西安某高校美术教室室内空气品质测试及分析

薛永强 宣永梅



西安某高校美术教室室内空气品质测试及分析

薛永强 宣永梅

（西安工程大学 西安 710048）

测试了西安某高校水粉、油画以及漆画三种美术教室在上课和放学后室内TVOC的值以及一间普通教室内的TVOC值，根据测试数据分别计算了美术类师生的终生癌症风险（LCR）值。测试及分析结果表明，三类美术教室室内TVOC值在上课时都高于标准值，下课后应至少经过8小时再进入教室。美术类师生的LCR值几乎都高于标准值，甚至达到标准值的74倍。建议美术教室应该注意通风，可考虑安装空气净化器。

美术教室；TVOC；终生癌症风险

0 引言

室内环境是人们接触最频繁、最密切的外部环境之一，教室是学生获取知识的主要场所[1]，一名在校大学生约有40%以上的时间停留在教室内，教室内空气质量的好坏直接影响到学生的学习效率以及生理和心理健康[2]。对于学习美术的学生和美术老师来说，则需要经常与美术颜料打交道。目前使用的美术颜料品种很多，常用的有：油画颜料、水彩颜料、水粉颜料、国画颜料、丙烯颜料、油漆颜料、纤维颜料等等。从卫生学的角度来看，在那些色彩缤纷的美术颜料中，含有多种对人体有害的化学物质，如苯、甲苯、甲醛等，若不注意防护，可对人体造成潜在性危害，影响身体健康。

对于美术教室室内空气品质的研究较少，国外的Emre Can[3]等人对土耳其某美术教学楼的教室进行了测试，并分析了其室内美术颜料释放出的总挥发性有机化合物（TVOC）中各有害成分的含量。国内并没有学者专门对美术类教室室内空气质量作相关研究。故笔者通过现场测试的方式，分析了西安某高校美术教室的室内空气品质，并采用终生癌症风险（LCR）值分析美术教室内TVOC浓度对学生和教师健康的影响。

1 测试对象

被测教学楼位于西安市临潼区，该教学楼坐北朝南，共5层，被测教室分别为524、522、526教室，每个教室均安装6个风扇，小型窗户8个（70 cm×120 cm），教室可容纳学生约20人。在该栋教学楼选取了一个同面积、同朝向、正常上普通课程的422教室作为对比教室，教室内风扇和窗户数量和美术教室相同，可容纳学生50人。

2 测试方法及内容

2.1 测试项目及仪器

主要测试参数、测试仪器及其范围和精度见表1，其中，TVOC的测试需要加专用的TVOC探头。

表1 主要测试参数及仪器

2.2 测点布置

根据《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）[4]中室内空气采样布点的要求，根据教室面积，所测教室属于中小型教室，故以室内中心点作为教室浓度的代表值，在被测教室的中心位置布置1个测点，测点距离墙壁大于1 m，采样点高度为1.2 m，即坐姿下人体呼吸带位置。

2.3 测试内容

上午8:00—12:00的TVOC测试间隔时间为30分钟，下午12:00—22:00对油画和漆画教室的TVOC衰减测试间隔时间为1小时。

图1 被测教室平面图（图中圆所在位置即为测点的位置）

表2 测试具体内容

3 测试结果与分析

3.1 教室内TVOC的变化

3.1.1 上课教室内TVOC的值

图2给出了上午8:00—12:00上课时不同教室内TVOC值的变化曲线。从图中可以看出，水粉、油画、漆画教室在上课时，室内TVOC的值都高于普通教室内的值。其中，水粉教室的TVOC值略高于标准值（标准值为0.6 mg/m3），而油画和漆画教室的TVOC值严重超标，最高时分别为标准值的4.7倍和7.5倍。三类教室内的TVOC值从8:00开始就都呈现增长趋势，并在9:30出现快速增长的趋势，其原因是因为在9:30之前，大部分学生还是在做一些美术前的准备工作，例如素描工作。9:30之后，大部分学生开始使用颜料，导致室内TVOC急速增加，并且在11:00左右达到一个峰值，11:00之后进入老师点评工作，颜料使用量减少，室内TVOC也相应减少。

图2 不同上课教室内TVOC值的变化曲线

3.1.2 下课后教室内TVOC的衰减

在学生中午12:00放学后，对油画和漆画教室进行了室内TVOC值的衰减测试，得到图3。从图中可以看出，授课结束后的油画教室，在教室通风良好的情况下（开启教室的全部门窗和电风扇），于当日下午17:00之后，教室内的TVOC值会稳定在标准值以下。反观漆画教室，则在20:00之后室内TVOC值才能下降到0.6 mg/m3。因此，建议油画教室和漆画教室在上课结束后，要进行很好的通风，并且经过至少5和8小时之后再进入，以保证学生的身体健康。

图3 油画和漆画教室内TVOC的衰减变化曲线

3.2 美术教室内人员健康风险的计算

由上述测试结果可见，绘画教室内TVOC值明显超标。TVOC会影响人体健康，世界卫生组织（WHO）的报告指出，人体对苯和甲醛等的长期暴露，会导致癌症、白血病等恶性疾病[5]。美国加州环保局的研究亦表明，TVOC对人体呼吸系统、心血管系统、神经系统、消化系统和生殖系统等会产生明显的不良影响[6]。健康风险评价是以风险度作为评价指标，定量描述环境污染对人体健康危害的风险。1976年美国环境保护局（EPA）[7]首次公布了致癌物的风险评价准则，即LCR评价法，该方法已被荷兰、法国、日本、中国等国家采用，是国际公认的健康风险评价方法。为此本文将采用LCR评价法对美术类师生的终生癌症风险进行评估计算，其终生癌症风险计算方法见公式（1）：

=•（1）

式中，为平均日暴露量，mg/(kg·d)；为斜率因子，kg·d/mg。

平均日暴露量CDI的计算方法见公式（2）：

=(••••)/(•) （2）

式中，为污染物浓度，mg·m-3；为吸入速率，m3·h-1，根据美国环境保护局（EPA）的规定，一般取值为20；为暴露时间，h·day-1；为暴露频率，day•year-1；为暴露持续时间，year；为平均时间，day，一般取值为人70岁的时间，即25550 day；为体重，kg，一般情况下取值为70 kg。

由于TVOC是由许多种有害气体组成的混合气体，没有固定的值，通过查阅资料并计算得知，在美术颜料中所释放的TVOC中苯的含量约为0.3%[3]，查阅得知苯的值为0.029 kg·d/mg[8]。取8:00—12:00教室内TVOC值的算数平均值为TVOC的含量，通过苯在TVOC中的占比可算出苯的含量，即作为污染物浓度的值。

3.2.1 学生的LCR值

对于学习美术的学生而言，上课时间为8:00—12:00，故暴露时间为4 h·day-1；学生按照每周上3天美术课，1年按照上30周计算，即暴露频率取值为90 day·year-1；暴露持续时间按照4年计算，可以计算得到学生的LCR值，见表3。美国环境保护局EPA规定的LCR安全限值为1×10-6，由表3可以看出，上水粉课和在普通教室中上课的学生终身癌症风险值LCR都未超过规定值，但是上油画课和漆画课的学生LCR值分别达到了标准值的2.5倍和3.7倍。由此可见，上油画课和漆画课时，室内空气质量差，对学生的身体健康会有很大的影响。

3.2.2 教师的LCR值

对于从事美术教育的教师而言，他们在授课结束后往往还会做绘画的工作，他们接触美术颜料的时间也更长，因此他们的暴露时间和暴露频率以及暴露持续时间都比学生要高很多。通过调查得到计算教师LCR值时所需的各项数据并计算得到LCR值，计算结果见表4。

表3 学生的LCR值

表4 美术老师的LCR值

由表格中计算结果可知，对于从事美术教学的老师，其终身癌症风险值LCR都远远超过规定的标准值，最高可达到标准值的74倍。

从测试结果来看，美术颜料对于师生的身体健康存在很大的威胁。建议美术类专业的学生和从事美术教学工作的老师，在上课时，尽量戴上有过滤效果的口罩，保持教室内通风良好。课间尽量在教室外活动，避免长时间接触颜料。如果学校有条件的话，可以在教室安装空气净化器，为师生提供一个健康的教学环境。

4 结论

本文测试了西安某高校水粉、油画以及漆画三种美术类教室在上课时室内TVOC的值以及放学后教室内TVOC值随时间的衰减过程，并测试了一间普通教室内的TVOC值作为对照试验，最后分别计算了美术类学生和美术老师的终生癌症风险（LCR）值。通过对比分析得到：

（1）水粉、油画、漆画教室在上课时，室内TVOC的值都高于标准值，尤其是油画教室和漆画教室分别达到标准值的4.7倍和7.5倍。

（2）放学后，油画教室和漆画教室室内TVOC的值分别在17:00和20:00才能衰减到标准值以下。

（3）在水粉教室和普通教室中上课的学生终身癌症风险值LCR都未超过规定值，但在油画和漆画教室上课的学生LCR值分别达到了规定值的2.5和3.7倍。

（4）从事美术教学的老师，其终身癌症风险值都远远超过规定的标准值，最高可达到标准值的74倍。

（5）建议美术类的师生在上课时尽量戴上有过滤效果的口罩，保持教室内通风良好，课间尽量在室外活动，避免长时间接触颜料。学校有条件的话可以在教室安装空气净化器。

[1] 刘宁,陈艳超.长大公路隧道洞内值班室空气质量改善研究[J].制冷与空调,2017,31(4):359-363.

[2] 翟金故,张前龙,胡琼.某地区高校教室内空气污染状况的研究[J].安徽医科大学学报,2004,39(3):231-232.

[3] Emre Can, Özlem Özden Üzmez, Tuncay Dögeroglu, et al. Indoor air quality assessment in painting and printmaking department of a fine arts faculty building[J]. Atmospheric Pollution Research, 2015,(6):1035-1045.

[4] GB/T 18883-2002,室内空气质量标准[S].北京:中国标准出版社,2002.

[5] WHO. WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants[Z]. World Health Organization, 2010.

[6] OEHHA. The air toxics hot spots program guidandce manual for preparation of health risk assessments[R]. Office of Environmental Health Hazard Assessment, California Environmental Protection Agency, 2003.

[7] USEPA. Risk assessment guidance of superfund volume i-human health evaluation manual (Part A)[R]. Washington, DC. USEPA, Office of Emergency and Remedial Response, 2007.

[8] USEPA. Integrated Risk Information System[EB/OL]. http: //www.epa.gov/iris, 2007-10.

Indoor Air Quality Test and Analysis of Art Classroom in a University in Xi'an

Xue Yongqiang Xuan Yongmei

( Xi'an Polytechnic University, Xi'an, 710048 )

The TVOC value of three art classrooms and one common classroom of a university in Xi' an were tested. The corresponding lifetime cancer risk (LCR) of art teachers and students are calculated based on the test data. According to the tested data and analysis, the indoor TVOC value of these three kinds of art classroom are higher than the standard value in class, and it is recommended to entered into the classroom at least 8 hours after class. The LCR value of art teachers and students is higher than the standard value. Its maximum value is even 74 times than the standard value. It is suggested to apply ventilation system or air cleaner equipments in the art classroom.

art classroom; Total Volatile Organic Compounds; the lifetime cancer risk

1671-6612（2018）04-387-04

TU834.8

A

薛永强（1992.06-），男，在读硕士研究生，E-mail：xue9265@qq.com

宣永梅（1977.02-），女，博士，教授，E-mail：94619122@qq.com

2017-11-23