室内生态环境问题
室内环境是人们一生中90%的生活、工作与学习的时间之所在,是人类最直接、接触时间最长的生活环境。为此,室内环境好坏直接影响人们的健康水平。环境质量一般是指在一个具体的环境内,环境的总体或环境的某些要素对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度,是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的概念。
随着人类对生态环境研究的深入和发展,室内空气污染对人类健康的危害已受到全世界的科学家们的广泛关注。现在科学研究表明,世界上越来越多的人正生活于高浓度的有毒物质之中,它们主要是:放射性物质,甲醛和微粒等,这些物质通过呼吸作用和皮肤收而进入到人体之中。而这些潜在的有害物质的来源正是社会的基本单位——家庭:新地毯、沙发、炉子及新的装饰材料所释放的有害气体都会为人体所吸收。
近年来,随着装饰热的不断升温,室内装饰材料使用化学材料迅速增加,再加上家用电器的普及,安装使用燃气灶具和空调器等原因,致使室内的化学污染日趋严重,“新居综合症”、“空调综合症”、“不良建筑物综合症”(Sick Building Syndrome)等不断产生,已对人们的身体健康造成严重的危害,并随着密封铝制门窗及塑料贴面的普遍应用而加剧,特别是地处寒冷或炎热地区的人们无疑是一种新的威胁,因而引起了国际社会的极大关注,国内外许多学者开始对室内污染进行了研究和探讨。据国内外研究人员长期调查和连续观测结果表明,空气污染最严重的地方不是工厂。也不是马路,而是人们生活密切的居室、办公室和公共场所等室内环境。许多研究发现室内的空气污染,化学污染及噪声辐射污染对人们的危害要超过室外。据EPA组织的报道说:“来自家庭和办公室的有害物质比周围环境的有害物质更易引起癌症的发生,因为首先室内有害物质的浓度比室外高达100倍,其次人们大多数的时间80%~90%是在室内度过的”。美国科学家测量6个城市的80多个住宅表明室内二氧化碳的浓度总是高于室外,而且右吸入的烟粒的数量比室外高一倍。美国环保机构一项检测结果表明,在城市里,环境污染最严重的地方是人们居住的居室,其内空气污染比室外高20倍以上,已构成对人体健康的严重威胁。
来自世界银行的一份研究表明,我国目前每年由于室内空气污染造成的损失,如果按支付意愿价值估计,约为106亿美元。在美国,每年因建筑物综合症的医疗费开支和劳动生产率的损失估计能达到6000万美元。据国际有关组织调查统计,世界上30%的新建和重修的建筑物中发现有害于健康的室内空气,这些有害于健康的室内气体已经引起全球的人口发病率和死亡率的增加。室内空气污染已经列入对公众健康危害最大的五种环境因素之一。
最近一项专家研究报告发现,人类继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后,现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期,室内环境质量及对人体健康的影响 已成为目前城市环境问题研究的一个重要课题。为此,研究解决室内的污染问题,寻求建设良好的室内生态环境的有效途经已势在必行。
室内污染及特点
室内环境污染之所以比室外更严重,是因为室内空气容量小,流通条件不如室外,尤其是室内存在的污染物种类繁多、数量大,污染源成分更为复杂。
1.空气污染物由室外进入室内后其浓度大幅度递减。
2.当室内也存在同类污染物的发生源时,其室内浓度比室外为高。
3.室内存在一些室外所没有或量很少的独特的污染物、如甲醋、石棉、氡及挥发型有机物。
4.室内污染物种类繁多、数量大、危害严重的只有几十种,它们可分为化学性物质、放射性物质和生物性物质三类。据美国环保局对各类建筑物室内空气连续5年的检测结果表明,迄今已在室内空气中发现有数千种化学物质,其中某些有毒化学物质含量比室外小区多20倍。
室内污染来源
1、室内空气污染
① 居民烹调、取暖所用燃料的燃烧产物是室内空气污染的主要来源之一。如煤、油、天然气、液化气、煤气等这些含碳物质燃烧时都要产生一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、苯并芘、悬浮颗粒物、甲醛、多环芳烃等有毒物质。此外还有来自厨房燃具的多种有害气体。室内污染最严重污染区是厨房。其中多环芳具有极大的致癌性,苯并芘是强致癌物,二氧化硫、酚类等促进致癌物与苯芘等联合作用,使肺癌死亡率逐渐上升。
② 吸烟也是造成室内空气污染的很重要因素。现已知香烟烟气中至少有3800种成分,其中大多数为致癌物、刺激物和室息剂,包括亚硝胺、苯并芘、镉、氰氢酸、甲醛等有毒有害物质。另外,在香烟的烟气成分中,含有一氧化碳、丙烯醛、氰氢酸、氨等刺激性气体。这些有害气体对人体的内脏及支气管黏膜的纤毛上皮细胞有严重的损害作用。世界卫生组织公布的资料表明,65岁以下男性90%的肺癌死亡,75%的慢性支气管炎和肺气肿的死亡是由于吸烟所致。
③ 家具、装修装饰材料等。室内装饰材料及家具的污染是目前造成室内空气污染的主要方面,室内装潢和装修的不断升温也使得所用装饰材料的种类越来越多,例如地板砖、地毯、油漆、内墙涂料、胶合板和壁纸等,这些装饰材料的甲醛、苯、甲苯、醚类、酯类等挥发性有机物会散发到空气中污染室内空气。
建筑和装修材料等都会有一些对人体健康有害的毒性物质,如甲醛、苯、铅、石棉、聚乙烯和三氯乙烯等。这些有毒物质可通过皮肤和呼吸道的吸收侵入人体血液,影响机体免疫力,有些挥发性物质还有致癌作用。新房会产生“新居综合症”。来自家用化学品及建筑材料的污染物有100多种,包括挥发性有机化合物(VOCS)、有机卤化物、苯、苯乙烯、甲醛、丁烷、丙烷、铅、石棉、氡及子体等。VOCS是挥发性有机化学合物类污染物,可导致机体免疫水平下降,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、哮喘、胸闷等;还可影响消化系统,造成食欲不振、恶心等。
④ 人体污染。人体本身也是一个重要污染来源,人作为一个活体在其新陈代谢过程中,也会不断的向外界排出二氧化碳、水蒸气、细菌和多种气味,在代谢过程中能散发出几百种气溶胶和化学物质,如人们呼吸时所排出的污染物二氧化碳、硫化氢、苯、甲醛、酚、丙酮等;人体皮肤、器官及不清洁衣物散发的不良气味;此外还有肠道气味的排出和人体的细菌感染。
⑤ 通过室内用具如被褥、毛毯和地毯而滋生的尘螨等各种微生物污染。研究发现地毯和空调机中滋生着多种细菌、霉菌和螨虫等有害生物,它们附着在尘埃的悬浮颗粒上,形成气溶胶,随空气流动传播疾病,危害人体健康。悬浮颗粒物本身带有多种有毒物质,可导致咳嗽、慢性支气管炎,肺气肿、支气管哮喘,且可致突变性和致癌性。室内气溶颗粒10μm的,对人身体健康危害很大。日本清洁协会会长藤井认为,在室内污染物中,首先应当考虑的粉尘;其次是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体;细菌是粉尘的一种。尘螨可引起哮喘,过敏性鼻炎及皮炎、荨麻疹等。
⑥ 室外工业及交通排放的污染物通过门窗、空调等设施及换气的机会进入室内,如粉尘、二氧化硫等工业废气。
2. 室内噪声污染
噪声与其它有害物质引起的公害有很大的区别:首先它没有污染物,即它在空气中传播不会产生有害物质;其次噪声对环境的影响不持久,没有累积效应,噪声源一旦停止,噪声也就相应的消失。一般认为40db是人类正常的环境声音,高于这个值就有可能会产生一些危害,包括影响睡眠和休息,干扰工作,妨碍说话,使听力受损,甚至引起心血管系统、神经系统和消化系统等方面的疾病。
室内噪声污染也危害人们的健康。室外传入室内的工业、交通、娱乐生活噪声等以及室内给水排水噪声、各种家用电器使用的噪声等。
3. 室内辐射污染
各种家电如电视机、电脑、微波炉、电热毯等家用电器在使用过程中都不同程度的产生电磁波和射线辐射,造成室内污染。使家用电器和办公用具可导致微波电磁辐射和臭氧。其中微波电磁辐射可引起头晕、头痛、乏力以及神经衰弱和白细胞减少等,甚至可损害生殖系统。生物学家调查发现,1969~1982年美国马里兰州有951名男子死于脑癌,其中大部分是电工或电气工程师,而在高压线附近工作的人体内癌细胞的生长速度比一般人快24倍。
在一些经常使用复印机的地方,臭氧浓度足以人体健康。臭氧具有很强的氧化作用,它氧化产生的氮氧化物对人的呼吸道具有很强的刺激性,容易使操作人员产生“复印机综合症”,主要症状是咽喉干燥、咳嗽、头晕、视力减退等,严重者可导致中毒性水肿和经系统方面的病变。
室内主要污染物极其危害
1. 甲醛
甲醛(HCHO)是多数装饰材料中的主要有害物质,是一种具有特殊刺激性的无色气体,易溶于水甲醛是在装饰材料中广泛存在的一种无色有刺激性气体,对皮肤和黏膜有强烈刺激作用,能引起视力和视网膜的选择性损害。长期接触甲醛可出现记忆力减退、嗜睡等神经衰弱症状。甲醛可引起遗传物质的突变、损伤染色体,是诱癌物质。有气味感的浓度为0.07mg/m3;影响眼睛感光性的浓度为0.084mg/ m3;影响中枢神经系统功能活动的浓度为0.098mg/ m3;新装饰室内空气甲醛可达到3.35mg/m3;最高可达到8.75mg/m3,引起眼结膜,咽喉急性刺激症状。室内中甲醛的浓度达到0.5%时,就可刺激黏膜,引起呼吸道分泌物增多、眼红、流泪、咽干发痒、咳嗽、气喘、胸闷、头昏以及变态反应性疾病(过敏性皮炎、哮喘等)。低浓度的甲醛可导致结膜炎、鼻炎、咽炎等;高浓度可发生喉部痉挛、肺水肿、肺炎及死亡。动物实验已证明甲醛的致癌性,流行病学研究发现长期接触甲醛的人可引起鼻腔、口、咽喉癌,消化系统癌,肺癌、皮肤癌和白血病。室内来源主要有两方面:建筑材料、室内装饰材料和生活用品,在不同温度、湿度下,甲醛可从各种胶合板、刨花板等胶黏木制品,绝缘保温填料中释放出来。例如,以脲醛树脂为粘合剂的各种人造板(胶合板、纤维板、刨花反等)和封边不严的板式家具;脲醛树脂隔热材料;含醛类消毒防腐剂的水溶性涂料。各种生活用品,如化装品、清洁剂、防腐剂、油墨、纺织纤维等。家用燃料和烟叶的不完全燃烧等。
2. 氡及其衰变子体
放射性稀有元素——氧化环境污染的严重公害之一,并已成为室内中的无形杀手,它没有颜色,也没有任何气味。根据有关研究表明;氡及子体是一种金属微粒,可以吸附在空气中的灰尘微粒上,它随时能被人吸入体内并继续发生放射性衰变从而诱发肺癌甚至白血病,已成为公次于吸烟的第二大致肺癌因素。据报道每年氡致死美国人达3万余人,比艾滋病致死的1.9万余人多近一倍,英国约有7000人,瑞士约有700人,俄罗斯和中国大约在5万左右。世界卫生组织(WHO)国际癌中心通过动物实验证明:氡是当前认识到的19种致癌物质之一,而有的室内氡的浓度高于自然界浓度的2~5倍。
氡及其子体对人体健康产生危害的主要是钋–218(218po)和钋–218(214 pox)。氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的核素,进入人的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。另外,氡对人体脂肪还有很高的亲和力,从而影响人的神经系统,使人精神不振,昏昏欲睡。氡气对人体的早期健康效应不易察觉,但长期接触氡气可导致癌,潜伏期二十年左右。
室内氡及其子体主要来源于房屋地基和建筑材料及装修材料中。室内氡浓度水平高低主要取决于房屋地基地质结构的放射性物质含量和建筑材料中镭的含量高低及房屋密封性等多种因素的影响。在多层建筑中,地下室和第一层氡的浓度最高,建筑材料中含镭时,氡自地板、墙壁、顶棚、大理石、砖、混凝土等建筑材料中的最高。特别是家庭生活用水中富含氡,也可以成为室内氡的重要来源。氡的放射性之所以称为“隐形杀手”,重要的还在于它们是无色、无味、摸不到、看不到的,它们不像甲醛等有异味、易发觉,也相对易防治,而且在室内环境下是长期(15~40年)和隐性致病(癌)的。
3. 挥发性有机化合物(VOCS)
有机装饰材料中部分化学合成物对人体有一定的危害,它们大多为多环芳烃,强苯、酚、蒽、醛等及其衍生物,具有强烈的刺激气味,可导致各种生理和心理的病变。椐现场检测结果表明:新居室内的挥发性有机化合物(VOCS),比如芳香烃(苯、甲苯、二甲苯)、酮类和醛类、胺类、卤代类、硫代烃类等。不饱和烃类有的浓度相当高,足以对人体健康构成危害。目前,挥发性有机化合物已被列为室内空气质量(IAQ)的重要污染因素,它对人体健康危害最大。世界著名科学家莫勒夫指出,长期处于含有VOCS气体的环境中,在感观方面造成人体视觉、听觉受损,在感情方面会造成应激性、神经质、冷淡症或忧郁症,在认识功能方面造成长期和短期记忆混淆或迷向,在运动功能方面造成握力变弱、振颤或不协调。VOCS的存在很广泛,包括涂料溶剂,建筑材料生产和安装过程中的胶粘剂。清洁剂、油烟、塑料制品、颜料、导热液体、动植物腐烂等都会释放出大量的挥发性有机化合物。
其中,苯是无色并具有特殊芳香味的液体,能与醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶,微溶于水。苯具有易挥发、易燃、蒸气有爆炸性的特点。苯已经被国际癌症研究机构确认为有毒致癌物。吸入或经皮肤吸收一定量会引起中毒,严重时会对人体造血系统、神经系统造成损伤。甲苯、二甲苯属于苯的同系物,甲苯、二甲苯对皮肤和黏膜刺激性大,对神经系统的损伤力比苯强,长期接触有引起膀胱性贫血。若造血功能完全损坏,可发生致命的颗粒性白细胞消失症,并可引起白血病:此外,妇女对苯的吸入反应格外敏感,妊娠妇女长期吸入苯会导致胎儿育畸形和流产。
室内空气中的苯主要来自装饰装修中使用油漆,涂料、胶粘剂、防水材料及各种油漆涂料的添加剂和稀释剂等。装修中使用的胶、涂料也会含有苯、甲醛。甲苯是无色透明的液体,有特殊的气味,它能被无损伤吸收,有普通的毒性作用,还有刺激作用;接触高浓度的甲苯可导致急性中毒作用,也可产生麻醉作用。二甲苯为易燃液体,它即可通过呼吸道被吸收,又可通过皮肤吸收;接触高浓度的二甲苯时产生麻醉作用。甲苯和二甲苯对心、肾也有损害。油性多彩涂料中,甲苯和二甲苯的含量占20%~50%;普通PVC树脂墙纸,加入了大量增塑剂和重金属添加剂,地毯背衬胶乳纤维衬底含有4—苯基环乙烯,连品质较好的聚氨脂油漆,其容剂亦是二甲苯。
4. 一氧化碳、二氧化碳
一氧化碳是无色、无味、无臭气体,是一种侵害血液、神经的毒物。一氧化碳由于能与血红蛋白、肌红蛋白等迅速结合而抑制它们的活性,长时间接触低浓度一氧化碳会造成慢性中毒,对心血管系统、神经系统等产生不良影响;而高浓度的一氧化碳可导致中毒死亡,吸入的一氧化碳会进入体内循环的血液,然后替代氧气与血红蛋白结合(输送氧气给细胞的物质)。这样,输送到身体器官及组织的氧气便会减少。与一氧化碳结合而失去活力的血红蛋白比率视人体吸入多少空气、空气中一氧化碳浓度和接触一氧化碳的时间而定。一个健康的人如长期接触一氧化碳浓度高的环境,会引致视力受损、工作及学习能力降低、脑部功能受损。患有心脏及循环系统疾病者、胎儿、幼童、孕妇及老年人更易受一氧化碳损害。
二氧化碳是一种无色无味无毒气体,但居室内二氧化碳浓度增高,室内空气中的含氧量会相对降低,空气中二氧化碳含量过高,会导致头痛、头晕、耳鸣、昏睡等症状。一氧化碳对人体有致命的危害,一氧化碳进入人体之后,通过气管和肺泡,与血液中的血红蛋白相结合,使血液的输氧机能受到抑制,导致机体出现缺氧的各种症状;头痛、眩晕,甚至死亡。
二氧化碳是一种无毒气体,对人无直接危害作用,但二氧化碳含量过大时,也会产生一些有害的影响。当浓度为0.05%时,人会感到不舒服;浓度为0.2%时,会出现头昏、耳鸣、呕吐等现象;当浓度为10%时,可使人立即失去知觉,停止呼吸及死亡。
5. 氮氧化物、二氧化硫及臭氧
氮氧化物主要包括一氧化氮、二氧化硫和硝酸雾,以二氧化氮为主。一氧化氮是无色、无刺激气味的不活泼气体,可被氧化成二氧化氮。二氧化氮是棕红色有刺激性臭味的气体。氮氧化物可刺激肺部,使人难以抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构成改变,但目前仍未可能定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
二氧化硫是无色气体,低浓度时没有气味,浓度极高时(约1500 mg/ m3)便会刺鼻。空气中的二氧化硫的浓度大于0.5ⅹ10ˉ6时对人的刺激加剧,有的还会出现严重的支气管痉挛。吸入高浓度的二氧化硫,可以引起吼水肿和声带痉挛而窒息,还可并发支气管炎、肺水肿等疾病。
吸入二氧化硫可使呼吸系统功能受损,加重已有的呼吸系统疾病(尤其是支气管炎)及心血管病。对于容易受影响的人,除肺部功能改变外,还伴有一些明显症状如喘气、气促、咳嗽等。二氧化硫亦会导致死亡率上升,尤其是同时在高悬浮粒子含量的情况下。最易受二氧化硫影响的人士包括患有哮喘病、心血管病或慢性肺病(例如支气管炎或肺气肿)等、儿童及老年人。
大多数室内臭氧来自室外,是由于交通工具在行驶中产生的污染物在特定的气候条件不相互作用产生的。室内臭氧源主要是复印机、激光打印机、其他放电的家用电设备、紫外灯及一些消毒设备。没有室内臭氧源时,室内臭氧浓度约为室外浓度的20%~30%。国外对各种室内环境的调查,办公室和家庭室内臭氧的分解速率由于活性界面的存在而较室外高,当室内温度和湿度增加时更可促进臭氧的分解。臭氧相对于一般的紫外消毒而言,臭氧具有很强的杀菌效果,同时臭氧也起到除臭的目的,许多室内空气净化器以臭氧的强氧化性为原理,将空气中的有机物氧化,以达到净化空气的目的。但是,臭氧的强氧化性对人体健康却有危害作用。一般认为臭氧吸入人体内后,能迅速转化为活性很强的自由基——超氧基(O2-),主要使不饱和脂肪酸氧化,从而造成细胞损伤。臭氧浓度为0.5ⅹ10ˉ6时,80%以上的人感到眼和鼻粘膜刺激,100%出现头疼和胸部不适。由于臭氧能引起上呼吸道炎症、从而削弱了上呼吸道的防御功能,因此长期接触一定浓度的臭氧还易于激发上呼吸道感染。臭氧浓度在2ⅹ10ˉ时,短时间接触即可出现呼吸道刺激症状、咳嗽、头疼。
6. 氯气、氯化氢
氯化物的种类很多,是黄绿色有臭味的有毒气体,其毒性大大高于二氧化硫。
7.氢化物
氢化物中毒性最强的是氟化氢。氟化氢除对黏膜、皮肤具有刺激或腐蚀作用外,在人体内主要的危害作用就是干扰多种酶的活性。
8. 光化学烟雾
① 臭氧是光化学烟雾的主要氧化剂和主要成分,它是光化学烟雾的混合物中对动、植物和人类毒性最大的有毒物质。
② 氮氧化物 氮氧化物是光化学烟雾的主要成分之一,有较强的毒性,对人体可引起哮喘等呼吸功能障碍。
③ 过氧硝基硝酸酯类(PANS) 它是光化学烟雾的主要组分之一;其中的过氧硝酸乙酰酯是一种次生衍生物,是烃类物质在阳光照射下发生复杂反应的产物,是一种剧毒物质。
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