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我国室内空气污染控制行业发展概述及发展展望

2024-05-31朱天乐李莹莹岳仁亮张静

中国环保产业 2024年1期
关键词:室内空气净化器净化

朱天乐,李莹莹,岳仁亮,张静

(1.北京航空航天大学,北京 100191;2.中国科学院过程工程研究所,北京 100190;3.中国环境保护产业协会室内环境控制与健康分会,北京 100045)

室内空气质量(IAQ)是反映室内空气温度、湿度和洁净度等诸多因素的一个综合概念,具体表现为,在某个特定环境工作和生活的人群对空气的适宜、接受或认可的程度。适宜、接受或认可程度越高,表明空气质量越好。从科学的角度,系统研究室内空气质量问题始于20 世纪 60 年代的北欧,1965 年荷兰学者开展了全球首个室内与室外空气质量关系的研究。结果表明,在正常气象条件下,室内空气质量比室外差。随后,关于室内空气质量问题的研究一直未停止过,而且涉及面越来越宽。也正是在那个时期提出了室内空气质量的概念。促使人们关注室内空气质量问题的原因主要有两个:(1)随着生态环境保护工作的开展和环境科学的发展,人们的环境意识不断加强。(2)空调开始普及,为了节省能源,建筑物密闭程度不断提高,自然通风量越来越小,同时各种化学制品也开始涌入室内,导致室内化学污染物浓度提高。正因为如此,20 世纪80 年代在西方发达国家的媒体上频繁出现病态建筑综合征(SBS)、建筑相关疾病(BRI)和化学物质过敏症(MCS)等反映室内空气污染引发疾病或不适的病征。我国自20 世纪80 年代开始关注室内空气质量问题,因室内装修装饰和大气雾霾侵入室内使公众对该问题的认识不断提高。

1 行业发展概述

我国自20 世纪80 年代开始关注室内空气质量问题,当时主要针对燃料燃烧、烟草烟雾等污染物,以及可能引起疾病传播的公共场所,属于室内空气质量控制的萌芽阶段;20 世纪90 年代末,由于建筑和装饰装修材料有害物质释放控制不到位,由此引起的室内空气污染事件频发,公众认识到室内空气质量的重要性,使室内空气质量控制行业进入第一个快速发展阶段;2011 年秋季,应对雾霾成为室内空气质量控制技术和产业发展的热点,室内空气质量控制行业进入第二个快速发展阶段;2020 年新冠肺炎疫情以及不时出现的甲醛污染等事件使人们认识到室内或有限空间环境空气污染来源的广泛性、必然性、复杂性和长期性,室内空气质量控制进入平稳发展阶段。

1.1 萌芽阶段(2000 年之前)

我国早期的室内空气污染与厨房燃烧烟气、油烟和香烟烟雾,以及生活习惯和家禽家畜养殖密切相关。1975—1978 年,我国在29 个省(自治区、直辖市)开展了全国人口死亡回顾调查。结果发现,云南宣威市是我国肺癌死亡率最高的地区之一,其女性肺癌死亡率居全国首位,为25.3 人/10 万人,是同期美国女性肺癌死亡率的4 倍多。通过进一步研究认为,其原因是当地烟煤资源丰富,居家采用烟煤取暖做饭。在烟煤燃烧过程中,高毒性空气污染物进入室内空气,并被人体吸入。由于妇女是家务的主要承担者,因而受害最为严重。由此拉开了借助人为干预手段遏制室内空气污染的序幕。

基于对公共场所室内空气质量与人体健康关系的认识,我国于1988 年颁布了第一套比较完整的公共场所室内卫生标准,对旅店客房、文化娱乐场所、公共浴室、理发店、美容店(院)、游泳馆、体育馆、图书馆、博物馆、美术馆、展览馆、商场(店)、书店、医院候诊室、公共交通等候室、公共交通工具、饭馆(餐厅)等公共场所的二氧化碳、一氧化碳、可吸入颗粒物浓度和细菌数量做出了限制要求。这些标准的实施对于加强公共场所室内环境的卫生管理,控制传染病传播,保护公众健康起到了积极的作用。根据室内空气出现的新问题, 1996 年又修订颁布了新的公共场所卫生标准,替代1988 年标准,主要增加了甲醛限量要求。从1996 年开始,我国还针对居室空气中的甲醛、氡、细菌总数、二氧化碳、可吸入颗粒物、氮氧化物、二氧化硫、臭氧和苯并[a]芘等污染物,先后制定并颁布了一系列标准。

尽管上世纪我国已形成针对建筑内部环境空气污染物控制的系列标准,但对于室内空气质量重要性的认识并不深入,全社会的关注度也不高,因此室内空气污染控制发展缓慢。其原因主要包括三个方面:(1)主观认识不强,对一系列室内空气标准的宣贯不足。(2)经济社会发展和人民生活水平还不高,室内空气质量还不属于主要民生问题。(3)室内空气质量主要表现为局部问题,不具普遍性,并未引起社会的广泛关注。

1.2 第一个快速发展阶段(2000—2010 年)

1998 年7 月3 日印发的《国务院关于进一步深化城镇住房制度改革加快住房建设的通知》正式开启了以“取消福利分房,实现居民住宅货币化、私有化”为核心的住房制度改革。随着住房私有化制度的推行,住房装修装饰成为人民群众的消费热点之一。然而,当时的装修装饰材料普遍存在甲醛或苯系物等污染物释放量高、装修装饰管理不规范等问题,导致人造板大量释放甲醛,涂料和胶粘剂大量释放苯系物等污染物,从而造成严重的室内空气污染。同时,随着人民群众生活条件的改善,空调普及使用,建筑密闭程度不断提高,而且种类繁多的化学用品进入千家万户,也对这种污染形成叠加效应。于是,本世纪初关于装修装饰污染的报道大量出现在各类媒体上,成为人民群众广为关注的问题,也引起了有关部门的高度关注。

在这样的背景下,我国进入室内空气污染控制行业第一个快速发展阶段。围绕建立健全标准规范,开展了大量工作。在标准体系建设方面,2001 年,国家标准化管理委员会和原国家质量监督检验检疫总局组织卫生、建材、环保、林业、化工、轻工等行业的专家,制定了10 项室内装饰装修材料有害物质限量标准,并于2002 年1 月1 日起开始实施,该套标准对室内装饰装修材料中甲醛、挥发性有机化合物(VOCs)、苯、甲苯和二甲苯、氨、游离甲苯二异氰酸酯(TDI)、氯乙烯单体、苯乙烯单体、可溶性铅、镉、铬、汞和砷等有害物质,以及建筑材料放射性核素的限量值都作了明确的规定。为了加强民用建筑工程室内环境质量的管理,做到建筑工程验收备案有法可依,原建设部于2002 年1 月1 日印发的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325—2001)不仅明确了民用建筑工程验收时必须满足的室内空气污染物浓度限值,也对建筑主体材料和装修材料涉及的污染物提出了明确的限值要求。为了保障广大人民群众的身体健康,2002 年11 月9 日印发了《室内空气质量标准》(GB/T 18883—2002),并于2003 年3月1 日起正式实施,这是我国最重要也是最具影响力的室内空气质量类标准。

为了形成技术支撑,从“十一五”开始,国家科学技术部和建筑、环保、卫生等管理部门都强化了对室内空气相关问题的研究,尤其是在国家863计划的支持下,围绕污染源识别和全过程控制技术展开了系统研究,一方面认清了室内空气污染的原因、特征及其影响,另一方面形成了针对装修装饰材料污染物的源头控制技术,以及针对甲醛和苯系物等污染物的净化技术。在产业层面,基于国家鼓励和市场倒逼作用,绿色装修装饰材料产业得到了快速发展,基本遏制了因装修装饰材料引起严重室内空气污染的发展态势。与此同时,以“亚都”为代表的国内空气净化器生产企业也得到快速发展,夏普(SHARP)、飞利浦(PHILIPS)和松下电器(PANASONIC)等国外空气净化器也进入我国市场。

1.3 第二个快速发展阶段(2011—2019 年)

2011 年入秋以来,大气污染物排放强度相对较高的区域先后出现严重雾霾天气,雾霾入侵造成室内细粒子污染成为城市居民又一个关注热点,这促使室内空气污染控制行业进入第二个快速发展阶段,室内空气污染控制领域也掀起了以应对细粒子为主,兼顾半挥发性有机物、病原微生物、甲醛和苯系物的室内空气污染控制第二次热潮。在研发方面,在国家863计划和重点研发计划等项目的支持下,环境、建筑和卫生系统的许多高校和科研机构等单位积极开展工作,一方面修订、完善了系列相关标准,另一方面围绕清洁室内微环境营造、室内微量污染物检测、细粒子分离强化技术、长效气态污染物净化技术、净化材料和技术的产业化转化和规模化生产开展了大量研究,关注的对象也从住宅扩大到各类公共建筑。基于新型材料和技术研发,极大地提升了我国的室内空气污染控制技术水平。

与此同时,我国的室内空气净化产业也得到飞速发展,而且与第一个快速发展阶段相比,此阶段的发展更加迅猛,一度出现空气净化器脱销的情况。不过,在此发展阶段的初期,也出现一些空气净化器生产厂家轻视技术投入、夸大产品功效等乱象,一度造成空气净化器市场混乱。也正是在这种情况下,人民群众的室内空气质量意识和空气净化器产品识别能力得到显著提高。此阶段的后期发展方向也由空气净化器过渡到空气净化器与新风系统相结合。此外,伴随《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的实施,大气环境质量显著改善,空气净化器生产销售快速萎缩。不过,公众对室内环境空气重要性的认识得到空前增强,室内空气污染控制成为常态,与之相对应的是,室内空气污染控制从过去强调室内循环风净化过渡到新风净化,或新风净化与循环风净化相结合。

1.4 平稳发展阶段(2020 年至今)

自2020 年开始,我国室内空气污染控制行业总体进入平稳发展阶段,尽管在此期间因发生新冠肺炎疫情,一度催生出各种病毒消杀应急技术和产品,但对室内空气污染控制行业发展的影响远不如装修装饰和雾霾污染大,只是学术和产业界对室内病原微生物的关注明显增强,病原微生物识别材料与技术研发,以及紫外线、臭氧和低温等离子体等病原微生物消杀类技术和产品成为新的热点。伴随追求美好生活成为社会发展的主流,以及室内空气污染广泛性、必然性、复杂性和长期性特征成为共识,控制室内空气污染水平,避免或最大限度地减轻其对人体健康的危害,也成为人们生活的基本构成部分。

总的来说,过去20 多年是我国室内空气污染与控制领域发展最快的时段。期间,取得的主要成就包括:(1)构建了源头减量—过程(空气稀释)—末端净化全过程室内空气污染控制技术和产业体系。(2)建立健全了系统、完整的室内空气污染控制标准体系。(3)形成了支撑室内空气污染控制技术创新和产业发展的队伍和机构。(4)增强了公众对室内空气质量重要性的认识。

2 发展展望

2.1 追求美好生活推动室内空气污染控制行业不断进步

生态环境是人类生存的物质基础,是经济系统能够长期正常运转的基础,保护生态环境就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力,而追求美好生活的发展目标则在更高层次助力生态环境质量不断改善,包括室内环境质量的改善。鉴于室内空气污染的广泛性、必然性、复杂性和长期性特征,控制室内空气污染无疑将成为一个永恒的话题,追求美好生活将推动室内空气污染控制行业不断进步。室外大气环境质量是影响室内空气质量的因素之一,因此大气环境质量的特征及其改变也将直接影响室内空气污染控制行业的发展方向。

2.2 对室内空气质量新问题的认知是室内空气污染控制行业技术创新的催化剂

纵观国内外室内空气污染及其控制的发展历史,结合室内空气污染特征分析,可以推断未来大概率不会发生类似建筑和装修装饰等严重的室内空气污染。但是,伴随进入室内物质要素的不断变迁和复杂化,新问题总是层出不穷,尤其是伴随科学技术的进步,认知新的室内空气质量问题及其健康危害的能力必然提高,改善室内空气质量的途径将不断拓展。毫无疑问,这种能力提升和途径拓展反过来也将促进室内空气污染控制行业的技术创新和产业进步。

2.3 物联网和数字化将成为室内空气质量保障的构成要素

保障室内空气质量离不开影响环境要素的日常监测以及基于监测数据的污染净化和质量改善系统的运行管理,物联网和数字化技术为这种监测和运行管理提供了可能和极大的便利。微量污染物监测和各类调控技术水平的提高,也为这类监测和运行管理提供了前提条件。实际上,部分民用或公用建筑已经配备了类似技术,尽管还有很大的改进空间,但其雏形已经形成。伴随物联网和数字化应用于室内空气质量保障技术,以及监测数据应用能力的不断提高,物联网和数字化必将成为建筑室内空气质量保障的基本构成要素,反过来也将促进物联网和数字化技术和产业的发展。

2.4 室内空气污染控制材料和技术应用范围将不断拓展

20 多年来,我国室内空气污染控制行业得到快速发展,不仅形成了科学、先进的室内空气质量保障理念,也形成系列具有国际领先或先进水平的污染净化材料和技术。鉴于载人航天器、飞机和潜艇等密闭舱室和地下阵地,以及地铁、火车和轮船等交通工具内部微环境与一般建筑室内空气污染特征的强相关性,这些建筑室内空气污染净化材料和技术也可应用于其他内部微环境空气污染的净化。

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