室内挥发性有机物（VOCs）污染特征与控制技术探讨

赵鲁华　王劭然　王振

摘要：挥发性有机物（VOCs）是室内空气污染的重要来源，会对人体健康造成严重威胁。我国室内VOCs的研究起步较晚，研究仍处于起步阶段，对于这个领域的研究还没有引起足够的重视。本文重点探讨了室内主要VOCs的污染特征，并提出了降低VOCs污染的控制技术与对策，有助于进一步深入研究室内VOCs的治理。

关键词：室内空气污染；挥发性有机物；污染特征；控制技术

中图分类号：X 131.1 文献标识码：A 文章编号：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

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds， VOCs）是一类重要的室内空气污染物，通常指常温下饱和蒸汽压大于0.07 MPa或沸点小于260oC的有机化合物，主要包括芳香烃、脂肪烃、卤代烃、醛类、脂类等化合物[1-2]。室内VOCs主要来自于室内和室外两部分，其中室内VOCs主要来自三大类，主要分为为建筑材料与家具、家居和办公用品以及日常生活三部分。研究表明，室内空气VOCs直接影响人体的身体健康，也是评价室内空气质量的重要衡量标准之一。世界卫生组织（WHO）认为，室内空气中的VOCs 会导致人体产生头痛、恶心、疲劳、眩晕、皮肤红肿等症状，部分有害有机物具有致癌、致畸、致突变毒性，是引起“建筑物综合症（SBS）”、“建筑物关联症（BRI）”等疾病的主要诱因[3]。本文主要从室内VOCs种类特性以及处理技术等方面探讨。

1 室内VOCs种类特性

表1为室内空气中典型的VOCs种类与浓度范围。从表1我们可以看出，室内VOCs包括脂肪烃、芳香烃、萜烃、卤代烃、醇、醛、酮和酯等八大类，其中脂肪烃种类最多，主要有环己烷、甲基环戊烷、己烷、庚烷和壬烷等。高浓度的VOCs主要有甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、α-蒎烯等四种。我国《室内空气质量标准》（GB/T18883-2003）中主要规定了TVOCs、甲醛、苯、甲苯、二甲苯的浓度标准限值，分别为0.60、0.10、0.11、0.20和0.20 mg/m3（表2）。对比分析表1和表2可以看出，苯系物，如苯、甲苯和二甲苯，最高浓度值均超过了国家标准限值要求。我们也可以推断，苯系物可能是我国室内空气VOCs污染的主要来源之一。

1.1 甲醛

甲醛是一种具有特殊刺激性的无色气体，易溶于水，具有普遍的毒性作用，特别是损害中枢神经系统、感觉器官、肝脏、肾，还具有剧烈的刺激作用、致癌作用、诱变作用。当空气中甲醛浓度达到0.084mg/m3时，会影响眼睛感光性；当气中甲醛浓度达到0.098 mg/m3时，影响中枢神经系统功能活动。此外，甲醛对粘膜还有刺激作用，低浓度时可导致结膜炎、鼻炎、咽炎等，高浓度时会发生喉部痉挛、肺水肿、肺炎及死亡。

在装修过程中，甲醛主要作为涂料有机溶剂使用，帮助涂料体系中基料、添加剂、填料充分的混合分散，还可以赋予涂层表面出色的光泽度和光滑的手感，进而增强涂层的耐划痕和耐摩擦性能。因此，甲醛普遍存在于胶合板、刨花板等胶粘等制品，以及绝缘保温填料、合成纺织品[5]。在一定程度下，甲醛可从各种胶合板、刨花板等胶粘木制品、绝缘保温填料中释放出来，对人体造成一定的伤害。目前，我国住宅室内甲醛的适用标准有《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002（小时平均值≤0.1 mg/m3）和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB/T 50325-2014（≤0.08 mg/m3），此外，世界卫生组织（WHO）推荐室内的甲醛浓度基准值为0.1 mg/m3（30 min），加拿大的住宅室内甲醛的基准值为0.123 mg/m3（小时平均值）。对比分析可知，我国和国际其他的地区室内甲醛浓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总称，广义上的苯系物包括全部芳香族化合物，狭义上的特指包括在人类生产生活环境中有一定分布并对人体造成危害的含苯环化合物。苯系物是人类活动排放的常见污染物，数量可高达千万种以上，但一般意义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、二甲苯四类为代表性物质。

在装修过程中，苯系物作为涂料或油漆的溶剂使用，作为工业上经常使用的有机溶剂，被广泛应用于油漆、脱脂、干洗、印刷、纺织、合成橡胶等行业。在涂料未干或干后时间较短的期间，有苯从漆膜中挥发到空气中。苯系物是一种可以造成急性和慢性中毒的有毒物质，对皮肤有刺激作用，能诱发人的染色体畸变。在各种建筑材料中的有机溶剂中，如油漆的添加剂和稀释剂以及一些防水材料的添加剂含有大量的苯，装修中使用的胶、涂料也会含有苯、甲苯、二甲苯，一般是共存的。由于多数苯系物具有较强的挥发性，在常温条件下很容易挥发到气体当中形成挥发性有机气体，会造成VOCs气体污染。2002年11月19日，国家质量监督检验检疫总局、国家环保总局和卫生部制定的中国第一部综合性的《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002），规定了苯的小时均值为0. 11 mg/m3，甲苯和二甲苯分别为0.20 mg/m3。

2 室内VOCs污染控制技术与对策

2.1 污染源头控制

消除或减少室内挥发性有机物污染的重要方式之一就是源头上控制该类物质的产生，进而改善室内空气质量。实施绿色环境设计，选用绿色环保的装修材料，减少甲醛、苯、甲苯和二甲苯等高度有机溶剂的使用，能保证源头上减少挥发性有机物的产生。同时，国家质量监督检疫总局也制定了相应的国家和行业标准，从源头上对室内装修材料中有毒有害物质的含量进行了严格限制，进而减少甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害物质的添加量。政府也应成立相应的监管部门，对绿色环保建材进行严格把关，对产品进行抽样调查，不让不合格产品流于市场。此外，吸烟和燃具的使用也会造成室内挥发性有机物污染。因此，在室内减少吸烟和对旧燃具的改造和更新换代可以减少或避免室内挥发性有机物的危害程度。

2.2 加强室内通风

室内是人类长时间活动的场所，而通风是减少室内挥发性有机污染物的重要手段之一，也是改善室内空气质量的关键和最有效措施。加强室内通风换气，使室内外空气进行流通，与之形成对流，进而减少室内挥发性有机污染物的累积，是减少挥发性有机物浓度方便快捷的手段之一。研究人员对比分析不通风与通风条件下甲醛浓度发现，关窗后会明显增加室内空气中甲醛的浓度，可见通风能使气流流动，降低室内挥发性有机污染物浓度。此外，室内外空气交换频率越高，减少室内挥发性有机污染物的效果越好。在火车站、商场、超市等公共场所，人群过于密集，加大通风频率，可以利用空调系统对室内空气进行强制的换气，以保证呼吸到健康的空气。

2.3 活性炭吸附

挥发性有机物的处理方法主要为消除法，即通过化学或生物反应，用光、热、催化剂和微生物等将有机物转化为无毒无害的水和二氧化碳，主要包括热氧化、催化降解、生物氧化、电晕法、等离子分解法、光分解法、吸附法等[6-7]。其中，吸附法作为传统的方法，广泛用于挥发性有机污染物的处理，应用最多的吸附剂是活性炭。活性炭具有高度发达的微孔结构，比表面积大，吸附效果好，活性炭吸附主要特点为：1）活性炭是非极性吸附剂，能够吸附非极性物质；2）活性炭疏水性强，在有水或水蒸气存在的情况下仍具有吸附能力；3）活性炭孔径分布广，能够吸附不同分子量的有机物质；4）活性炭的化学稳定性和热稳定性要好于其他吸附剂。活性炭吸附主要适用于低浓度、温度不高的有机废气治理。但活性炭也受其本身孔径结构、挥发性有机物浓度和物化性质等因素的影响[8]。

参考文献

[1]羌宁.城市空气质量管理与控制[M].北京：科学出版社，2003.

[2]耿士彬，周永红.室内空气中可挥发性有机化合物的研究[J].建筑热能通风空调，2002，21（6）：26-28.

[3]万文亚，李英杰，汪鸾姣等.室内空气中SVOC的危害、研究现状与对策[J].上海工程技术大学学报，2016，30（1）：66-69.

[4]陈清，余刚，张彭义.室内空气中挥发性有机物的污染及其控制[J].上海环境科学，2001，20（12）：616-620.

[5]刘晓途，闫美霖，段恒轶等.我国城市住宅室内空气挥发性有机物污染特征[J].环境科学研究，2012，25（10）：1077-1084.

[6]程琰，尹华强，刘勇军等.多孔炭材料在室内空气污染控制中的应用[J].林产化学与工业，2004，24（2）：92-96.

[7]陈小泉，沈文浩.纳米TiO2晶体胶体膜的光催化降解[J].环境科学与技术，2008，31（10）：132-134.

[8]潘碧云，李彦旭，王军.活性炭吸附挥发有机气体的影响因素[J].广东化工，2008，35（1）：81-83.

收稿日期：2016-06-20

作者简介：赵鲁华（1984-），女，工程师，主要从事环境保护管理工作.