室内环境中有害有机物污染现状及标准研究
2015-07-09谭和平钱杉杉孙登峰叶善蓉乔倩叶德萍
谭和平 钱杉杉 孙登峰 叶善蓉 乔倩 叶德萍
摘要:为增强室内环境质量标准对我国室内环境有机物污染的适用性,研究我国室内环境中有机污染物标准以及2008年以来我国室内环境中有机污染物相关的文献资料,分别分析我国室内环境质量标准限定的有机污染物、未限定的挥发性有机污染物(VOCs)和未限定的半挥发性有机污染物(SVOCs)的污染现状,总结甲醛、苯系物、多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多溴联苯醚等的污染水平特征。结果显示:国家标准规定的甲醛、苯、甲苯、二甲苯、总挥发性有机物(TVOC)等室内空气中有机物超标严重,同时国家标准未限定的多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多溴联苯醚等有机污染物在我国室内环境中亦以危害人体健康的浓度水平普遍存在。鉴于此,建议我国环境质量标准对这些有害有机物进行限量,以提高人们居住环境的安全和健康。
关键词:室内环境;空气;标准;有机物;VOCs;SVOCs
文献标志码:A 文章编号:1674-5124(2015)01-0001-05
0引言
随着生活水平的提高,人们不断追求高的居住品质,越来越多的装饰装修材料、木制家具、新型家收稿日期:2014-08-16:收到修改稿日期:2014-09-25基金项目:质检公益性行业科研专项(200810586)作者简介:谭和平(1957-),男,重庆市人,研究员,享受国务院政府津贴专家,从事测试技术与标准研究。电产品、生活家居用品等入驻室内,给室内环境带来了新的有机污染物,并使其成分日趋复杂。目前,室内空气中实际检出的有机污染物已高达数百种,可归纳为挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs)两大类。然而,我国现行的室内环境质量相关标准已颁布实施近12年,限制的有机污染物指标仅7项(见表1),已无法满足实际情况,不能起到保护人体健康、预防和控制室内空气污染的作用。为了完善室内环境质量标准对污染物控制的适应性,本文以国家现行的室内环境质量相关标准为出发点,分析了2008年以来我国室内环境中有机物污染的研究资料,对国内各地室内空气中有机污染物的浓度水平进行了统计,为制订更加适合当前国情的室内环境质量标准提供依据和有益参考。
1我国室内环境中有机污染物标准现状
我国现行有效的室内环境质量标准分别是GB/T 18883——2002《室内空气质量标准》和GB50325——2010《民用建筑工程室内环境控制规范》。除此之外,另有22项室内空气卫生标准,包括9项国家卫生标准、12项公共场所国家卫生标准和1项行业卫生标准。其中,涉及有机污染物的标准有17项,包括有机污染物限量指标7项,分别为甲醛、苯、甲苯、二甲苯、总挥发性有机物(TVOC)、苯并[α]芘、对二氯苯。表1详细列出我国室内环境中有机污染物的标准现状及其限量值,可以看出我国的室内环境质量标准存在以下问题:1)有机污染物限制指标少。GB/T 18883——2002中有机污染物限制指标是目前现行有效标准中最多的,也仅仅只有6项,其种类和数量远远低于室内空气实际检出。2)限量值不统一。GB/T 18883——2002要求甲醛的1h平均质量浓度不超过0.10mg/m3,GB/T 16127——1995中要求甲醛任何时候的质量浓度都不能超过0.08mg/m3。3)国家标准之间要求不统一。GB 18468——2001要求对室内空气中二氯苯强制检测,而我国室内空气质量检测普遍依据的GB/T 18883——2002中却没有要求检测该项参数。
2我国室内环境标准所限定有机物的污染现状
通过分析2008年以来我国室内空气中VOCs和SVOCs的研究资料发现,人们对室内空气中有机污染物的检测重点集中在甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC这5项有机污染指标上,甲醛和苯是重中之重。表2将室内环境划分为住宅、办公室和公共场所,给出我国部分地区室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC有机污染指标的质量浓度水平。据资料统计,全国范围内各种室内空气中甲醛、苯、甲苯、二甲苯.TVOC污染现象均很严重,最高质量浓度远远超过国家的标准限量。部分研究资料中甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC的检测值异常高,超过标准限量的百倍甚至千倍,并未纳入表2统计,以下特别指出:甲醛在室内空气中质量浓度高达33.34mg/m3(居室)、5.47mg/m3(办公室);苯在室内空气中质量浓度高达89.52mg/m3(住宅)、117.52 mg/m3(办公室);甲苯在室内空气中质量浓度高达134.11mg/m3(住宅)、21.68mg/m3(办公室);二甲苯在室内空气中质量浓度高达56.42mg/m3(住宅)、59.2mg/m3(住宅)、(2.626±0.804)mg/m3(办公室);TVOC在室内空气中质量浓度高达97.4mg/m3(住宅)、126.35mg/m3(住宅)。
3我国室内环境标准未限定挥发性有机物的污染现状
室内空气中VOCs主要为烷烃、烯烃、卤代烃、芳香烃、萜、醛、酮、酯等。除去国家标准所限定的有机污染物外,对室内空气中其他VOCs而言,由于其种类繁多、成分复杂,国内研究者更倾向于对室内空气中VOCs进行定性分析,少有定量检测。庄晓虹等对装修超过3个月的居室空气中VOCs进行定性分析,共检测出59种VOCs,其中32种为半数以上居室所共有,如乙苯、苯乙烯、对二氯苯、苯甲,醛、1,2-二氯乙烷、蒎烯、萘、乙酸丁酯等。陈迪云等对不同环境的室内空气进行定性分析,共检测出52种挥发性有机物,以卤代烷烃和苯的含氯化合物最多,如二氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、对二氯苯、1,2,4-三氯苯等。降升平对置入4种不同板材制成家具的室内空气样品进行分析,发现板材家具给室内空气引入了新的挥发性有机物,如苯乙烯、乙苯、对二氯苯、偏三甲苯、萘、甲基萘等。笔者实验室在对本市部分室内空气中VOCs的定性分析过程中,亦发现乙苯、苯乙烯、苯甲醛、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、对二氯苯、邻二氯苯、萘、蒎烯等的检出率很高。可以看出,虽然不同环境室内空气中VOCs的组分繁多,但仍然存在一些共同组分,如乙苯、苯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、对二氯苯、邻二氯苯等,这些组分的存在对人体亦存在健康危害。
4我国室内环境标准中未限定半挥发性有机物的污染现状
近年来有研究发现,造成室内空气污染的不仅仅是VOCs,一些半挥发性有机化合物(SVOCs)同样可引发室内空气污染并对人体健康造成危害。室内环境中SVOCs主要是指多环芳烃(polycyclic aromatichydrocarbons,PAHs)、邻苯二甲酸酯(phthalate eSters,PAEs)、多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)等。王立鑫、徐海霞指出我国室内空气中PAHs、PAEs、PBDEs等SVOCs污染问题形势严峻,并阐述了室内主要污染源及对人体的健康危害;国内部分研究者对室内环境中PAHs、PAEs、PBDEs的污染特征及现状展开了研究。
4.1多环芳烃
多环芳烃是一类普遍存在的环境持久性污染物,具有致癌性,占自然界致癌物质总量的1/3以上。家庭住宅和办公室中电子电器产品和家具,以及家庭厨房的燃料燃烧、烹饪油烟和烟草烟雾等能够向室内环境中释放PAHs污染物,人们会通过呼吸、皮肤接触、灰尘摄入等非饮食摄入的途径暴露于PAHs环境中。PAHs对肝、肾等脏器、神经系统、内分泌系统、生殖系统等具有急性和慢性毒性,可诱发肺癌、皮肤癌和鼻癌等疾病。研究表明:PAHs在室内环境的空气、细小颗粒物和灰尘中均被检出;家庭炊事采暖方式、人类活动等是影响室内环境中PAHs含量的重要因素;灰尘摄入对人体的暴露最高,其次是呼吸吸入,皮肤接触对人体的暴露水平较低;室内灰尘中PAHs的暴露水平和癌症风险,低年龄群体要高于高年龄人群,这与婴幼儿的行为和对有毒化学物质具有较高的敏感度有关。表3列出了我国室内环境中16种优先控制的PAHs质量浓度范围,除去芘无致癌性外,蒽、苯并(b)荧蒽为致癌性,其他均为怀疑致癌性。
4.2邻苯二甲酸酯
邻苯二甲酸酯(PAEs)作为增塑剂,被广泛用于玩具、建筑装修材料、电子电器、食品包装、汽车配件、医疗部件等塑料制品行业,以及装饰品、化妆品、日常生活用品等。当其产品入驻室内,随着使用和时间推移,PAEs会不断从产品中释放出来,造成室内环境的污染,人们通过呼吸、皮肤接触、灰尘摄入等非饮食摄入的途径暴露于PAEs环境中。PAEs是一类典型的具有环境雌激素效应的化合物,会导致过敏、男性不育、胎儿畸形、女性内分泌失调、女童发育早熟等一系列严重健康危害,美国环保署已将PAEs列为B2类人类可能致癌物。研究表明:PAEs在室内环境中普遍存在,且污染情况较为严重;邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)是构成PAEs污染的主要来源;室内环境中PAEs的质量浓度存在较大差异,与房间的装修时间、装修特点、生活习惯、塑料制品使用、室内清洁度和开窗通风频率等有关;儿童的PAEs总暴露量高于成人的总暴露量,尤其是DEHP对1-3岁儿童的健康危害最为严重。表4列出了我国室内环境中检出频率最高的5种邻苯二甲酸酯质量浓度范围。
4.3多溴联苯醚
多溴联苯醚(PBDEs)是一种添加型阻燃剂,室内环境中添加了PBDEs的产品主要包括电脑、电视等电子产品的塑料组件,沙发、床垫、地毯等的聚氨酯泡沫材料,电路板、橡胶电缆等,随着其产品使用和时间推移,PBDEs会不断从产品中释放出来,造成室内环境的污染。室内环境中细小颗粒物、空气、灰尘的摄入是人体PBDEs暴露的主要途径。PBDEs会对人体的神经、肝脏、生殖系统产生毒性作用,并具有一定的致癌性;容易引起记忆衰弱及自发性运动活性方面的损伤;影响人体的免疫系统。研究表明:PBDEs在室内环境中已普遍存在,电视、电脑等电子电器是重要的污染源;十溴联苯醚(BDE-209)单体是构成PBDEs污染的主要污染物;影响室内PBDEs质量浓度的因素主要是室内电子电器的数量和类型、使用时间、室内通风时间等,装修和家具对室内空气中PBDEs的浓度水平影响较小;通过灰尘的PBDEs暴露情况对婴幼儿更为显著。表5列出了室内环境中室多溴联苯醚的污染范围。
综上可知,我国室内环境中SVOCs污染情况比较严重,室内空气、可吸入颗粒物和降尘中均有存在,且呈现较高的浓度水平,可通过呼吸、皮肤接触和灰尘摄入方式进入人体,危害健康。由于婴幼儿的特殊行为(吮吸手指、亲吻玩具等),室内灰尘中SVOCs对其暴露水平和健康风险更为严重。
5结束语
1)我国现行有效的室内环境质量标准中对有机污染物的限制指标少,远远低于我国室内环境中实际检测出的有害有机物种类及数量,已不能起到保护人体健康、预防和控制室内空气污染的作用,且还存在实施年限长、限量值不统一、标准要求不统一的问题,亟待更新和完善。
2)室内空气中挥发性有害有机污染整体呈现种类多、浓度范围广、平均浓度高的态势,甲醛和苯是首要污染物。目前,定量化研究最多的是甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC,其他VOCs的定量化研究较少,且系绕性不强。从已开展的工作中可看出,乙苯、苯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、对二氯苯、邻二氯苯等在室内空气中检出频率比较高,且对人体存在危害,建议将其纳入室内环境质量的日常检测,并给出参考限量值。
3)室内环境中半挥发性有机物的污染普遍可见,污染程度比较重,对人体造成的健康危害亦比较严重,特别是对婴幼儿。本文认为应将室内环境中多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多溴联苯醚纳入室内环境质量的日常检测,并给出参考限量值。