第一章 室內空氣有害物及其防治的綜合措施

通風工程同濟大學機械工程學院暖通空調及燃氣研究所2013年第一章室內空氣有害物及其防治的綜合措施1本章內容粉塵、有害氣體的來源及其危害有害物的傳播機理人體舒適與熱環(huán)境有害物濃度、衛(wèi)生標準、排放標準2第一節(jié)

粉塵和有害氣體的來源及其危害（一）粉塵粉塵的來源（1）工農業(yè)固態(tài)物料的粉碎和研磨（礦石、金屬加工）粉狀物料的混合、運輸（水泥、面粉）物質燃燒（燃煤、燃油、秸稈）物質被加熱而產生的蒸氣的氧化和冷凝（發(fā)煙劑：六氯乙烷-氧化鋅、粗蒽-氯化銨、黃磷、紅磷）（2）民用汽車尾氣排放冬季取暖道路揚塵4（一）粉塵氣溶膠：懸浮于氣態(tài)介質中的固態(tài)或液態(tài)顆粒與氣體構成的多相體系。形成的原因：機械分散、物理化學凝聚種類：塵（dust）: 固態(tài)分散性顆粒 （其中0.1~10μm為飄塵；10~100μm為降塵）煙（smoke）: 固態(tài)凝聚性顆粒（0.01~1μm）霧（mist）： 液態(tài)分散性、凝聚性顆粒（0.1~10μm）煙霧（smog）: （1）煙與自然霧的混合物 （2）NxOy及CmHn等經紫外線照射而產生的光化學煙霧 5（一）粉塵2.粉塵的危害對人們健康的影響A 呼吸系統(tǒng)：由大量小于2μm的塵粒所致。 （SiO2導致的“矽肺”，使肺組織硬化而喪失呼吸功能）B 毒性反應：由粉塵的化學性質決定，與人體內的器官發(fā)生反應，導致各種疾病，甚至死亡（鉻、錳、鎘、鎳、鉛……）對大氣環(huán)境的影響A 污染大氣環(huán)境（排出的大量粉塵、焦油或膠粘性粉塵）B 降低大氣能見度，使空氣渾濁（大量微細粉塵所致）6（一）粉塵不同粒徑的顆粒物對人體的影響直徑小于100μm的微粒稱作總懸浮顆粒物（TotalSuspendParticle,簡稱TSP）直徑小于10μm(PM10)的微粒稱為可吸入顆粒物，可吸入并沉積在呼吸道中，造成矽肺和肺癌直徑小于2.5μm(PM2.5)的微粒稱為細微粒，會進入肺泡d>7.0

md=4.7~7

md=0.65~1.1

md=3.3~4.7

md=1.1~3.3

m顆粒物ParticulatematterPM2.5主要來自燃燒產物，道路揚塵粒徑在2.5-10μm之間7（二）有害氣體1.來源人體散發(fā)室內家具、建材散發(fā)工業(yè)生產：化工、造紙、紡織、金屬冶煉、電鍍、酸洗、噴漆等工業(yè)過程，都會產生大量的有害氣體。（苯、SO2、SO3、Hg、CO、NOx）2.危害 刺激呼吸系統(tǒng)、中毒、窒息、腐蝕設備等。8CO2

常用指標

室內來源主要為人體代謝過程：人體呼出的空氣中約占4％，與人體代謝率有關。排出CO2越多，同時排出其它代謝廢氣也越多。有機物燃燒過程：炊事、抽煙在室外空氣中的濃度

CO2為300－400ppm，O2為209460ppm

目前居住建筑的控制標準高級客房：700ppm

普通居住空間：1000ppm

過渡空間：2000ppm9CO2

常用指標

作用一般濃度下，無毒，無臭。超過700ppm，敏感者能覺察到人體的其它代謝污染；超過1000ppm，較多人感到不舒服；超過10,000ppm，呼吸深度顯著增加；超過40,000ppm（4％），出現呼吸困難，頭痛、頭暈，意識水平降低；超過100,000ppm（10％），窒息死亡。為什么測CO2作指標？易測反映了其它人體代謝污染物產生的水平不能反映其它過程產生污染物的水平10CO

常用指標CO無色無味，對人體有強烈的毒害作用。一氧化碳對人的毒理作用，主要是與紅細胞中血紅蛋白的結合，形成碳氧血紅蛋白，造成組織細胞缺氧癥狀，最后人體因嚴重缺氧窒息造成死亡。來源-燃料在設備中不完全燃燒、汽車尾氣隧道通風、車庫通風的主要控制參數

設計手冊中的要求適航條例AC25-7A：≤1/20000(50ppm,62.5mg/m3)工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值GBZ2：≤30mg/m3室內空氣質量標準GB18883-2002：≤10mg/m311氨

特性：無色，有強烈刺激性氣味。室內空氣質量標準GB18883-2002：≤0.2mg/m3來源：冬季施工過程中在混凝土中添加氨水作為防凍劑，釋放期較長，危害大。裝飾材料中的添加劑和增白劑，釋放期較短，危害較小。冷庫制冷劑泄漏

危害濃度超過0.5～1.0mg/m3時，對人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很強的刺激作用，造成流淚、咳嗽、呼吸困難嚴重可發(fā)生呼吸窘迫綜合癥；通過三叉神經末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止；通過肺泡進入血液，破壞運氧功能。12VOC

(VolatileOrganicCompounds)

常見種類數10種到上百種，主要由脂肪族碳水化合物，芳香族碳水化合物組成。例如酒精類、甲醛、甲苯、四氯化碳等，主要對人體的呼吸器官和神經器官有影響。

根據沸點不同可分

50---100℃VVOC(VeryVOC) 100---260℃VOC 260---400℃SVOC(Semi-VOC) 400℃以上POM(Particulateorganicmatter)13VOC

(VolatileOrganicCompounds)

特點單獨濃度不高，但多種微量VOC的共同作用不可忽視。長期低劑量釋放，對人體危害大。引起頭痛、惡心等癥狀。

來源：

各種漆、涂料、膠粘劑、阻燃劑、防水劑、防腐劑、防蟲劑室內建材家具14VOC

(VolatileOrganicCompounds)TVOC濃度mg/m3健康效應分類<0.2無刺激，無不適舒適0.2~3.0與其他因素聯合作用時，出現刺激和不適多因素協(xié)同作用3.0~25刺激和不適，與其他因素聯合作用時，可能出現頭痛不適>25除頭痛外，可能出現其他的神經毒性作用中毒TVOC濃度與人體反應的關系室內空氣質量標準GB/T18883-2002標準限值0.6mg/m315甲醛(HCOH)

特點無色，有強烈刺激性氣味。水溶液為福爾馬林大氣中平均濃度0.005-0.01mg/m3，低于0.03mg/m3，新裝修賓館可達0.85mg/m3，控制標準為0.12mg/m3

來源工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學煙霧建筑材料：地毯、人造板、泡沫樹脂保溫板***裝修材料：膠粘劑、涂料***日化產品：清潔劑、消毒劑、液化石油氣主要來源是膠粘劑中的脲醛樹脂16臭氧

臭氧(O3)：一種刺激性氣體，主要來自室外的光化學煙霧。室內的電視機、復印機、激光印刷機、負離子發(fā)生器等在使用過程中也都能產生臭氧。性質：可氧化空化合物而還原，可殺菌；可被橡膠、塑料等吸附。臭氧對眼睛、粘膜和肺組織都具有刺激作用，能破壞肺的表面活性物質，并能引起肺水腫、哮喘等。標準0.16mg/m317其他工業(yè)有害氣體汞蒸氣鉛蒸汽/氧化鉛苯/甲苯/二甲苯SOxNOx181來源太陽輻射、墻體傳熱、室內燈光設備散熱、人員散熱散濕、其他散濕源在生產過程中散發(fā)的熱，包括對流熱和輻射熱，直接影響工作區(qū)的空氣溫度，并對人體產生熱輻射作用。2危害 如不能及時將余熱、余濕排出室外，將造成室內溫度、濕度過高，引起人員不適和中暑。（三）余熱、余濕19（四）有害物對人體的危害程度影響因素毒性的大小多種有害物間存在：單獨作用、相加作用、相乘作用在空氣中的濃度大小有害物與人體接觸的時間溫度、濕度和人體狀態(tài)

k（毒性作用）=c(有害物濃度)*t（作用時間）

k（毒性作用）=(c(有害物濃度)-a(最低濃度))*t（作用時間）第4頁(1-1),(1-2)20第二節(jié)

有害物的傳播機理21有害物的傳播機理一次塵化作用二次塵化作用通風工程控制有害物的原則22（一）一次塵化作用定義： 使粉塵從靜止狀態(tài)變成懸浮于周圍空氣中的作用，稱為一次塵化作用。造成一次塵化作用的氣流稱為一次氣流。一次氣流的種類剪切、壓縮（振動篩）誘導空氣（切削、沖擊）綜合作用（粉料從高處落下）熱氣流上升23

一次塵化作用的結果塵粒受到重力、慣性力、分子擴散力、氣流帶動塵粒運動的力A 粉塵在空氣中的自由沉降dc=10μm,ρc=2700kg/m3,vs=0.008m/sB 空氣分子布朗運動作用 最大運動速度1.2x10-6m/s。C 以一定的初速水平投入空氣中

V0=10m/s，0.01s后，V=5x10-5m/s， 最大運動距離0.008m。結論：一次塵化產生的粉塵沒有獨立運動能力，不能造成大范圍的污染（一）一次塵化作用控制一次塵化作用主要從工藝過程控制或改進工藝來解決24（二）二次塵化作用二次氣流帶動污染氣流進一步擴散，稱為二次塵化作用二次氣流種類熱氣流通風氣流25（三）通風工程控制有害物的原則以有組織的二次氣流（通風氣流）來控制污染氣體將一次塵化氣流與二次氣流隔開26第三節(jié)

人體舒適與熱環(huán)境27（一）人體與環(huán)境的熱平衡S=M-W-E-R-C式中：S-人體蓄熱的變化量反映平均體溫的變化M-代謝產熱量W-人體對外作功E-蒸發(fā)換熱量R-輻射換熱量C-對流換熱量說明：S=0，人體處在動態(tài)的平衡，維持正常體溫36~37℃S>0，產熱量>散熱量，熱感，（中暑）S<0，產熱量<散熱量，冷感，（凍僵）28（二）人體與環(huán)境換熱的主要影響因素環(huán)境空氣溫度周圍物體表面的平均溫度、短波輻射空氣相對濕度空氣流速衣著的熱阻人體代謝產熱量29（三）通風場所的夏季空氣溫度夏季通風室外計算溫度<22℃23242526272829~32>33℃室內外溫差1098765432夏季通風室外計算溫度查《供暖通風設計手冊》中氣象參數，上海為32℃30第四節(jié)

有害物濃度、衛(wèi)生標準、排放標