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室內VOCs的來源種類及影響

隨著人民物質生活水平的提高，各種有機聚合物在日常生活中廣泛使用，比如室內裝飾裝修材料、電器產品、日用化學品等，致使室內空氣污染不斷加劇。由此引發空氣污染投訴也不斷增加。室內空氣污染與健康已成為公眾關注的重要環境問題。由于室內環境相對封閉，由各種材料緩慢釋放的揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）在室內累積并緩慢的釋放，導致室內空氣VOCs濃度增高，使人們遭受VOCs的污染。

據統計目前在室內環境空氣中已檢出大約300多種VOCs，其中多數化合物對人體有害，有的還具有三致作用。為了研究室內空氣污染對人體健康的影響，對室內空氣質量進行科學評價與控制，就必須建立簡便、快速、準確的VOCs測定方法。

一、室內空氣中VOCs的定義、來源與揮發模式

(一)VOCs的定義

按照世界衛生組織(WHO)的定義，VOCs是指熔點低于室溫，室溫下飽和蒸氣壓大于133.3Pa，沸點在50～250℃范圍，一般在常溫下能以氣體形式存在于室內的一類有機化合物。TVOCs則是指各個VOCs的總和。
我國國家標準(GB/T18883-2002)定義，TVOCS是指在氣相色譜分析中從正己烷（bp.69℃）峰到正十六烷（bp.287℃）峰之間的所有化合物。

（二）室內空氣中VOCs的主要來源

⒈隔熱材料	隔熱材料一般是有機聚合樹脂加入一定量的發泡劑、穩定劑等組成,具有輕質保溫特性。主要品種有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等。化纖紡織物、壁紙和地毯主要材料是聚丙烯酸酯、聚酯纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈等。這些樹脂含有的未聚合單體及老化分解釋放的VOCs主要有苯、甲苯、氯乙烯、二甲苯、乙苯和二異氰酸甲苯酯等。
⒉板材及家具	合成板材及家具在生產過程中需要加入黏合劑,表面噴涂各種油漆,有的材料還要加入防腐防蟲劑。合成黏合劑包括環氧樹脂、聚乙烯醇縮甲醛、聚酷酸乙烯、酚醛樹脂、合成橡膠等。這些材料可向室內釋放甲醛、芳烴、酚、甲酚、乙醛、苯乙烯、苯、甲苯、乙苯、丙酮、乙酸乙酯、環氧氯丙烷、二異氰酸甲苯酯等。
⒊涂料	建筑涂料包括成膜物質、顏料、助劑和溶劑。成膜材料主要是酚醛樹脂、脲醛脂、過氧乙烯樹脂、丁苯橡膠和乙酸纖維等。在剛刷完涂料的房間可檢出苯、甲苯、二甲苯、乙苯t丙酮、乙酸丁酯、乙醛、丁醇和甲酸等50余種。
⒋日用化學品污染	日用化學品包括洗滌品如洗滌劑、漂自粉、柔順劑,清潔劑如地毯清潔劑,服裝干洗劑，玻璃瓷器清潔劑,家具地毯拋光劑、化妝品如各種護膚霜,洗發水,染發燙發劑,發膠,涂改液等。家用防蟲劑如樟腦、衛生球等。家庭養花用農藥、化肥和殺蟲劑等。在各種材料中加入的香精香料如茉莉香油、香草素等。釋放的VOCs包括烴類、醇醛酮酯類、芳烴類、含硫揮發物、氯代烴和氯代芳烴類
⒌廚房污染	我國家庭使用燃料主要是煤、石油液化氣、天然氣等,這些燃料在不完全燃燒時,會產生脂肪烴、芳烴、醇醛酮類。家庭廚房烹調過程中,食用油在200℃左右加熱,食用油經裂解、水解、氧化等反應,隨油煙揮發出來,其中含有多種有害有機物。
⒍室內人的活動污染	吸煙時煙草在不完全燃燒時產生近干種污染物,其中屬于VOCs的污染物包括低分子的醇醛酮酯類、芳烴類、酚類、有機酸類和有機堿如尼古丁等,這些化合物很多具有三致作用。人體及動物新陳代謝會釋放大量VOCs,包括丙酮、乙醛、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烷、硫化氫、甲醇等。

(三)VOCs揮發模式

因為從各種材料揮發出的VOCs在氣相中能迅速交換，所以VOC釋放速度主要由材料內部擴散控制，一般遵循菲克第二定律:
　　　　　　　　　　　　　　　R(t)=M₀(k/Z)exp[-(k/Z)×t]　　　　　　　　（1）

式中,R(t)—— 時間t時的釋放量,mg/(m2·h);
  　　 M₀——　釋放源中VOCs的原始質量,mg/m2；
          Z—— 釋放源厚度,m;
          k—— z等于lμm時的擴散系數,m2h;
          t—— 時間，h。

按式(1)揮發模式計算的涂料揮發速率R=45667mg/(m2·h),與實測濃度的相關系數均大于0.99。

二、種類及含量

(一)種類

室內揮發性有機物，從化學結構上看，可分為芳烴、脂肪烴、鹵代脂肪烴、醇類、醛類、酮類、酯類、酚類、有機酸類和有機堿類。

　(二)含量范圍

世界各國都對室內空氣中的VOCs進行了調查。德國測定了500戶家庭室內VOCs度,共監測了57種化合物，除甲醛外，各種化合物的平均濃度為25ug/m3，高于室外濃度5~8倍。各種化合物的濃度變化范圍較大，英國測定了100戶住宅，室內TVOCs 平均濃度為121.8ug/m3，為室外濃度的2.4倍；加拿大隨機監測757個室內VOCs濃度，共測定了57種化合物,平均值在20ug/m3 左右；日本的研究表明，竣工2個月后的室內TVOCs高出室外5.9~13.5倍，竣工8個月的建筑物室內各種有機化合物濃度已顯著降低，其中脂肪烴和芳烴類化合物濃度已與室外接近。竣工10年后的TVOCs的測定結果與8個月結果相差無己。

我國北京市化學毒物檢測研究所在對北京市73個不同類型的旅館飯店和17個樓房住宅，4個辦公場所94個室內環境進行了監測。結果表明，TVOCs的平均水平為47.95ug/m3。綜上所述，由于測定方法、測定條件以及氣象等多種因素影響，各個VOCs測定結果存在一定差異。常見的室內VOCs含量列入表11-1 中。對廣州市室內環境VOCs的檢測結果列入表11-２中。對天津市室內環境VOCs的檢測結果列入表11-3。北京市室內環境中TVOCs的含量在0.2~2mg/m3，通風良好的室內TVOCs在0.2~0.9mg/m3，新裝修的居室TVOCs可達9mg/m3，監測結果還表明室內TVOCs明顯高于室外，說明室內確有污染源。

窒內常見的V0Cs含量范圍

VOCs	濃度(μg/m3 )	VOCs	濃度(μg/m3 )	VOCs	濃度(μg/m3 )
環己烷	5～230	乙苯	5～380	乙醛	10～500
甲基環戊烷	0.1～139	氯苯	1～500	二氯甲烷	20～5 000
己烷	100～269	間／對二甲苯	25～300	己醛	1～10
庚烷	50～500	1,4-二氯苯	1～250	三氯甲烷	10～50
辛烷	50～550	正丙苯	1～6	丙酮	5～50
壬烷	10～400	甲醇	0～280	四氯化碳	200～1 100
癸烷	10～1100	三甲苯	10～400	2-丁酮	10～600
十一烷	9～950	乙醇	0～15	三氯乙烷	10～8 300
十二烷	10～220	聯苯	0.1～5	乙酸乙酯	1～240
2-甲基戊烷	10～200	2-丙醇	0～10	三氯乙烯	1～50
2-甲基己烷	5～278	α-蒎烯	1～605	乙酸丁酯	2～12
苯	10～500	甲醛	0.02～1.5	四氯乙烷	1～617
甲苯	50～2 300	三氯氟甲烷	1～230

三、室內空氣中VOCs對健康的影響

   可分為三種類型:
  　　①氣味和感官效應。包括感官刺激，感覺干燥。
  　　②黏膜剌激和毒性導致的其他系統病態。刺激眼黏膜、鼻黏膜、呼吸道和皮膚等；VOCs很容易通過血液一大腦的障礙，從而導致中樞神經系統受到抑制，使人產生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺。
        ③基因毒性和致癌性。很多VOCs被證明是致癌物或可疑致癌物如苯、氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯等。
  　　現代流行病的調查表明：TVOCs濃度小于0.2mg/m3時不會產生刺激反應，人體感到舒適；而大于3mg/m3時就會出現某些癥狀；3~25mg/m3時可導致頭痛和其他神經毒性作用人體感到不舒適；大于25mg/m3時，呈毒性反應。VOCs的致病癥狀見表

VOCs的致病癥狀

對人體影響	癥狀	VOCs舉例
自律神經障礙	出汗異常，手足發冷，易疲勞	丁醇、甲乙酮、烴類
精神障礙	失眠、煩躁、癡呆、沒精神	苯、甲苯、環己酮
末梢精神障礙	運動障礙、四肢末端感覺異常	甲乙酮
呼吸道障礙	喉痛、口干、咳嗽	乙酸丁酯、200#溶劑
消化器官障礙	腹瀉、便秘、惡心	甲醛、200#溶劑、甲苯、二甲苯
視覺障礙	結膜發炎	乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲醛
免疫系統障礙	皮炎、哮喘、自身免疫疾患	氯苯、200#溶劑