污染物对室内空气的危害率法——以张家口地区为例

刘 逸 伦

(河北大学 生态环境系，河北 保定 071000)

0 引 言

室内空气质量与人类生活、工作之间具有着密切联系，健康的住宅环境无疑是今后我国城市建设中可持续发展的目标和方向。室内空气品质评价是认识室内环境的一种科学方法，人们要确定室内空气品质状况对生存和发展的适宜性，就必须进行室内空气品质的评价，采用数量化手段对室内环境污染物要素进行分析，综合主、客观评价对室内空气品质进行定量的描述，有助于掌握室内空气品质状况和变化趋势，评价室内空气污染对健康的影响，为制订室内空气品质标准、控制室内空气污染、改善室内环境质量提供科学依据和方法。

1 评价因子的选择

室内污染物种类繁多，可分为颗粒(固体、液体或生物颗粒)和气体，它们当中有的会引起某种令人不愉快的感觉，有的被认为对健康有害，还有一些目前还不为人类所认识。就其来源来讲，有的来自室内的材料、设备以及生物活动，有的来自室外空气的渗透，还有的来自暖通空调系统，这些物质的存在是室内空气品质不良的重要原因。由于种类繁多，不可能对每种污染物都进行检测，需要从中挑选有代表性的、对人体感觉和健康有重要影响的因子作为室内空气品质检测和评价的内容。几十年来人们对各种污染物的发生源、散发强度、对健康的影响、控制策略进行了深入的研究，获得了大量有价值的资料。目前国内外普遍关注的室内污染物有甲醛、氨、苯、二甲苯、总挥发性有机化合物(total volatile organic compounds，TVOC)、CO、CO2、NO2、SO2、悬浮颗粒、浮游微生物和氡气等。这其中的每一种物质都代表了一组污染物的信息，反映出室内空气的现状。本文在评价室内空气品质时，立足于取样点的地域特点，选取甲醛、氨、苯、TVOC作为评价因子。

2 评价标准的确定

在环境评价中，一般有表1所示的等级划分。

表1 环境评价的等级划分

参考以上分类，考虑到室内空气中污染物质量浓度一般较低，在对室内空气品质进行评价时，我们将它分为4级：清洁、未污染、轻污染、重污染。目前已有学者提出了一套室内空气品质标准的建议值，国家也制定了有关室内空气环境的国家标准：住宅建筑室内装修污染控制技术标准(JGJ/T 436—2018)，这些建议和国家标准都规定了室内污染物的最高容许质量浓度，在这里把这些限定值作为污染级别的限定值。其中，Ⅰ级的限定值定义为清洁，Ⅱ级的限定值定义为轻污染，Ⅲ级的限定值定义为中污染，大于限定值定义为重污染。由于该标准中未涉及氨的等级划分，依据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325—2010)，并结合实测数据给出室内空气品质评价标准(表2)。

表2 室内空气品质评价标准 单位：mg·m-3

3 污染物对空气的危害率法

某种污染物对水体造成的损失，L.D.詹姆斯曾用“损失-浓度曲线”加以描述(图1)[5-6]。室内空气污染品质评价与水污染品质评价有相似之处，借助于“损失-浓度曲线”描述室内空气污染“室内空气品质危害-浓度曲线”。即随着空气中某种污染物质量浓度的上升，该污染物对空气品质的危害增大，该污染物质量浓度达到临界值，其危害趋于平缓。

图1 污染损失-浓度曲线

鉴于该曲线的分布特征，设污染物的浓度与空气品质的危害率方程为

(1)

式(1)中ri表示室内空气污染物对空气的危害率，xi表示污染物浓度，a、b表示该污染物决定的待定参数。a,b值的确定，根据张家口地区多年来污染物检测数据结合污染等级标准值综合确定。

当xi→0时，ri→0，说明当空气没有该污染物即某种污染物质量浓度值为0时，室内空气质量危害值为0，也就是空气质量没有危害；当xi→+∞时，ri→a，理论上说a→1，说明当空气中某种污染物质量浓度值相当大时，室内空气质量被完全危害，即ri→1。

为充分利用所建数学模型曲线特征，使日常检测数据有较大的区分度，可参照概率论中的置信度的设定，假设室内空气污染物浓度xi取x小和x大时，对环境的危害率分别为0.05和0.95。根据表2中室内空气品质评价标准，可取各污染物清洁等级临界值为x小，用各个污染物检测数据最大值进行试算，在xi→x大时，a→1的前提下，可确定参数a、b的值，分别见表3和表4。

表3 2013—2018年室内空气污染物质量浓度最值 单位：mg·m-3

表4 a、b的取值 单位：mg·m-3

依据表2及表确定a、b的值，按照公式(1)，可得适合取样点地域室内空气质量评价等级标准，见表5。

表5 室内空气质量评价等级标准

在忽略各种污染物间的协同和拮抗作用的条件下，假设单个污染物对室内空气的危害是相互独立的，由事件之间的相互独立性可知综合污染危害率为

(2)

按照公式(2)，可得适合张家口地区室内空气质量综合污染危害率(表6)。

表6 综合污染率评价等级

利用公式(1)和公式(2)，对取样点地区近6年的检测数据进行统计分析，分别统计出建筑物装修前后的综合污染危害率(分别为R前，R后)，得到装修造成的综合污染危害率差值为

ΔR=R后-R前

(3)

从而获得建筑装饰材料对污染物质量浓度的影响(表7)。

表7 建筑装饰材料对污染物质量浓度的影响

根据表7得到装修造成的综合污染危害率为

ΔR=R后-R前=0.4123

4 评价实例

本文选取张家口市某区4栋大楼作为此次检测对象，检测得出室内空气品质实测值(表8)。

表8 4栋大楼的室内空气品质实测值 单位：mg·m-3

由公式(2)和表6，可得综合污染危害率和污染程度(表9)。

表9 综合污染危害率和污染程度

根据表9，可得到如下结果：

(1)每一楼号对应的污染程度即为其室内空气品质评价的结果，可见1栋属于清洁等级，2栋、3栋和4栋属于轻污染等级。

5 结 论

(1)污染物对空气的危害率法计算过程简单方便，实测得到的所有数据对评价结果都有影响，充分利用了获得的信息。根据污染物对空气的危害率法，可确定样本的级别，评价结果直观可靠。

(2)由污染物对空气的危害率法可以看出，该模型是一种反映污染损失变化的机理性模型，其理论依据是较充分的，用它进行环境质量评价时，其结果的准确性和可靠性依赖于模型中参数a,b的准确性，而这又反映在其所依赖的环境标准的可靠程度上。此外，在确定参数a、b的过程中，我们假设了室内空气污染物浓度xi取最小值和最大值时，对环境的危害率分别为0.05和0.95，这个可靠度的选择也是可以变化的，如果要求高还可以认为对环境的危害率分别为0.01和0.99。