郭婷　許海亞　白志鵬　耿春梅

摘 要：室內空氣質量直接影響了人類健康，長期工作和生活在室內環(huán)境較差的空間中，會對人們的身體健康造成極大的傷害。著重闡述了3種典型室內（家居環(huán)境、辦公環(huán)境和公共場所）環(huán)境中顆粒物的污染情況和相關特征，分析了通風狀況、環(huán)境溫濕度和環(huán)境中活性有機化合物對室內空氣中顆粒物質量濃度的影響，并提出了日后室內空氣管理的思路和室內空氣顆粒物污染的研究方向。

關鍵詞：室內空氣；顆粒物；污染；通風狀況

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.001

現(xiàn)代、便捷的工作和生活模式讓人們長時間待在室內空間。據(jù)全國兒童哮喘防治協(xié)作組統(tǒng)計，一般人群每天在室內空間停留的時間在80%以上，特殊人群（老人、兒童等）則高達95%以上，由此可見，室內空氣質量與人們的健康密切相關。本文重點關注了室內空氣細顆粒物污染問題，從室內空氣顆粒物污染狀況和污染影響因素2方面入手闡述了研究進展。

1 典型室內空氣環(huán)境中顆粒物污染特點

與人們接觸密切的室內環(huán)境大致可分為3類，即家居環(huán)境、辦公環(huán)境和公共場所。各類典型室內環(huán)境中空氣細顆粒物的污染有其鮮明的特點。

1.1 家居環(huán)境

在家居環(huán)境中，空氣細顆粒物主要來源于室外顆粒物的進入，室內烹飪、供暖和室內人員的活動。

1.1.1 室外顆粒物的進入

開窗（門）透氣、人為活動攜帶或者機械通風（比如空調透氣）等方式都會使室外細顆粒物滲透進室內環(huán)境中。在2006—2007年冬春季，Pekey等對土耳其工業(yè)最發(fā)達的kocaeli地區(qū)中15個家庭室內和室外PM2.5和PM10的質量濃度狀況進行了顆粒物源解析觀測。研究結果顯示，室內70%的顆粒物都是由室外源貢獻的。在門窗緊閉的情況下，只要風速超過0.45 m/s，室外顆粒就能透過門窗四周和墻壁縫隙進入室內。

1.1.2 室內烹飪和供暖

廚房是家居環(huán)境中污染最嚴重的區(qū)域，而主要污染行為就是烹飪，約有50%的室內污染來自做飯時燃燒的燃料。在王曉舜對北京市居民室內PM2.5暴露水平調查的研究中表明，在烹飪過程中，每分鐘會產生可吸入顆粒物（PM10）（4.1±16） mg。其中，超細顆粒物（PM2.5）的量為（1.7±0.6） mg，占PM10總量的40%左右。Wallace L在烹飪影響顆粒物質量濃度的研究中發(fā)現(xiàn)，與非烹飪時段相比，在烹飪時段，室內顆粒物質量濃度增加了約5倍，特別是采用油炸或燒烤這2種烹飪方式，會導致PM2.5顆粒物濃度急劇增加。高軍、房艷兵和江暢興等人用室內與室外顆粒物質量濃度之比（I/O）描述室內外顆粒物質量濃度的差異，在烹飪之前，I/O值為0.3，烹飪過程中，I/O值增大至1.0，烹飪后，I/O值回落為0.7.在居室供暖方面，He chong等在研究室內源對顆粒物數(shù)量和質量濃度的影響中發(fā)現(xiàn)，當石英供暖器啟動后，PM2.5產生量為2.5×1010個/min；當旋管加熱器啟動后，PM2.5的產生量為4×1010個/min；當煤油供暖器啟動后，PM2.5產生量高達9×1011個/min。

1.1.3 人員活動

人們在居室環(huán)境內的活動（比如咳嗽、吐痰等生理活動或打掃衛(wèi)生等家務活動）會導致室內原本已經沉降的顆粒物（比如灰塵等）被二次揚起，從而造成居室環(huán)境被二次污染。王夫美、陳麗等選擇了天津市 13 戶家庭住宅，他們分別采集了冬季工作日（周一至周五）和休息日（周六、周日）室內空氣中PM10和PM2.5樣品，比較了休息日與工作日的PM10樣品。結果顯示，休息日顆粒物質量濃度略大于工作日，這可能是休息日家庭成員在室內活動比工作日頻繁，將地面降塵再次揚起，使其進入空氣中導致休息日樣品污染物的質量濃度值偏大。在2008-10-27—31，程鴻等人對室區(qū)的8戶居民進行了室內外PM2.5同步研究。研究發(fā)現(xiàn)，在室內無人活動時，PM2.5平均質量濃度為37.3 ?g/m3；在打掃過程中，PM2.5平均質量濃度為57.7 ?g/m3；在烹飪期間，PM2.5平均質量濃度高達114.7 ?g/m3。由此可知，居室人員活動是室內主要污染源之一。人體本身就是重要的顆粒物發(fā)生源，人們在完成起立或坐下等動作時釋放的PM2.5為2.5×106個∕min，即使在靜止的狀態(tài)下，人們自然釋放出的PM2.5也可達到105個/min。盡管完成這些動作所需的時間非常短，但是，它已經能夠使顆粒物的質量濃度增長數(shù)倍。此外，某些特殊人員的愛好（比如抽煙、熏香等）也會影響室內空氣中細顆粒物的質量濃度。Lee shun-cheng等人研究了香港常見的10種熏香發(fā)現(xiàn)，在10種熏香燃燒時，PM2.5和PM10釋放量的變化范圍分別為9.8～2 160 mg/h和10.8～2 537 mg/h。

1.2 辦公環(huán)境

在辦公場所，吸煙和辦公電器用品的集中使用是造成空氣顆粒物質量濃度增加的主要原因。

1.2.1 環(huán)境煙草煙霧

一般情況下，現(xiàn)代化的辦公環(huán)境都處于寫字樓式的高層建筑中，可利用面積小、人員密度大、休閑場所小、功能單一、格局對稱，主要以機械空調通風為主。因此，辦公環(huán)境中普遍存在由于吸煙而產生的環(huán)境煙草煙霧（Environment Tobacco Smoke，ETS）污染。調查發(fā)現(xiàn)，在各類辦公類環(huán)境中，ETS占顆粒物總質量濃度的50%～80%，在休息區(qū)和會議室，這個比例則高達80%～90%.在吸煙時，顆粒物的排放強度為14 mg/支，環(huán)境煙草煙霧的粒徑范圍在100～1 000 nm之間。在1支香煙燃燒的過程中，平均每分鐘產生的細顆粒物達1.67 mg。另外，ETC上載帶有大量的多環(huán)芳烴（PAHS），這些PAHs大都具有很強的致癌毒性。

1.2.2 復印機等辦公設備的集中使用

通常情況下，辦公環(huán)境中都裝配有成套的辦公設配，比如打字機、打印機等。目前，對辦公設備是否是污染辦公環(huán)境的主要污染源的研究并不多，但是，已有研究顯示，辦公設備的使用確實會造成室內顆粒物的增多。復印機在使用狀態(tài)或者通電閑置狀態(tài)下都會產生PM2.5顆粒物，并且顆粒物的發(fā)生率與復印速率和復印方式有很大的關系。

2010-01-31—2010-02-07，鄢超、楊凌霄等人對濟南市某典型商業(yè)環(huán)境作了顆粒物研究。實驗結果表明，粒徑為10～20 nm的顆粒物在上午和下午工作時間段出現(xiàn)了波動，由800個/cm3漲至1 800個/cm3，辦公室環(huán)境顆粒物的質量濃度變化與辦公室打印機的使用密切相關。

1.3 公共場所（商場、電影院、醫(yī)院、學校等）

公共場所人群密集，人群來源地域性比較廣，人們的健康情況也比較復雜，所以，通風不暢和濫用空氣清新劑是目前公共場所內空氣中顆粒物質量濃度增高的主要原因。

1.3.1 通風不暢

出于節(jié)約能源的考慮，很多公共場所減少了建筑新風量值，使得公共場所的空氣質量顯著下降。崔家昌等人對23間賓館客房作了新風量的測試，結果顯示，有6間客房的新風量均小于30 m3/h，不符合國家規(guī)定的新風量（一般賓館類建筑室客房每人30～50 m3/h）標準。2010年，溫彥平檢測了太原市9個公共場所的室內空氣質量狀況。結果顯示，在1年4個季度中，公共場所都會受到不同程度的污染，其中，主要污染為氨和甲醛的質量濃度超標。2006-05—09，梁安錦、蔡篤書等人監(jiān)測了?？谑协偵絽^(qū)包括旅館、招待所、影劇院、影視廳、歌舞廳、休閑足健中心、網吧和茶坊等在內的89間公共場所。在監(jiān)測到的各項室內空氣質量指標中，污染比較嚴重的項目是 PM10和CO2。這些問題都與公共場所通風不暢有直接的關系。

1.3.2 熏香、空氣清新劑等

為了消除人群密集的公共場所里的各類異味或者出于殺菌消毒的目的，一般管理者往往采用噴灑消毒劑、空氣清新劑等除味和消毒。在噴灑消毒劑或空氣清新劑的過程中，不僅這些消毒劑和清新劑本身的組分會造成室內細粒子的質量濃度升高，同時，還會造成二次污染。付曉辛和王新明研究了廣東市場上有售的26盒清新劑中的揮發(fā)性物質。結果顯示，使用空氣清新劑，會導致室內萜類化合物的質量濃度達到每立方米幾十甚至幾百微克，而這些有機化合物會與空氣中的臭氧等物質反應，生成二次氣溶膠物質。

2 影響室內環(huán)境顆粒物質量濃度的因素

通風狀況、環(huán)境溫濕度和環(huán)境中活性物種的質量濃度會直接影響室內環(huán)境中顆粒物的質量濃度。

2.1 通風狀況

在很大程度上，室內空氣的通風狀態(tài)決定了室外顆粒物對室內空氣品質的影響。王園園等人在監(jiān)測南京市部分居民室內的PM2.5和PM1.0的污染狀況時發(fā)現(xiàn)，室內PM2.5和PM1.0的質量濃度上午時段最高，這與大多數(shù)居民都會在上午開窗透氣有關。開窗換氣很容易使室外顆粒物進入室內，從而導致室內PM2.5和PM1.0的平均質量濃度升高。韓云龍等人研究了有/無自然通風下室內顆粒物的分布特征。結果顯示，無通風條件下室內顆粒物的質量濃度（PM10與PM2.5顆粒物室內平均質量濃度分別為133 ?g/m3和119 ?g/m3）要小于自然通風條件下室內顆粒物的質量濃度（PM10與PM2.5顆粒物室內平均質量濃度分別為149 ?g/ m3和138 ?g/ m3）。

2.2 環(huán)境溫濕度

室內環(huán)境中顆粒物的質量濃度與環(huán)境溫濕度有很大的關系。張振調查研究了室內濕度與顆粒物的關系，結果表明，相對濕度與PM10呈正相關，而相對濕度的增加會增加PM10的質量濃度。崔術祥在其碩士畢業(yè)論文中比較了RH為0%（本底背景），35%，50%，65%和85%的情況下顆粒源的釋放速度。研究發(fā)現(xiàn)，顆粒物釋放呈衰減狀。隨著相對濕度的增加，相對濕度也越來越大，顆粒間發(fā)生的凝并現(xiàn)象也越顯著，凝并會生成粒徑約為0.3～30 μm的顆粒物。

2.3 環(huán)境中活性VOCs的含量

Aoki等人通過研究發(fā)現(xiàn)，當臭氧與活性VOCs（比如萜烯類物質）共同存在時，會相互作用，造成二次有機氣溶膠（Secondary organic aerosol，SOA）污染。為了進一步研究SOA的發(fā)生機制，Toftum 等人詳細研究了松木板釋放出的VOCs與臭氧共同作用下SOA的污染情況。研究發(fā)現(xiàn)，當臭氧濃度約20 ppb時，SOA的質量濃度達到15 μg/m3；當臭氧濃度約為40 ppb 時，SOA的質量濃度約為95 μg/m3。實驗結果說明，當有活性VOCs存在時，環(huán)境中的臭氧濃度與SOA的質量濃度成正比。章旭陽等采用等離子體技術研究了苯乙烯的降解行為，實驗結果顯示，在苯乙烯的降解過程中，會有數(shù)量巨大的粒徑分布在28～384 nm之間，進而產生氣溶膠物質，這應與體系內臭氧和苯乙烯的共存有關。

3 研究展望

改善我國的大氣環(huán)境質量不是一朝一夕就能完成的，而如何改善現(xiàn)有的室內空氣質量，營造良好的室內空氣質量是今后室內空氣研究工作的重點。針對目前室內環(huán)境顆粒物的污染現(xiàn)狀，應先從加強基礎研究、室內空氣質量分類管理、完善室內空氣標準和加快室內空氣污染控制技術開發(fā)4個方面開展工作，以便更好地保障室內人群的安全。

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〔編輯：白潔〕

Abstract： Indoor air quality has a direct impact on human health， long-term work and living in the indoor environment in the space， will cause great harm to peoples health. This paper focuses on the three typical indoor home environment（office environment and public places） in particulate matter pollution situation and characteristics， and analyses the effect of ventilation， temperature and humidity of environment， and the environment of active organic compounds on the concentration of particles in the indoor air quality sound， and puts forward the research direction of the future of the indoor air quality management ideas and indoor air particulate matter pollution.

Key words： indoor air； particulate matter； pollution； ventilation condition