第一章 室内空气有害物及其防治的综合措施

通风工程同济大学机械工程学院暖通空调及燃气研究所2013年第一章室内空气有害物及其防治的综合措施1本章内容粉尘、有害气体的来源及其危害有害物的传播机理人体舒适与热环境有害物浓度、卫生标准、排放标准2第一节

粉尘和有害气体的来源及其危害（一）粉尘粉尘的来源（1）工农业固态物料的粉碎和研磨（矿石、金属加工）粉状物料的混合、运输（水泥、面粉）物质燃烧（燃煤、燃油、秸秆）物质被加热而产生的蒸气的氧化和冷凝（发烟剂：六氯乙烷-氧化锌、粗蒽-氯化铵、黄磷、红磷）（2）民用汽车尾气排放冬季取暖道路扬尘4（一）粉尘气溶胶：悬浮于气态介质中的固态或液态颗粒与气体构成的多相体系。形成的原因：机械分散、物理化学凝聚种类：尘（dust）: 固态分散性颗粒 （其中0.1~10μm为飘尘；10~100μm为降尘）烟（smoke）: 固态凝聚性颗粒（0.01~1μm）雾（mist）： 液态分散性、凝聚性颗粒（0.1~10μm）烟雾（smog）: （1）烟与自然雾的混合物 （2）NxOy及CmHn等经紫外线照射而产生的光化学烟雾 5（一）粉尘2.粉尘的危害对人们健康的影响A 呼吸系统：由大量小于2μm的尘粒所致。 （SiO2导致的“矽肺”，使肺组织硬化而丧失呼吸功能）B 毒性反应：由粉尘的化学性质决定，与人体内的器官发生反应，导致各种疾病，甚至死亡（铬、锰、镉、镍、铅……）对大气环境的影响A 污染大气环境（排出的大量粉尘、焦油或胶粘性粉尘）B 降低大气能见度，使空气浑浊（大量微细粉尘所致）6（一）粉尘不同粒径的颗粒物对人体的影响直径小于100μm的微粒称作总悬浮颗粒物（TotalSuspendParticle,简称TSP）直径小于10μm(PM10)的微粒称为可吸入颗粒物，可吸入并沉积在呼吸道中，造成矽肺和肺癌直径小于2.5μm(PM2.5)的微粒称为细微粒，会进入肺泡d>7.0

md=4.7~7

md=0.65~1.1

md=3.3~4.7

md=1.1~3.3

m颗粒物ParticulatematterPM2.5主要来自燃烧产物，道路扬尘粒径在2.5-10μm之间7（二）有害气体1.来源人体散发室内家具、建材散发工业生产：化工、造纸、纺织、金属冶炼、电镀、酸洗、喷漆等工业过程，都会产生大量的有害气体。（苯、SO2、SO3、Hg、CO、NOx）2.危害 刺激呼吸系统、中毒、窒息、腐蚀设备等。8CO2

常用指标

室内来源主要为人体代谢过程：人体呼出的空气中约占4％，与人体代谢率有关。排出CO2越多，同时排出其它代谢废气也越多。有机物燃烧过程：炊事、抽烟在室外空气中的浓度

CO2为300－400ppm，O2为209460ppm

目前居住建筑的控制标准高级客房：700ppm

普通居住空间：1000ppm

过渡空间：2000ppm9CO2

常用指标

作用一般浓度下，无毒，无臭。超过700ppm，敏感者能觉察到人体的其它代谢污染；超过1000ppm，较多人感到不舒服；超过10,000ppm，呼吸深度显著增加；超过40,000ppm（4％），出现呼吸困难，头痛、头晕，意识水平降低；超过100,000ppm（10％），窒息死亡。为什么测CO2作指标？易测反映了其它人体代谢污染物产生的水平不能反映其它过程产生污染物的水平10CO

常用指标CO无色无味，对人体有强烈的毒害作用。一氧化碳对人的毒理作用，主要是与红细胞中血红蛋白的结合，形成碳氧血红蛋白，造成组织细胞缺氧症状，最后人体因严重缺氧窒息造成死亡。来源-燃料在设备中不完全燃烧、汽车尾气隧道通风、车库通风的主要控制参数

设计手册中的要求适航条例AC25-7A：≤1/20000(50ppm,62.5mg/m3)工业场所有害因素职业接触限值GBZ2：≤30mg/m3室内空气质量标准GB18883-2002：≤10mg/m311氨

特性：无色，有强烈刺激性气味。室内空气质量标准GB18883-2002：≤0.2mg/m3来源：冬季施工过程中在混凝土中添加氨水作为防冻剂，释放期较长，危害大。装饰材料中的添加剂和增白剂，释放期较短，危害较小。冷库制冷剂泄漏

危害浓度超过0.5～1.0mg/m3时，对人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很强的刺激作用，造成流泪、咳嗽、呼吸困难严重可发生呼吸窘迫综合症；通过三叉神经末梢反射作用引起心脏停搏和呼吸停止；通过肺泡进入血液，破坏运氧功能。12VOC

(VolatileOrganicCompounds)

常见种类数10种到上百种，主要由脂肪族碳水化合物，芳香族碳水化合物组成。例如酒精类、甲醛、甲苯、四氯化碳等，主要对人体的呼吸器官和神经器官有影响。

根据沸点不同可分

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

(VolatileOrganicCompounds)

特点单独浓度不高，但多种微量VOC的共同作用不可忽视。长期低剂量释放，对人体危害大。引起头痛、恶心等症状。

来源：

各种漆、涂料、胶粘剂、阻燃剂、防水剂、防腐剂、防虫剂室内建材家具14VOC

(VolatileOrganicCompounds)TVOC浓度mg/m3健康效应分类<0.2无刺激，无不适舒适0.2~3.0与其他因素联合作用时，出现刺激和不适多因素协同作用3.0~25刺激和不适，与其他因素联合作用时，可能出现头痛不适>25除头痛外，可能出现其他的神经毒性作用中毒TVOC浓度与人体反应的关系室内空气质量标准GB/T18883-2002标准限值0.6mg/m315甲醛(HCOH)

特点无色，有强烈刺激性气味。水溶液为福尔马林大气中平均浓度0.005-0.01mg/m3，低于0.03mg/m3，新装修宾馆可达0.85mg/m3，控制标准为0.12mg/m3

来源工业废气、汽车尾气、光化学烟雾建筑材料：地毯、人造板、泡沫树脂保温板***装修材料：胶粘剂、涂料***日化产品：清洁剂、消毒剂、液化石油气主要来源是胶粘剂中的脲醛树脂16臭氧

臭氧(O3)：一种刺激性气体，主要来自室外的光化学烟雾。室内的电视机、复印机、激光印刷机、负离子发生器等在使用过程中也都能产生臭氧。性质：可氧化空化合物而还原，可杀菌；可被橡胶、塑料等吸附。臭氧对眼睛、粘膜和肺组织都具有刺激作用，能破坏肺的表面活性物质，并能引起肺水肿、哮喘等。标准0.16mg/m317其他工业有害气体汞蒸气铅蒸汽/氧化铅苯/甲苯/二甲苯SOxNOx181来源太阳辐射、墙体传热、室内灯光设备散热、人员散热散湿、其他散湿源在生产过程中散发的热，包括对流热和辐射热，直接影响工作区的空气温度，并对人体产生热辐射作用。2危害 如不能及时将余热、余湿排出室外，将造成室内温度、湿度过高，引起人员不适和中暑。（三）余热、余湿19（四）有害物对人体的危害程度影响因素毒性的大小多种有害物间存在：单独作用、相加作用、相乘作用在空气中的浓度大小有害物与人体接触的时间温度、湿度和人体状态

k（毒性作用）=c(有害物浓度)*t（作用时间）

k（毒性作用）=(c(有害物浓度)-a(最低浓度))*t（作用时间）第4页(1-1),(1-2)20第二节

有害物的传播机理21有害物的传播机理一次尘化作用二次尘化作用通风工程控制有害物的原则22（一）一次尘化作用定义： 使粉尘从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用，称为一次尘化作用。造成一次尘化作用的气流称为一次气流。一次气流的种类剪切、压缩（振动筛）诱导空气（切削、冲击）综合作用（粉料从高处落下）热气流上升23

一次尘化作用的结果尘粒受到重力、惯性力、分子扩散力、气流带动尘粒运动的力A 粉尘在空气中的自由沉降dc=10μm,ρc=2700kg/m3,vs=0.008m/sB 空气分子布朗运动作用 最大运动速度1.2x10-6m/s。C 以一定的初速水平投入空气中

V0=10m/s，0.01s后，V=5x10-5m/s， 最大运动距离0.008m。结论：一次尘化产生的粉尘没有独立运动能力，不能造成大范围的污染（一）一次尘化作用控制一次尘化作用主要从工艺过程控制或改进工艺来解决24（二）二次尘化作用二次气流带动污染气流进一步扩散，称为二次尘化作用二次气流种类热气流通风气流25（三）通风工程控制有害物的原则以有组织的二次气流（通风气流）来控制污染气体将一次尘化气流与二次气流隔开26第三节

人体舒适与热环境27（一）人体与环境的热平衡S=M-W-E-R-C式中：S-人体蓄热的变化量反映平均体温的变化M-代谢产热量W-人体对外作功E-蒸发换热量R-辐射换热量C-对流换热量说明：S=0，人体处在动态的平衡，维持正常体温36~37℃S>0，产热量>散热量，热感，（中暑）S<0，产热量<散热量，冷感，（冻僵）28（二）人体与环境换热的主要影响因素环境空气温度周围物体表面的平均温度、短波辐射空气相对湿度空气流速衣着的热阻人体代谢产热量29（三）通风场所的夏季空气温度夏季通风室外计算温度<22℃23242526272829~32>33℃室内外温差1098765432夏季通风室外计算温度查《供暖通风设计手册》中气象参数，上海为32℃30第四节

有害物浓度、卫生标准、排放标