況。 它們的精度由各自的製造商確定,正確使用需要通過受控氣氛或經過認證的氣體混合物進行定期校準。 監視器變得越來越精確,它們的靈敏度也越來越精細。 許多都有內置存儲器來存儲讀數,然後可以將讀數下載到計算機以創建數據庫並輕鬆組織和檢索結果。

抽樣方法和分析可分為 積極 (或動態)和 被動, 取決於技術。

使用主動系統,可以通過強制空氣通過捕獲污染物的收集裝置來收集這種污染物,從而濃縮樣品。 這是通過放置在起泡器中或浸漬到多孔材料上的過濾器、吸附劑固體和吸收劑或反應性溶液來實現的。 然後強制空氣通過並分析污染物或其反應產物。 對於使用有源系統採樣的空氣進行分析,需要固定劑、用於移動空氣的泵和用於直接或通過使用流量和持續時間數據測量採樣空氣體積的系統。

採樣空氣的流量和體積在參考手冊中指定,或者應通過先前的測試確定,並且取決於所用吸收劑或吸附劑的數量和類型、被測量的污染物、測量類型(排放或吸收) ) 和採樣期間環境空氣的狀況(濕度、溫度、壓力)。 通過降低攝入率或通過直接或串聯增加使用的固定劑的量來增加收集的功效。

另一種類型的主動採樣是直接捕獲袋子或任何其他惰性和不可滲透容器中的空氣。 這種類型的樣品採集用於某些氣體(CO、CO2, H2所以2) 並且在污染物類型未知時可用作探索性措施。 缺點是如果不濃縮樣品,靈敏度可能會不足,可能需要進一步的實驗室處理以增加濃度。

被動系統通過擴散或滲透到基底上來捕獲污染物,該基底可以是固體吸附劑,可以單獨使用或用特定反應物浸漬。 這些系統比有源系統更方便、更易於使用。 他們不需要泵來採集樣本,也不需要訓練有素的人員。 但是捕獲樣本可能需要很長時間,而且結果往往只能提供中等濃度水平。 該方法不能用於測量峰濃度; 在這些情況下,應改用主動系統。 要正確使用被動系統,了解每種污染物的捕獲速度非常重要,這取決於氣體或蒸汽的擴散係數以及監測器的設計。

表 1 顯示了每種採樣方法的顯著特徵,表 2 概述了用於收集和分析最重要的室內空氣污染物樣本的各種方法。

表 1. 取樣方法

特徵:

活躍

被動

直讀

定時間隔測量

+

 

+

長期測量

 

+

+

監控

   

+

樣品濃度

+

+

 

發射測量

+

+

+

排放測量

+

+

+

即時響應

   

+

+ 表示給定的方法適用於測量方法或所需的測量標準。

表 2 室內空氣中氣體的檢測方法

污染物

直讀

方法

分析

 

擴散捕獲

集中捕捉

直接捕獲

 

一氧化碳

電化學電池
紅外光譜

   

袋子或惰性容器

GCa

臭氧

化學發光

 

起泡器

 

紫外 - 可見b

二氧化硫

電化學電池

 

起泡器

 

紫外 - 可見

二氧化氮

化學發光
電化學電池

過濾器浸漬
反應物

起泡器

 

紫外 - 可見

二氧化碳

紅外光譜

   

袋子或惰性容器

GC

甲醛

-

過濾器浸漬
反應物

起泡器
吸附固體

 

HPLCc
極譜法
紫外 - 可見

揮發性有機化合物

便攜式氣相色譜儀

吸附固體

吸附固體

袋子或惰性容器

氣相色譜(ECDd-FIDe-NPDf-PIDg)
GC-MSh

農藥

-

 

吸附固體
起泡器
篩選
組合

 

氣相色譜(ECD-FPD-NPD)
氣相電鏡

顆粒物

-

光學傳感器

篩選

撞擊
氣旋

重量分析法
顯微鏡

— = 方法不適用於污染物。
a GC = 氣相色譜法。
b UV-Vis = 可見紫外分光光度法。
c HPLC = 高精度液相色譜法。
d CD = 電子捕獲檢測器。
e FID = 火焰、電離檢測器。
f NPD = 氮/磷檢測器。
g PID = 光電離檢測器。
h MS = 質譜法。

選擇方法

要選擇最佳採樣方法,首先應確定所研究污染物的有效方法是否存在,並確保有適當的儀器和材料可用於收集和分析污染物。 人們通常需要知道他們的成本是多少,這項工作所需的靈敏度,以及在給定所選方法的情況下可能干擾測量的因素。

在評估用於分析樣品的方法時,對希望測量的最低濃度的估計非常有用。 所需的最低濃度與在所用方法指定的條件下可以收集的污染物量直接相關(即,用於捕獲污染物的系統類型或採樣持續時間和空氣採樣量)。 這個最小量決定了用於分析的方法所需的靈敏度; 它可以根據文獻中針對特定污染物或一組污染物的參考數據計算得出,前提是它們是通過與將要使用的方法類似的方法得出的。 例如,如果發現碳氫化合物濃度為 30 (mg/m3) 在所研究的區域中很常見,所使用的分析方法應該能夠輕鬆測量這些濃度。 如果樣品是用一管活性炭在四小時內以每分鐘 0.5 升的流量獲得的,則樣品中收集的碳氫化合物的數量是通過將物質的流速乘以監測的時間段來計算的。 在給定的示例中,這等於:

碳氫化合物  

任何要求樣品中碳氫化合物含量低於 3.6 μg 的碳氫化合物檢測方法均可用於此應用。

另一個估計值可以根據作為被測污染物的室內空氣允許限值的最大限值計算得出。 如果這些數字不存在,並且不知道室內空氣中的常見濃度,也不知道污染物排放到空間中的速率,則可以根據可能對健康產生負面影響的污染物的潛在水平使用近似值. 所選擇的方法應該能夠測量 10% 的既定限值或可能影響健康的最小濃度。 即使所選擇的分析方法具有可接受的靈敏度,也有可能發現低於所選方法檢測下限的污染物濃度。 在計算平均濃度時應牢記這一點。 例如,如果十個讀數中有三個讀數低於檢測限,則應計算兩個平均值,一個為這三個讀數分配零值,另一個為它們指定最低檢測限,從而產生最小平均值和最大平均值。 真正的測量平均值將在兩者之間找到。

分析程序

室內空氣污染物的數量很大,而且濃度很低。 可用的方法基於用於監測室外、大氣、空氣和工業環境中空氣質量的適應方法。 將這些方法用於室內空氣分析意味著改變所尋求的濃度範圍,在方法允許的情況下,使用更長的採樣時間和更大量的吸收劑或吸附劑。 當所有這些更改不會導致可靠性或精度損失時,它們都是適當的。 測量污染物的混合物通常很昂貴,而且獲得的結果也不精確。 在許多情況下,所有將被確定的將是污染概況,該概況將表明採樣間隔期間的污染水平,與清潔空氣、室外空氣或其他室內空間相比。 直讀式監測器用於監測污染情況,如果它們噪音太大或太大,則可能不適合。 正在設計更小、更安靜、精度和靈敏度更高的監視器。 表 3 概述了用於測量不同類型污染物的方法的當前狀態。

表 3. 用於分析化學污染物的方法

污染物

直讀顯示器a

採樣和分析

一氧化碳

+

+

二氧化碳

+

+

二氧化氮

+

+

甲醛

-

+

二氧化硫

+

+

臭氧

+

+

揮發性有機化合物

+

+

農藥

-

+

顆粒

+

+

a ++ = 最常用; + = 不太常用; – = 不適用。

氣體分析

活性方法是氣體分析中最常見的方法,使用吸收劑溶液或吸附劑固體,或者直接用袋子或其他惰性密封容器採集空氣樣本。 為了防止部分樣品的損失和提高讀數的準確性,樣品的體積必須比其他類型的污染少,所用吸收劑或吸附劑的量應多。 還應注意運輸和儲存樣品(將其保持在低溫下)並儘量縮短樣品測試前的時間。 直讀法被廣泛用於測量氣體,因為現代監測儀的性能有了很大提高,比以前更靈敏、更精確。 由於它們的易用性以及所提供信息的級別和類型,它們正越來越多地取代傳統的分析方法。 表 4 顯示了在給定採樣和分析方法的情況下所研究的各種氣體的最低檢測水平。

表 4. 用於評估室內空氣質量的監測器對某些氣體的較低檢測限

污染物

直讀顯示器a

取樣和
主動/被動分析

一氧化碳

1.0 PPM

0.05 PPM

二氧化氮

2ppb

1.5 ppb(1 週)b

臭氧

4ppb

5.0ppb

甲醛

 

5.0 ppb(1 週)b

a 使用紅外光譜的二氧化碳監測儀總是足夠靈敏。
b 被動監測器(曝光時間)。

這些氣體是室內空氣中的常見污染物。 它們是通過使用直接通過電化學或紅外方式檢測它們的監視器來測量的,即使紅外檢測器不是很靈敏。 它們也可以通過直接用惰性袋採集空氣樣本並使用火焰離子化檢測器通過氣相色譜分析樣本來測量,首先通過催化反應將氣體轉化為甲烷。 熱傳導檢測器通常足夠靈敏,可以測量正常濃度的 CO2.

二氧化氮

已經開發出檢測二氧化氮、NO2, 在室內空氣中使用被動監測器並採集樣本供以後分析,但這些方法存在靈敏度問題,有望在未來得到克服。 最著名的方法是 Palmes 管,其檢測限為 300 ppb。 對於非工業情況,採樣應至少持續五天,以獲得 1.5 ppb 的檢測限,這是一周暴露的空白值的三倍。 基於 NO 之間的化學發光反應,還開發了實時測量的便攜式監測器2 和反應物魯米諾,但通過該方法獲得的結果會受到溫度的影響,其線性和靈敏度取決於所用魯米諾溶液的特性。 具有電化學傳感器的監測器具有更高的靈敏度,但會受到含硫化合物的干擾(Freixa 1993)。

二氧化硫

分光光度法用於測量二氧化硫,SO2, 在室內環境中。 空氣樣品通過四氯汞酸鉀溶液鼓泡形成穩定的複合物,然後在與副玫瑰苯胺反應後用分光光度法測量。 其他方法是基於火焰光度法和脈動紫外熒光法,也有基於在光譜分析之前推導測量值的方法。 這種已用於室外空氣監測器的檢測類型不適用於室內空氣分析,因為缺乏特異性,而且許多此類監測器需要通風系統來消除它們產生的氣體。 因為 SO 的排放2 已經大大減少並且它不被認為是室內空氣的重要污染物,用於檢測它的監測器的開發也沒有太大進展。 然而,市場上有便攜式儀器可以檢測 SO2 基於副玫瑰苯胺的檢測 (Freixa 1993)。

臭氧

臭氧,O3, 只能在室內環境中持續產生的特殊情況下發現,因為它會迅速衰減。 它通過直讀法、比色管和化學發光法測量。 它也可以通過工業衛生中使用的方法檢測,這些方法可以很容易地適用於室內空氣。 用中性介質中的碘化鉀吸收劑溶液獲取樣品,然後進行分光光度分析。

甲醛

甲醛是室內空氣的重要污染物,由於其化學和毒性特性,建議進行個體化評估。 檢測空氣中甲醛的方法有多種,所有方法都是基於取樣進行後續分析,採用活性固定或擴散法。 最合適的捕獲方法將取決於所用樣品的類型(發射或註入)和分析方法的靈敏度。 傳統方法的基礎是通過蒸餾水或 1°C 的 5% 硫酸氫鈉溶液鼓泡空氣獲取樣品,然後用熒光光譜法對其進行分析。 樣品儲存時,也應保持在 5°C。 所以2 煙草煙霧的成分會產生干擾。 通過固體吸附劑擴散捕獲污染物的主動系統或方法越來越多地用於室內空氣分析; 它們都由一種鹼組成,可以是一種過濾器或一種用反應物(如硫酸氫鈉或 2,4-二苯肼)飽和的固體。 通過擴散捕獲污染物的方法,除了該方法的一般優點外,還比活性方法更靈敏,因為獲取樣品所需的時間更長(Freixa 1993)。

揮發性有機化合物 (VOC) 的檢測

用於測量或監測室內空氣中有機蒸氣的方法必須滿足一系列標準:它們的靈敏度應在十億分之一 (ppb) 至萬億分之一 (ppt) 的數量級,用於採集樣本的儀器或直接讀數必須便於攜帶且易於在現場操作,所獲得的結果必須精確且能夠重複。 符合這些標準的方法有很多,但最常用於分析室內空氣的方法是基於採樣和分析。 存在由具有不同檢測方法的便攜式氣相色譜儀組成的直接檢測方法。 這些儀器價格昂貴,操作複雜,只能由經過培訓的人員操作。 對於沸點在 0°C 和 300°C 之間的極性和非極性有機化合物,活性炭是主動和被動採樣系統中使用最廣泛的吸附劑。 還使用多孔聚合物和聚合物樹脂,例如 Tenax GC、XAD-2 和 Ambersorb。 其中使用最廣泛的是 Tenax。 用活性炭獲得的樣品用二硫化碳提取,並通過火焰離子化、電子捕獲或質譜檢測器的氣相色譜法進行分析,然後進行定性和定量分析。 用 Tenax 獲得的樣品通常用氦氣通過熱解吸提取,並在送入色譜儀之前在氮氣冷阱中冷凝。 另一種常用方法包括直接獲取樣品,使用袋子或惰性容器,將空氣直接送入氣相色譜儀,或先用吸附劑和冷阱濃縮樣品。 這些方法的檢測限度取決於所分析的化合物、所取樣品的體積、背景污染和所用儀器的檢測限度。 由於不可能對存在的每一種化合物進行量化,因此量化通常按家族進行,使用具有每個化合物家族特徵的參考化合物作為參考化合物。 在檢測室內空氣中的 VOC 時,所用溶劑的純度非常重要。 如果使用熱解吸,氣體的純度也很重要。

農藥檢測

為了檢測室內空氣中的農藥,通常採用的方法包括使用固體吸附劑取樣,但不排除使用起泡器和混合系統。 最常用的固體吸附劑是多孔聚合物 Chromosorb 102,儘管越來越多地使用可以捕獲更多農藥的聚氨酯泡沫 (PUF)。 分析方法因取樣方法和農藥而異。 通常,它們通過使用具有不同特定檢測器的氣相色譜法進行分析,從電子捕獲到質譜分析。 後者用於識別化合物的潛力是相當大的。 這些化合物的分析存在一些問題,包括取樣系統中的玻璃部件被痕量多氯聯苯 (PCB)、鄰苯二甲酸鹽或殺蟲劑污染。

檢測環境灰塵或顆粒

為了捕獲和分析空氣中的顆粒和纖維,可以使用各種各樣的技術和設備來評估室內空氣質量。 允許直接讀取空氣中顆粒濃度的監視器使用漫射光檢測器,而採用採樣和分析的方法使用顯微鏡進行加權和分析。 這種類型的分析需要一個分離器,例如旋風分離器或衝擊器,以在使用過濾器之前篩出較大的顆粒。 使用旋風分離器的方法可以處理小體積,這會導致長時間的採樣。 被動監測器提供出色的精度,但它們受環境溫度的影響,並且當顆粒較小時往往會給出較高的讀數。

 

返回

星期五,三月11 2011 17:04

生物污染

室內空氣生物污染的特徵和起源

儘管室內空氣中存在多種多樣的生物來源顆粒(生物顆粒),但在大多數室內工作環境中,微生物(微生物)對健康的影響最大。 除了包括病毒、細菌、真菌和原生動物在內的微生物外,室內空氣還可能含有花粉粒、動物皮屑、昆蟲和蟎蟲的碎片及其排泄物(Wanner 等人,1993 年)。 除了這些顆粒的生物氣溶膠外,還可能存在從室內植物和微生物等活生物體中散發出來的揮發性有機化合物。

花粉

花粉粒含有可能導致易感或特應性個體過敏反應的物質(過敏原),通常表現為“花粉症”或鼻炎。 這種過敏主要與室外環境有關; 在室內空氣中,花粉濃度通常比在室外空氣中低得多。 對於采暖、通風和空調 (HVAC) 系統在外部空氣入口處進行有效過濾的建築物,室外和室內空氣之間的花粉濃度差異最大。 窗式空調機組的室內花粉水平也低於自然通風建築物中的花粉水平。 某些室內工作環境的空氣可能會含有大量花粉,例如,出於美觀原因而存在大量開花植物的場所,或商業溫室。

皮屑

皮屑由細小的皮膚和毛髮/羽毛顆粒(以及相關的干燥唾液和尿液)組成,是強效過敏原的來源,可導致易感人群患上鼻炎或哮喘。 室內環境中皮屑的主要來源通常是貓和狗,但大鼠和小鼠(無論是寵物、實驗動物還是害蟲)、倉鼠、沙鼠(沙漠鼠的一種)、豚鼠和籠鳥可能是額外的來源來源。 來自這些以及來自農場和休閒動物(例如,馬)的皮屑可以帶入衣服中,但在工作環境中,最容易接觸到皮屑的可能是在動物飼養設施和實驗室或寄生蟲出沒的建築物中。

昆蟲

這些生物體及其排泄物也可能引起呼吸道和其他過敏反應,但在大多數情況下似乎不會顯著增加空氣中的生物負載。 來自蟑螂的顆粒(特別是 德國小蠊美洲大蠊) 在不衛生、炎熱和潮濕的工作環境中可能很重要。 接觸蟑螂和其他昆蟲(包括蝗蟲、象鼻蟲、甲蟲和果蠅)的顆粒可能是飼養設施和實驗室員工健康不良的原因。

蟎蟲

這些蛛形綱動物尤其與灰塵有關,但室內空氣中可能存在蜘蛛的這些微觀親屬的碎片及其排泄物(糞便)。 屋塵蟎, 塵蟎, 是最重要的物種。 與它的近親一樣,它是呼吸道過敏的主要原因。 它主要與家庭有關,在床上用品中含量特別多,但也存在於軟墊家具中。 有限的證據表明這種家具可能在辦公室中佔有一席之地。 與儲存食品和動物飼料相關的儲存蟎,例如, 蟎蟲, 食蟻獸食蟻獸, 也可能對室內空氣產生過敏性碎片。 儘管它們最有可能影響處理散裝食品的農民和工人,例如 翼塵蟎, 倉庫蟎蟲可以存在於建築物的灰塵中,特別是在溫暖潮濕的條件下。

病毒

就其引起的健康不良總量而言,病毒是非常重要的微生物,但它們不能在活細胞和組織之外獨立存在。 儘管有證據表明某些病毒在 HVAC 系統的循環空氣中傳播,但主要傳播方式是人與人之間的接觸。 近距離吸入咳嗽或打噴嚏產生的氣溶膠,例如普通感冒和流感病毒,也很重要。 因此,在擁擠的場所感染率可能更高。 建築設計或管理方面沒有明顯的變化可以改變這種狀況。

這些微生物根據它們的革蘭氏染色反應分為兩大類。 最常見的革蘭氏陽性類型起源於口、鼻、鼻咽和皮膚,即 表皮葡萄球菌, 金黃色葡萄球菌 和物種 氣球菌, 微球菌鏈球菌. 革蘭氏陰性菌一般不多,但偶爾有 放線桿菌, 氣單胞菌, 黃桿菌 尤其是 假單胞菌 物種可能很突出。 軍團病的病因, 嗜肺軍團菌,可能存在於熱水供應和空調加濕器中,以及呼吸治療設備、按摩浴缸、水療中心和淋浴間中。 它通過此類裝置以含水氣溶膠的形式傳播,但也可能從附近的冷卻塔進入空氣中的建築物。 生存時間為 嗜肺軍團菌 在室內空氣中似乎不超過 15 分鐘。

除了上述單細胞細菌外,還有產生氣生孢子的絲狀菌,即放線菌。 它們似乎與潮濕的結構材料有關,並可能散發出特有的泥土氣味。 其中兩種能夠在 60°C 下生長的細菌, 尾葉蕨 (以前 小多孢菌) and 普通嗜熱放線菌, 可能存在於加濕器和其他 HVAC 設備中。

菌類

真菌包括兩類:第一類是微小的酵母菌和黴菌,稱為微真菌;第二類是石膏真菌和腐木真菌,它們被稱為大型真菌,因為它們會產生肉眼可見的宏觀孢子體。 除單細胞酵母外,真菌還以絲狀物(菌絲)網絡(菌絲體)的形式在底物上定殖。 這些絲狀真菌從黴菌中的微觀孢子結構和大型真菌中的大孢子結構產生大量空氣分散的孢子。

房屋和非工業工作場所的空氣中有許多不同的黴菌孢子,但最常見的可能是 枝孢, 青黴, 曲霉歐洲苜蓿. 室內空氣中的一些黴菌,例如 枝孢 spp.,在戶外的葉面和其他植物部位大量存在,尤其是在夏季。 然而,儘管室內空氣中的孢子可能來自室外, 枝孢 也能夠在室內潮濕的表面上生長和產生孢子,從而增加室內空氣的生物負載。 不同種類的 青黴 通常被認為起源於室內,因為 曲霉 歐洲苜蓿. 大多數室內空氣樣本中都含有酵母菌,偶爾也會大量存在。 粉紅酵母 紅酵母屬 or 孢子酵母屬 在空氣中的菌群中很突出,也可以從受黴菌影響的表面中分離出來。

建築物提供了範圍廣泛的生態位,其中存在死有機物質,這些物質充當營養物,可以被大多數真菌和細菌用於生長和孢子產生。 營養物質存在於以下材料中:木材; 紙張、油漆和其他表面塗層; 軟家具,如地毯和軟墊家具; 花盆中的土壤; 灰塵; 人和其他動物的皮屑和分泌物; 熟食及其原料。 是否發生任何生長取決於水分可用性。 細菌只能在飽和表面或 HVAC 排水盤、水庫等的水中生長。 有些黴菌還需要接近飽和的條件,但其他黴菌要求較低,可能會在潮濕而非完全飽和的材料上繁殖。 灰塵可以成為儲存庫,如果足夠潮濕,也可以成為黴菌的放大器。 因此,它是孢子的重要來源,當灰塵受到干擾時,孢子會在空氣中傳播。

原生動物

原生動物如 棘阿米巴內萊里 是微小的單細胞動物,它們以 HVAC 系統的加濕器、水箱和排水盤中的細菌和其他有機顆粒為食。 這些原生動物的顆粒可能會被霧化,並被認為是加濕器發熱的可能原因。

微生物揮發性有機化合物

微生物揮發性有機化合物 (MVOC) 的化學成分和氣味差異很大。 有些是由范圍廣泛的微生物產生的,而另一些則與特定物種有關。 所謂的蘑菇醇,1-octen-3-ol(具有新鮮蘑菇的氣味)是許多不同黴菌生產的酒精之一。 其他不太常見的黴菌揮發物包括 3,5-二甲基-1,2,4-三硫醇(描述為“惡臭”); 土臭素,或 1,10-二甲基-反式-9-癸醇(“泥土”); 和 6-戊基-α-吡喃酮(“椰子”、“霉味”)。 在細菌中,種類 假單胞菌 產生具有“發霉的馬鈴薯”氣味的吡嗪。 任何單個微生物的氣味都是 MVOC 複雜混合物的產物。

微生物室內空氣質量問題的歷史

一個多世紀以來,人們一直在對家庭、學校和其他建築物中的空氣進行微生物學調查。 早期的調查有時關注不同類型建築物中空氣的相對微生物“純度”,以及它可能與居住者死亡率之間的任何關係。 1940 年代和 1950 年代現代容積式微生物空氣採樣器的發展與醫院病原體傳播的長期興趣相結合,導致對醫院空氣傳播的微生物進行系統調查,隨後對家庭空氣中已知的過敏性黴菌進行系統調查和公共建築和戶外。 其他工作在 1950 年代和 1960 年代針對職業性呼吸系統疾病的調查,如農民肺病、麥芽工人肺病和(棉花工人中的)棉菌病。 儘管在 1959 年首次描述了一組工人出現流感樣加濕器發熱,但又過了 XNUMX 到 XNUMX 年才報告其他病例。 然而,即使是現在,具體的原因也不得而知,儘管微生物已經受到牽連。 它們也被認為是“病態建築綜合症”的可能原因,但迄今為止這種聯繫的證據非常有限。

儘管真菌的過敏特性已得到充分認可,但直到 1988 年才出現了關於在非工業工作場所(魁北克醫院)吸入真菌毒素導致健康不佳的第一份報告(Mainville 等人,1988 年)。 工作人員極度疲勞的症狀歸因於孢子中的單端孢黴烯黴菌毒素 水蘇綠色木黴,從那以後,一所大學的教師和其他員工中記錄了因暴露於黴菌毒素粉塵而導致的“慢性疲勞綜合症”。 第一個是辦公室工作人員生病的原因,一些健康影響是過敏性的,而另一些則更常與中毒有關(Johanning 等人,1993 年)。 在其他地方,流行病學研究表明,可能存在一些非過敏因素或與真菌相關的因素影響呼吸系統健康。 個別黴菌產生的黴菌毒素可能在這方面起著重要作用,但吸入真菌的一些更普遍的屬性也有可能對呼吸系統健康有害。

與不良室內空氣質量相關的微生物及其對健康的影響

儘管病原體在室內空氣中相對少見,但已有大量報告將空氣傳播的微生物與多種過敏性疾病聯繫起來,包括:(1) 特應性過敏性皮炎; (2)鼻炎; (3) 哮喘; (4)加濕器發熱; (5) 外源性過敏性肺泡炎 (EAA),也稱為過敏性肺炎 (HP)。

作為室內空氣中生物氣溶膠的成分,真菌被認為比細菌更重要。 由於它們在潮濕的表面上以明顯的霉斑形式生長,因此真菌通常會清晰可見地指示建築物中的潮濕問題和潛在的健康危害。 黴菌生長對室內空氣黴菌菌群的數量和種類都有貢獻,否則這些菌群是不會存在的。 與革蘭氏陰性菌和放線菌一樣,親水性(“喜濕”)真菌是極端潮濕擴增部位(可見或隱藏)的指標,因此室內空氣質量差。 他們包括 鐮刀菌, 法瑪, 葡萄穗, 木黴, 烏氏菌屬, 酵母菌和更罕見的機會致病菌 煙曲霉(Aspergillus fumigatus)金魚草. 表現出不同程度的干旱(“喜歡乾燥”)的高水平黴菌,在對水的需求較低時,可以表明存在不太濕潤但對生長仍然重要的擴增位點。 黴菌在室內灰塵中也很豐富,因此大量黴菌也可能是多塵大氣的標誌。 它們的範圍從輕微的耐旱性(能夠承受干燥條件) 枝孢 中度耐旱的物種 曲霉 雜色, 青黴 (例如, P. 橙皮P. 產黃) 和極度乾燥的 青黴曲霉, 歐洲苜蓿瓦勒米亞.

室內空氣中很少有真菌病原體,但 煙曲霉 其他一些可以侵入人體組織的機會性曲霉可能會在盆栽植物的土壤中生長。 金魚草 能夠在排水溝中生長。 儘管這些和其他機會性病原體的孢子,如 枯萎鐮刀菌波氏擬南芥 不太可能對健康人有害,但對免疫力受損的人可能有害。

作為過敏性疾病的原因,空氣傳播的真菌比細菌重要得多,儘管看起來,至少在歐洲,真菌過敏原不如花粉、屋塵蟎和動物皮屑重要。 許多類型的真菌已被證明具有過敏性。 表 1 列出了室內空氣中最常被引用為鼻炎和哮喘病原體的一些真菌。 歐洲苜蓿 和室內灰塵中其他極端嗜熱的黴菌作為鼻炎和哮喘的原因可能比以前認識到的更重要。 由真菌引起的過敏性皮炎比鼻炎/哮喘少得多, 鏈格孢, 曲霉枝孢 被牽連。 相對罕見的 EAA 病例被歸因於一系列不同的真菌,從酵母 孢子酵母屬 腐爛木頭的大型真菌 塞爾普拉 (表 2)。 一般認為,個體出現 EAA 症狀需要接觸每立方米空氣中至少一百萬甚至更多,可能一億左右的含過敏原的孢子。 這種程度的污染只可能發生在建築物中大量真菌生長的地方。

 


表 1. 室內空氣中可引起鼻炎和/或哮喘的真菌類型示例

 

鏈格孢

地黴屬

塞爾普拉

曲霉

毛可

葡萄穗

枝孢

青黴

莖黴屬/Ulocladium

歐洲苜蓿

根黴屬

瓦勒米亞

鐮刀菌

紅酵母菌/孢子菌屬

 

 


 

表 2. 室內空氣中的微生物被報告為與建築物相關的外源性過敏性肺泡炎的病因

類別

微生物

資源

 

枯草芽孢桿菌

腐朽的木頭

 

尾葉蕨

加濕器

 

銅綠假單胞菌

加濕器

 

 

普通嗜熱放線菌

冷氣機

 

菌類

金黃色葡萄球菌

桑拿; 房間牆壁

 

頭孢菌屬

地下室; 加濕器

 

枝孢菌屬

不通風的浴室

 

毛黴屬

脈衝空氣加熱系統

 

青黴屬。

脈衝空氣加熱系統

加濕器

 

乾酪

房間牆壁

 

P. chrysogenum / P. cyclopium

地板工程

 

淚珠蟲

受干腐影響的木材

 

孢子酵母屬

房間牆壁; 天花板

 

皮膚毛孢子菌

木頭; 消光


如前所述,吸入有毒物種的孢子會帶來潛在危害(Sorenson 1989;Miller 1993)。 它不僅僅是孢子 葡萄穗 其中含有高濃度的黴菌毒素。 雖然這種黴菌的孢子生長在潮濕建築物的牆紙和其他纖維素基材上並且也具有過敏性,但含有極強的黴菌毒素,其他更常見於室內空氣中的產毒黴菌包括 曲霉 (特別 雲芝) and 青黴 (例如, P. 橙皮P. 綠色植物) and 木黴. 實驗證據表明,這些黴菌孢子中的一系列黴菌毒素具有免疫抑製作用,並強烈抑制對呼吸系統健康至關重要的肺巨噬細胞的清除和其他功能(Sorenson 1989)。

人們對黴菌或其細菌對應物在生長和孢子形成過程中產生的 MVOC 的健康影響知之甚少。 儘管許多 MVOC 的毒性似乎相對較低(Sorenson 1989),但坊間證據表明它們會引起人類頭痛、不適,甚至可能引起急性呼吸反應。

室內空氣中的細菌通常不會對健康造成危害,因為菌群通常以皮膚和上呼吸道的革蘭氏陽性菌為主。 然而,這些細菌的高計數表明過度擁擠和通風不良。 存在大量革蘭氏陰性菌和/或 放線菌目 在空氣中表明它們正在擴散的 HVAC 系統中有非常潮濕的表面或材料、排水管或特別是加濕器。 一些革蘭氏陰性菌(或從它們的壁中提取的內毒素)已被證明會引起加濕器發熱的症狀。 偶爾,加濕器中的生長已經大到足以產生氣溶膠,其中含有足夠的過敏原細胞,導致 EAA 的急性肺炎樣症狀(見表 15)。

在極少數情況下,致病菌如 結核分枝桿菌 來自受感染個體的飛沫核可以通過再循環系統分散到封閉環境的所有部分。 雖然是病原體, 嗜肺軍團菌, 已從加濕器和空調中分離出來,大多數軍團菌病的爆發都與冷卻塔或淋浴間的氣溶膠有關。

建築設計變化的影響

多年來,建築物規模的增加伴隨著空氣處理系統的發展,最終形成了現代 HVAC 系統,導致室內工作環境中空氣中的生物負載發生了數量和質量的變化。 在過去的二十年中,向能源使用最少的建築物設計的轉變導致建築物的發展大大減少了空氣的滲透和滲出,這使得空氣中的微生物和其他污染物積聚。 在這種“密閉”的建築物中,以前會排放到室外的水蒸氣會凝結在涼爽的表面上,為微生物的生長創造條件。 此外,僅為經濟效率而設計的 HVAC 系統通常會促進微生物生長,並對大型建築物的居住者構成健康風險。 例如,使用再循環水的加濕器會迅速受到污染並成為微生物的發生器,加濕水噴霧會使微生物霧化,過濾器位於此類微生物生成和霧化區域的上游而不是下游允許微生物繼續傳播工作場所的氣溶膠。 進氣口靠近冷卻塔或其他微生物來源,以及難以進入 HVAC 系統進行維護和清潔/消毒,也是可能危害健康的設計、操作和維護缺陷。 他們通過讓居住者接觸大量特定的空氣傳播微生物來實現這一點,而不是讓居住者接觸少量反映室外空氣的物種混合物,這應該是常態。

評價室內空氣質量的方法

微生物的空氣採樣

例如,在調查建築物中空氣中的微生物群落時,為了確定其居住者健康狀況不佳的原因,需要收集既詳細又可靠的客觀數據。 由於普遍認為室內空氣的微生物狀況應反映室外空氣的微生物狀況 (ACGIH 1989),因此必須準確識別微生物並將其與當時室外空氣中的微生物進行比較。

空氣採樣器

允許在營養瓊脂凝膠上直接或間接培養活的空氣傳播細菌和真菌的取樣方法提供了最好的物種鑑定機會,因此最常使用。 瓊脂培養基被孵育,直到菌落從捕獲的生物顆粒中發展出來,並且可以計數和鑑定,或者傳代培養到其他培養基上以供進一步檢查。 細菌所需的瓊脂培養基與真菌所需的瓊脂培養基不同,有些細菌,例如, 嗜肺軍團菌, 只能在特殊的選擇性介質上隔離。 對於真菌,建議使用兩種培養基:一種是通用培養基,另一種是對乾性真菌的分離更具選擇性的培養基。 鑑定基於菌落的總體特徵和/或它們的微觀或生化特徵,並且需要相當多的技能和經驗。

可用的採樣方法範圍已經過充分審查(例如,Flannigan 1992 年;Wanner 等人 1993 年),此處僅提及最常用的系統。 可以通過被動收集從空氣中引力出來的微生物到含有瓊脂培養基的開放式培養皿中來進行粗略的評估。 使用這些沉降板獲得的結果是非體積的,受大氣湍流的強烈影響並且有利於收集大(重)孢子或孢子/細胞團塊。 因此,最好使用容積式空氣採樣器。 空氣中的顆粒撞擊瓊脂表面的衝擊採樣器被廣泛使用。 空氣通過旋轉瓊脂平板上方的狹縫(狹縫式衝擊取樣器)或通過瓊脂平板上方的穿孔圓盤(篩式衝擊取樣器)吸入。 儘管單級篩取樣器被廣泛使用,但一些研究人員更喜歡六級安德森取樣器。 當空氣通過其六個堆疊的鋁製部分中連續更細的孔時,顆粒會根據其空氣動力學尺寸被分選到不同的瓊脂板上。 因此,採樣器揭示了隨後培養瓊脂平板時形成菌落的顆粒大小,並指出不同生物體最有可能沉積在呼吸系統中的哪個位置。 一種採用不同原理的流行採樣器是 Reuter 離心採樣器。 由葉輪風扇吸入的空氣的離心加速導致顆粒以高速撞擊採樣筒襯裡塑料條中的瓊脂。

另一種採樣方法是在連接到低容量可充電泵的過濾器盒中的膜過濾器上收集微生物。 整個組件可以夾在皮帶或安全帶上,並用於在正常工作日收集個人樣本。 取樣後,可以將來自過濾器的小部分洗滌液和洗滌液的稀釋液散佈在一系列瓊脂培養基上,孵育並對活微生物進行計數。 過濾器採樣器的替代品是液體撞擊器,其中通過毛細管射流吸入的空氣中的顆粒撞擊並收集在液體中。 部分收集液和由其製備的稀釋液的處理方式與過濾取樣器的處理方式相同。

這些“可行的”採樣方法的一個嚴重缺陷是,它們評估的只是實際可培養的生物體,而這些生物體可能僅佔空氣孢子總數的百分之一或百分之二。 然而,總計數(活細胞加上非活細胞)可以使用衝擊取樣器進行,其中顆粒收集在旋轉桿(旋轉臂衝擊取樣器)的粘性表面上或不同型號狹縫的塑料膠帶或玻璃顯微鏡載玻片上型撞擊取樣器。 計數是在顯微鏡下進行的,但只有相對較少的真菌可以通過這種方式識別,即那些具有獨特孢子的真菌。 過濾取樣已被提及與評估活微生物有關,但它也是獲得總數的一種方法。 可以對鋪在瓊脂培養基上的相同洗滌液的一部分進行染色,並在顯微鏡下對微生物進行計數。 也可以用相同的方式從液體撞擊器中的收集液中進行總計數。

空氣採樣器的選擇和採樣策略

使用哪種採樣器在很大程度上取決於研究人員的經驗,但選擇對於定量和定性原因都很重要。 例如,與六級採樣器相比,單級衝擊採樣器的瓊脂板在採樣過程中更容易“超載”孢子,導致培養板過度生長,並在空氣傳播評估中出現嚴重的定量和定性錯誤人口。 不同採樣器的操作方式、採樣時間以及從環境空氣中去除不同大小顆粒、從氣流中提取顆粒並將其收集在表面或液體中的效率都有很大差異。 由於這些差異,不可能對在一次調查中使用一種類型的採樣器獲得的數據與在不同調查中使用另一種類型的採樣器獲得的數據進行有效比較。

採樣策略以及採樣器的選擇非常重要。 無法制定通用的抽樣策略; 每個案例都需要自己的方法(Wanner 等人,1993 年)。 一個主要問題是室內空氣中微生物的分佈不均勻,無論是在空間上還是在時間上。 它深受房間內活動程度的影響,尤其是任何會揚起塵埃的清潔或建築工作。 因此,在相對較短的時間間隔內,數量會出現相當大的波動。 除了使用數小時的過濾器採樣器和液體撞擊器外,大多數空氣採樣器僅用於在幾分鐘內獲取“抓取”樣本。 因此,應在所有佔用和使用條件下採集樣本,包括 HVAC 系統運行和不運行的時間。 儘管廣泛的採樣可能會揭示室內環境中活孢子的濃度範圍,但無法令人滿意地評估個體對環境中微生物的暴露程度。 即使是使用個人過濾器採樣器在一個工作日內採集的樣本也無法提供足夠的圖片,因為它們僅提供平均值而不會顯示峰值曝光。

除了特定過敏原的明確影響外,流行病學研究表明,可能存在一些與影響呼吸系統健康的真菌相關的非過敏因素。 個別黴菌產生的黴菌毒素可能起重要作用,但也有可能涉及一些更普遍的因素。 因此,未來調查室內空氣中真菌負荷的總體方法可能是:(1) 通過抽樣活真菌來評估存在哪些致敏和致毒物種; (2) 測量個人在工作環境中接觸到的真菌物質總量。 如上所述,要獲得後一種信息,可以在一個工作日內進行總計數。 然而,在不久的將來,最近開發的用於檢測 1,3-β-葡聚醣或麥角甾醇的方法(Miller 1993)可能會得到更廣泛的採用。 這兩種物質都是真菌的結構成分,因此可以衡量真菌材料的數量(即其生物量)。 據報導,室內空氣中的 1,3-β-葡聚醣水平與病態建築綜合症的症狀之間存在聯繫(Miller 1993)。

標準和準則

雖然一些組織對室內空氣和灰塵的污染程度進行了分類(表 3),但由於空氣採樣問題,有理由不願意設定數值標准或指導值。 人們注意到,空調建築中的空氣微生物負荷應明顯低於室外空氣,自然通風建築與室外空氣之間的差異較小。 ACGIH (1989) 建議在解釋空氣採樣數據時使用室內和室外空氣中真菌種類的等級順序。 室內空氣中某些黴菌的存在或大量存在,而非室外,可能表明建築物內部存在問題。 例如,室內空氣中大量存在親水性黴菌,如 葡萄穗 阿特拉 幾乎總是表示建築物內非常潮濕的放大場所。

表 3. 非工業室內環境空氣和灰塵中微生物的觀測水平

類別
污染

菌落形成單位a 每米空氣

 

真菌作為 CFU/g
灰塵的

 

菌類

 

非常低

<50

<25

<10,000

<100

<100

<20,000

中級

<500

<500

<50,000

<2,000

<2,000

<120,000

很高

> 2,000

> 2,000

> 120,000

a CFU,菌落形成單位。

資料來源:改編自 Wanner 等人。 1993.

儘管 ACGIH 生物氣溶膠委員會等有影響力的機構尚未制定數字指南,但加拿大辦公樓指南(Nathanson 1993)基於對大約 50 座裝有空調的聯邦政府大樓的五年調查,包含了一些數字指南。 以下是提出的要點:

  1. “正常”空氣菌群在數量上應低於室外空氣,但在質量上與室外空氣相似。
  2. 在室內而非室外樣品中存在顯著水平的一種或多種真菌物種是室內放大器的證據。
  3. 致病真菌如 煙曲霉(Aspergillus fumigatus), 組織質隱球菌 不應大量存在。
  4. 有毒黴菌的持續存在,例如 水蘇雜色曲霉 大量需要調查和行動。
  5. 每立方米超過 50 個菌落形成單位 (CFU/m3) 如果只存在一種物種(某些常見的戶外葉棲真菌除外),可能會引起關注; 高達 150 CFU/m3 如果存在的物種反映了戶外的植物群,則可以接受; 高達 500 CFU/m3 如果室外葉棲真菌是主要成分,則在夏季是可以接受的。

 

這些數值基於使用 Reuter 離心採樣器收集的四分鐘空氣樣本。 必須強調的是,它們不能轉化為其他採樣程序、其他類型的建築物或其他氣候/地理區域。 什麼是規範或可接受的只能基於使用明確定義的程序對特定地區的一系列建築物進行廣泛調查。 不能為一般或特定物種的黴菌暴露設定閾值。

控制室內環境中的微生物

微生物生長以及細胞和孢子的產生(可在室內環境中霧化)的關鍵決定因素是水,應通過減少可用水分而不是使用殺菌劑來實現控制。 控制涉及建築物的適當維護和修理,包括及時干燥和消除洩漏/洪水損壞的原因(Morey 1993a)。 雖然將房間的相對濕度保持在低於 70% 的水平通常被認為是一種控制措施,但這只有在牆壁和其他表面的溫度接近空氣溫度時才有效。 在隔熱效果差的牆壁表面,溫度可能低於露點,結果會形成冷凝水,親水性真菌甚至細菌會生長 (Flannigan 1993)。 在潮濕的熱帶或亞熱帶氣候中也會出現類似的情況,在這種情況下,空氣中的水分會滲透到空調建築的建築圍護結構中,並在較冷的內表面凝結 (Morey 1993b)。 在這種情況下,控制在於絕緣和蒸汽屏障的設計和正確使用。 結合嚴格的濕度控制措施,維護和清潔計劃應確保去除灰塵和其他碎屑,這些碎屑為生長提供營養,同時也是微生物的宿主。

在 HVAC 系統中(Nathanson 1993),應防止積水積聚,例如,在排水盤或冷卻盤管下。 如果噴霧器、燈芯或熱水箱是 HVAC 系統加濕不可或缺的一部分,則需要定期清潔和消毒以限制微生物生長。 乾蒸汽加濕可能會大大降低微生物生長的風險。 由於過濾器會積聚灰塵和水分,從而為微生物生長提供放大場所,因此應定期更換。 如果潮濕,微生物也可以在用於排列管道的多孔隔音材料中生長。 這個問題的解決方案是在外部而不是內部應用這種絕緣材料; 內表面應光滑,不應提供有利於生長的環境。 這種一般控制措施將控制 軍團菌 在 HVAC 系統中,但建議使用其他功能,例如在進氣口安裝高效微粒空氣 (HEPA) 過濾器 (Feeley 1988)。 此外,供水系統應確保熱水均勻加熱至 60°C,沒有水停滯的區域,並且沒有配件包含促進細菌生長的材料 軍團菌.

如果控制措施不充分並且出現黴菌生長,則需要採取補救措施。 必須清除並丟棄所有生長在上面和其中的多孔有機材料,例如地毯和其他軟家具、天花板瓷磚和絕緣材料。 應使用次氯酸鈉漂白劑或合適的消毒劑清洗光滑表面。 可霧化的殺菌劑不應用於運行 HVAC 系統。

在修復過程中,必須始終注意不要將受污染材料上或其中的微生物霧化。 在處理大面積黴菌生長(十平方米或更多)的情況下,可能需要遏制潛在危害,在整治期間保持遏制區域的負壓,並在遏制區域和遏制區域之間設置氣閘/淨化區。建築物的其餘部分(Morey 1993a,1993b;紐約市衛生部 1993)。 應使用帶 HEPA 過濾器的真空吸塵器收集在將受污染材料移入密封容器之前或過程中產生的粉塵。 在整個操作過程中,專業補救人員必須佩戴全面罩 HEPA 呼吸保護裝置和一次性防護服、鞋類和手套(紐約市衛生部 1993)。 如果要處理較小的黴菌生長區域,可以在經過適當培訓後僱用定期維護人員。 在這種情況下,認為沒有必要進行遏制,但工作人員必須佩戴全面的呼吸保護裝置和手套。 在所有情況下,應讓普通住戶和受僱進行補救的人員了解危險。 後者不應有預先存在的哮喘、過敏或免疫抑制疾病(紐約市衛生部 1993)。

 

返回

星期五,三月11 2011 17:07

法規、建議、指南和標準

成立標準

室內空氣的具體指南和標準的製定是負責建立和維持室內空氣質量在可接受水平的機構在該領域積極政策的產物。 在實踐中,任務由許多負責控制污染、維護健康、確保產品安全、監督職業衛生和規范建築施工的實體分擔。

制定法規旨在限製或降低室內空氣中的污染水平。 這個目標可以通過控制現有的污染源、用室外空氣稀釋室內空氣和檢查可用空氣的質量來實現。 這需要為室內空氣中發現的污染物製定具體的最高限值。

室內空氣中任何給定污染物的濃度遵循以下等式表示的平衡質量模型:

其中:

Ci =室內空氣中污染物的濃度(mg/m3);

Q = 排放率(mg/h);

V = 室內空間體積 (m3);

Co =室外空氣中污染物的濃度(mg/m3);

n = 每小時的通風率;

a =每小時的污染物衰減率。

通常觀察到,在靜態條件下,存在的污染物濃度將部分取決於從污染源釋放到空氣中的化合物的數量及其在室外空氣中的濃度,以及污染物釋放到空氣中的不同機制已移除。 消除機制包括污染物的稀釋及其隨時間的“消失”。 為減少污染而製定的所有法規、建議、指南和標準都必須評估這些可能性。

污染源控制

降低室內空氣中污染物濃度水平的最有效方法之一是控制建築物內的污染源。 這包括用於建築和裝飾的材料、建築物內的活動以及居住者本身。

如果認為有必要對由於使用的建築材料引起的排放進行監管,則有一些標准直接限制這些材料中已證明對健康有害的化合物的含量。 其中一些化合物被認為是致癌物質,如甲醛、苯、某些殺蟲劑、石棉、玻璃纖維等。 另一個途徑是通過建立排放標準來規範排放。

這種可能性帶來了許多實際困難,其中最主要的是缺乏關於如何測量這些排放的一致意見,缺乏關於它們對建築物居住者健康和舒適的影響的知識,以及識別和確定的固有困難。量化相關材料排放的數百種化合物。 建立排放標準的一種方法是從可接受的污染物濃度水平開始,併計算考慮環境條件(溫度、相對濕度、空氣交換率、負載因子等)的排放率——代表產品實際使用的方式。 對這種方法的主要批評是,不止一種產品可能會產生相同的污染化合物。 排放標準是從在完全定義條件的受控大氣中獲取的讀數獲得的。 有針對歐洲 (COST 613 1989 和 1991) 和美國 (ASTM 1989) 的已發布指南。 通常針對它們的批評基於:(1)難以獲得比較數據的事實以及(2)室內空間存在間歇性污染源時出現的問題。

至於可能發生在建築物內的活動,最大的重點是建築物維護。 在這些活動中,可以以有關履行某些職責的規定的形式建立控制,例如與使用殺蟲劑或在翻新或拆除建築物時減少接觸鉛或石棉有關的建議。

由於菸草煙霧(歸因於建築物的居住者)通常是室內空氣污染的原因,因此需要單獨處理。 許多國家/地區都有州級法律,禁止在某些類型的公共場所(例如餐館和劇院)吸煙,但其他安排也很常見,允許在給定建築物的某些特別指定部分吸煙。

當某些產品或材料的使用被禁止時,這些禁令是基於它們所謂的有害健康影響而製定的,這些影響或多或少已被充分記錄在室內空氣中通常存在的水平。 出現的另一個困難是,通常沒有足夠的信息或知識來了解可以代替它們使用的產品的特性。

消除污染物

有時無法避免某些污染源的排放,例如,排放是由建築物的居住者造成的。 這些排放物包括二氧化碳和生物流出物、具有無法以任何方式控制的特性的材料的存在,或日常任務的執行。 在這些情況下,降低污染水平的一種方法是使用通風系統和其他用於清潔室內空氣的方法。

通風是降低室內空間污染物濃度最依賴的選擇之一。 然而,節能的需要也要求盡可能少地吸入外部空氣來更新室內空氣。 在這方面有一些標準規定了最低通風率,基於每小時室內空氣與室外空氣的更新量,或者規定了每個居住者或單位空間的最低空氣貢獻,或者考慮了濃度考慮到有吸煙者和沒有吸煙者的空間之間的差異,二氧化碳的含量。 對於自然通風的建築物,還針對建築物的不同部分(例如窗戶)設定了最低要求。

在大多數現有標準(包括國家和國際標準)中最常引用的參考資料中(即使它不具有法律約束力)是由美國采暖、製冷和空調工程師協會 (ASHRAE) 發布的規範。 它們旨在幫助空調專業人員進行安裝設計。 在 ASHRAE 標準 62-1989 (ASHRAE 1989) 中,規定了建築物通風所需的最低空氣量,以及為防止對健康造成不利影響而要求居住者可接受的室內空氣質量。 對於二氧化碳(考慮到其人類來源,大多數作者不認為這是一種污染物,但它被用作室內空氣質量的指標,以建立通風系統的正常運行),該標準建議將其限制為 1,000 ppm為了滿足舒適標準(氣味)。 本標準還規定了室內空氣更新所需的室外空氣質量。

在污染源(無論是內部還是外部)不易控制且必須使用設備將其從環境中消除的情況下,有一些標準可以保證其有效性,例如那些規定了檢查污染源的具體方法的標準某種過濾器的性能。

從職業衛生標準外推到室內空氣質量標準

根據需要保護的人群類型,可以建立適用於室內空氣的不同類型的參考值。 這些值可以基於環境空氣的質量標準、給定污染物(如二氧化碳、一氧化碳、甲醛、揮發性有機化合物、氡等)的特定值,或者它們可以基於職業衛生中通常採用的標準. 後者是專門為工業環境中的應用制定的值。 它們的設計首先是為了保護工人免受污染物的急性影響——如粘膜或上呼吸道的刺激——或防止具有全身效應的中毒。 由於這種可能性,許多作者在處理室內環境時,將美國政府工業衛生學家協會 (ACGIH) 制定的工業環境暴露限值作為參考。 這些限制被稱為 閾限值 (TLV),它們包括 40 小時工作日和 XNUMX 小時工作週的限值。

應用數字比率是為了使 TLV 適應建築物的室內環境條件,並且這些值通常會減少兩倍、十倍甚至一百倍,具體取決於所涉及的健康影響的種類和類型人口受影響。 當將 TLV 應用於此類暴露時,降低 TLV 值的原因包括以下事實:在非工業環境中,人員同時暴露於幾種低濃度的、通常未知的化學物質,這些化學物質能夠以一種協同作用的方式發揮作用:不能輕易控制。 另一方面,人們普遍認為,在工業環境中,需要控制的危險物質的數量是已知的,而且通常是有限的,儘管濃度通常要高得多。

此外,在許多國家/地區,工業情況受到監控,以確保符合既定參考值,這在非工業環境中是不會做的。 因此,在非工業環境中,偶爾使用某些產品可能會產生高濃度的一種或多種化合物,而沒有任何環境監測,也無法揭示已發生的接觸水平。 另一方面,工業活動中固有的風險是已知的或應該知道的,因此,減少或監測這些風險的措施已經到位。 受影響的工人被告知並有辦法降低風險和保護自己。 此外,工業工人通常是身體健康且身體狀況可以接受的成年人,而室內環境的人口通常呈現出更廣泛的健康狀況。 例如,辦公室的正常工作可能由身體受限的人或對過敏反應敏感的人完成,他們將無法在某些工業環境中工作。 這種推理的極端情況適用於將建築物用作家庭住宅。 最後,如上所述,TLV 與其他職業標準一樣,基於每天 40 小時、每週 168 小時的暴露時間。 如果一個人在一周的整個 16 小時內持續處於同一環境中或接觸某種物質,則這不到他或她暴露於某種物質的時間的四分之一。 此外,參考值基於包括每週暴露的研究,並考慮了每天 64 小時和周末 XNUMX 小時的非暴露時間(暴露之間),這使得很難對這些數據的強度。

大多數作者得出的結論是,為了使用室內空氣工業衛生標準,參考值必須包含非常大的誤差範圍。 因此,ASHRAE 標準 62-1989 建議對於那些沒有自己確定的參考值的化學污染物,其濃度為 ACGIH 為工業環境推薦的 TLV 值的十分之一。

關於生物污染物,不存在適用於工業環境或室內空間的評估技術標準,就像 ACGIH 的化學污染物 TLV 一樣。 這可能是由於生物污染物的性質造成的,它們表現出廣泛的特徵變化,因此很難建立針對任何給定情況的通用和驗證的評估標準。 這些特徵包括相關生物體的繁殖能力、同一微生物物種可能具有不同程度的致病性這一事實,或者溫度和濕度等環境因素的改變可能對其在任何給定環境中的存在產生影響這一事實。 儘管如此,儘管存在這些困難,ACGIH 的生物氣溶膠委員會還是製定了在室內環境中評估這些生物製劑的指南: 室內環境中生物氣溶膠評估指南 (1989)。 這些指南中推薦的標準方案設定了採樣系統和策略、分析程序、數據解釋和糾正措施建議。 當醫學或臨床信息表明存在加濕器發熱、過敏性肺炎或與生物污染物相關的過敏等疾病時,可以使用它們。 當需要取樣時可以應用這些指南,以記錄已經確定的生物氣溶膠來源的相對貢獻或驗證醫學假設。 應進行取樣以確認潛在來源,但不建議通過常規空氣取樣來檢測生物氣溶膠。

現有指南和標準

世界衛生組織 (WHO) 和國際建築研究理事會 (CIBC) 等不同的國際組織、ASHRAE 等私人組織以及美國和加拿大等國家/地區正在製定暴露指南和標準。 就其本身而言,歐盟 (EU) 通過歐洲議會提出了一項關於室內空間空氣質量的決議。 該決議規定歐盟委員會有必要盡快提出具體指令,其中包括:

  1. 在建築物的建造和維護中被禁止或管制的物質清單
  2. 適用於不同類型室內環境的質量標準
  3. 空調通風設備的考慮、建設、管理和維護規定
  4. 對公眾開放的建築維護的最低標準。

 

許多化合物在一定濃度下會產生氣味和刺激性,根據目前的知識,這些濃度不會對建築物的居住者造成危險,但會被大量人察覺並因此而煩惱。 今天使用的參考值往往涵蓋這種可能性。

鑑於除非考慮校正因素,否則不建議使用職業衛生標準來控制室內空氣,因此在許多情況下,最好參考用作環境空氣質量指南或標準的參考值。 美國環境保護署 (EPA) 制定了環境空氣標準,旨在以足夠的安全邊際保護一般人群的健康(主要標準)甚至其福利(次要標準)免受可能產生的任何不利影響由於給定的污染物而被預測。 因此,這些參考值可用作為給定室內空間建立可接受的空氣質量標準的一般指南,ASHRAE-92 等一些標準將它們用作封閉建築物中空氣更新的質量標準。 表 1 顯示了二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、鉛和顆粒物的參考值。

表 1. 美國環境保護署制定的空氣質量標準

平均濃度

污染物

微克/立方米3

PPM

曝光的時間範圍

二氧化硫

80a

0.03

1 年(算術平均值)

 

365a

0.14

24小時內處理。c

 

1,300b

0.5

3小時內處理。c

顆粒物

150A,B

-

24小時內處理。d

 

50A,B

-

1年d (算術平均值)

一氧化碳

10,000a

9.0

8小時內處理。c

 

40,000a

35.0

1小時c

臭氧

235A,B

0.12

1小時

二氧化氮

100A,B

0.053

1 年(算術平均值)

領導

1.5A,B

-

3個月

a 初級標準。 b 二級標準。 c 每年不應超過一次的最大值。 d 以直徑≤10 μm 的顆粒測量。 資料來源:美國環境保護署. 全國中小學環境 空氣質量標準。 聯邦法規, 標題 40,第 50 部分(1990 年 XNUMX 月)。

 

就其本身而言,世衛組織製定了準則,旨在提供一個基線,以保護公眾健康免受空氣污染造成的不利影響,並將已知或懷疑對人類健康和福祉有害的空氣污染物消除或減少到最低限度(世衛組織1987)。 這些指南不區分它們所處理的暴露類型,因此它們涵蓋了由於室外空氣引起的暴露以及可能發生在室內空間中的暴露。 表 2 和表 3 顯示了 WHO(1987 年)提出的非致癌物質的數值,以及引起健康影響和引起感覺不適的物質之間的差異。

表 2. 空氣中某些物質的 WHO 準則值基於對人類健康的已知影響而不是癌症或氣味煩惱。a

污染物

指導值(時間-
加權平均)

暴露時間

有機化合物

二硫化碳

100微克/立方米3

24小時內處理。

1,2-二氯乙烷

0.7微克/立方米3

24小時內處理。

甲醛

100微克/立方米3

30分鐘

二氯甲烷

3微克/立方米3

24小時內處理。

苯乙烯

800微克/立方米3

24小時內處理。

四氯乙烯

5微克/立方米3

24小時內處理。

甲苯

8微克/立方米3

24小時內處理。

三氯乙烯

1微克/立方米3

24小時內處理。

無機化合物

1-5 納克/米3
10-20 納克/米3

1年(農村地區)
1年(農村地區)

一氧化碳

100微克/立方米3 c
60微克/立方米3 c
30微克/立方米3 c
10微克/立方米3

15分鐘
30分鐘
1小時
8小時內處理。

硫化氫

150微克/立方米3

24小時內處理。

領導

0.5-1.0微克/立方米3

1年

1微克/立方米3

1小時

水星

1微克/立方米3 b

1小時

二氧化氮

400微克/立方米3
150微克/立方米3

1小時
24小時內處理。

臭氧

150-200微克/立方米3
10-120微克/立方米3

1小時
8小時內處理。

二氧化硫

500微克/立方米3
350微克/立方米3

10分鐘
1小時

1微克/立方米3

24小時內處理。

a 此表中的信息應與原始出版物中提供的基本原理結合使用。
b 該值僅指室內空氣。
c 暴露於該濃度不應超過指示的時間,並且不應在 8 小時內重複。 資料來源:世界衛生組織 1987 年。

 

表 3. 空氣中某些非致癌物質的 WHO 準則值,基於平均 30 分鐘的感官影響或煩擾反應

污染物

氣味閾值

   
 

發現

承認

指導值


二硫化物


200微克/立方米3


- a


20微克/立方米3 b


硫化物


0.2-2.0微克/立方米3


0.6-6.0微克/立方米3


7微克/立方米3

苯乙烯

70微克/立方米3

210-280微克/立方米3

70微克/立方米3

四氯-
乙烯


8 毫克/平方米3


24-32 毫克/米3


8 毫克/平方米3

甲苯

1 毫克/平方米3

10 毫克/平方米3

1 毫克/平方米3

b 在粘膠的製造過程中,它伴隨著硫化氫和硫化碳等其他有氣味的物質。 資料來源:世界衛生組織 1987 年。

 

對於致癌物質,EPA確立了以下概念 風險單位. 這些單位代表一個因素,用於計算人類受試者因終生暴露於空氣中濃度為 1 微克/立方米的致癌物質而患癌症的概率增加3. 這個概念適用於可能存在於室內空氣中的物質,例如砷、六價鉻和鎳等金屬; 苯、丙烯腈、多環芳烴等有機化合物; 或顆粒物,包括石棉。

以氡氣為例,表 20 顯示了不同組織的參考值和建議。 因此,當室內空氣濃度超過 4 pCi/l(150 Bq/m3),確定降低這些水平的時間框架。 歐盟根據國際輻射防護委員會 (ICRP) 工作組於 1987 年提交的一份報告,推薦氡氣的年平均濃度,區分現有建築和新建建築。 就其本身而言,世衛組織在提出建議時牢記氡的衰變產物暴露,表示為氡的平衡當量濃度 (EER),並考慮到患癌症的風險增加 0.7 x 10-4 和 2.1 x 10-4 對於 1 Bq/m 的終生暴露3 能效比。

表 4. 三個組織的氡參考值

文章結構

濃度

推薦

環境建議
保護局

4-20 pCi/升
20-200 pCi/升
≥200 pCi/l

以年為單位降低水平
以月為單位降低水平
在幾週內降低水平
或疏散住戶

歐洲聯盟

>400 貝可/米3 A,B
(現有建築物)

>400 貝可/米3 a
(新建)

降低電平

降低電平

世界衛生
文章結構

>100 貝可/米3 能源效率c
>400 貝可/米3 能源效率c

降低電平
立即採取行動

a 氡氣的年平均濃度。
b 相當於 20 mSv/年的劑量。
c 年平均。

 

最後,必須記住,一般而言,參考值是根據個別物質對健康的已知影響確定的。 雖然這在分析室內空氣的情況下通常可能代表艱鉅的工作,但它沒有考慮某些物質可能產生的協同效應。 這些包括,例如,揮發性有機化合物(VOC)。 一些作者提出了定義建築物居住者可能開始反應的揮發性有機化合物 (TVOC) 總濃度水平的可能性。 主要困難之一是,從分析的角度來看,TVOCs的定義還沒有得到令人滿意的解決。

在實踐中,室內空氣質量這個相對較新的領域未來參考值的建立會受到環境政策發展的影響。 這將取決於污染物影響知識的進步以及可以幫助我們確定這些值的分析技術的改進。

 

返回

" 免責聲明:國際勞工組織不對本門戶網站上以英語以外的任何其他語言呈現的內容負責,英語是原始內容的初始製作和同行評審所使用的語言。自此以來,某些統計數據尚未更新百科全書第 4 版的製作(1998 年)。”

內容