公共閱讀場(chǎng)所空氣污染物時(shí)空分布特征與評(píng)價(jià)

廖建華 姜恒 張粵婷 肖雄

摘 要：通過(guò)對(duì)永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室、永川書城進(jìn)行總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）和甲醛監(jiān)測(cè)，研究公共閱讀場(chǎng)所空氣中污染物濃度的時(shí)空分布規(guī)律。研究結(jié)果表明：不同季節(jié)對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節(jié)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度;不同地點(diǎn)對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點(diǎn)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化;氣溫對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著溫度的上升，TVOC濃度變高，符合溫度越高揮發(fā)性有機(jī)化合物的散發(fā)速度越快的規(guī)律;裝修后時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即伴隨裝修后時(shí)間流逝，TVOC濃度有顯著的下降傾向;不同天氣對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度沒(méi)有顯著影響（P>0.05）。則甲醛受季節(jié)、開(kāi)放時(shí)間和已開(kāi)放時(shí)長(zhǎng)影響較大。

關(guān)鍵詞：公共閱讀場(chǎng)所;TVOC;甲醛;時(shí)空分布

1.前言

室內(nèi)場(chǎng)所的裝修在很大程度上滿足了人們對(duì)美觀、實(shí)用、舒適的需求，但由于裝修而造成室內(nèi)環(huán)境污染會(huì)影響消費(fèi)者的健康，是對(duì)人群健康危害最大的5種環(huán)境因素之一，因此公共場(chǎng)所環(huán)境的空氣質(zhì)量也成為人們關(guān)注的話題。其中總揮發(fā)性有機(jī)物（Total Volatile Organic Compounds，TVOC）是揮發(fā)性化合物的通稱，現(xiàn)在已鑒定出8類300種以上，致癌物質(zhì)有20多種，有甲醛、苯、二甲苯、三氯甲烷、三氯乙烷、萘等化合物。TVOC對(duì)人體有較嚴(yán)重的健康危害，如果較長(zhǎng)時(shí)間位于含有TVOC的公共閱讀場(chǎng)所中，會(huì)對(duì)人體認(rèn)知、感官、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)造成傷害，嚴(yán)重時(shí)甚至可對(duì)造血和肝臟系統(tǒng)形成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)等[1]。而甲醛作為較高毒性的物質(zhì)，是健康的一大殺手，目前已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸物質(zhì)，世界公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一，在我國(guó)有毒化學(xué)控制名單上高居第二位[2]。研究表明甲醛對(duì)人體皮膚和黏膜有強(qiáng)烈刺激作用，長(zhǎng)期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、鼻咽癌、結(jié)腸癌、腦癌、月經(jīng)紊亂、妊娠綜合癥、新生兒染色體異常、白血病、青少年記憶力和智力下降等[3]。

本課題結(jié)合氣候條件采用客觀測(cè)試數(shù)據(jù)，分析了TVOC和甲醛濃度時(shí)空分布特征以及影響室內(nèi)甲醛濃度的主要因素，提出改善室內(nèi)甲醛濃度的有效舉措，對(duì)公共閱讀場(chǎng)所室內(nèi)TVOC及甲醛濃度的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

2.材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

選取具有代表性的公共閱讀場(chǎng)所：永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室、永川書城作為檢測(cè)對(duì)象，這些公共閱讀場(chǎng)所為二類民用建筑。

2.2實(shí)驗(yàn)儀器

TVOC采用空氣品質(zhì)檢測(cè)儀（上海樂(lè)控環(huán)境技術(shù)有限公司，LKC-H2型，量程 0～2mg/m?，精度0.001mg/m?）。該儀器監(jiān)測(cè)使用電化學(xué)傳感器對(duì)空氣中的TVOC含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所用儀器在使用前都經(jīng)校準(zhǔn)。甲醛采用樂(lè)控甲醛監(jiān)測(cè)儀（上海樂(lè)控環(huán)境技術(shù)有限公司，LKC-H2型，量程0～2mg/m3，精確度0.001mg/m3）對(duì)室內(nèi)甲醛濃度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。該檢測(cè)儀使用Dart電化學(xué)傳感器對(duì)空氣中的甲醛含量進(jìn)行測(cè)定，不同濃度的被測(cè)氣體改變傳感器放電電流的不同來(lái)檢測(cè)空氣中甲醛的濃度。

2.3實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18883-2002）[4]、《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB/T17220-1998）[5]和《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T18204-2000）[6]檢測(cè)室內(nèi)TVOC、甲醛濃度，其選點(diǎn)原則為：①小于50m?的房間應(yīng)設(shè)1～3個(gè)點(diǎn)，50～100m?的房間應(yīng)設(shè)3～5個(gè)點(diǎn)100m?以上至少設(shè)5個(gè)點(diǎn)，在對(duì)角線上或梅花式均勻分布;②采樣點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)通風(fēng)口，距離墻壁大于0.5m;③采樣點(diǎn)高度，原則上與人的呼吸道高度一致，相對(duì)高度0.8～1.5m之間;④應(yīng)在人們正?；顒?dòng)情況下采樣，每日早晨和傍晚各監(jiān)測(cè)一次。

根據(jù)以上原則，校內(nèi)圖書館自習(xí)室、永川書城呈梅花式分布選取5個(gè)，校內(nèi)電子閱覽室、永川新華書店在對(duì)角線上選取3個(gè)點(diǎn)，布點(diǎn)分布圖，見(jiàn)圖1。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每隔6天監(jiān)測(cè)一次，監(jiān)測(cè)時(shí)間為北京時(shí)間8：00-9：00一次在同一個(gè)選點(diǎn)每一分鐘讀取一個(gè)數(shù)值，連續(xù)讀取三次，取三次平均值為該點(diǎn)該次的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室進(jìn)行2017年10月14日至2018年1月13日持續(xù)三個(gè)月的監(jiān)測(cè)。永川區(qū)新華書店、永川書城、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室進(jìn)行2019年3月29日至2019年4月6日TVOC與甲醛監(jiān)測(cè)。且每次監(jiān)測(cè)時(shí)，記錄公共閱讀場(chǎng)所內(nèi)的通風(fēng)狀態(tài)，即開(kāi)關(guān)窗情況和空調(diào)是否開(kāi)啟。

2.4數(shù)據(jù)處理分析

數(shù)據(jù)處理和作圖主要采用spss軟件和Microsoft office Excel等統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行;數(shù)據(jù)都以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表現(xiàn)，并且進(jìn)行差異分析，水平以0.05為標(biāo)準(zhǔn)，分析TVOC、甲醛的變化特征。

3.結(jié)果與分析

3.1公共閱讀場(chǎng)所空氣污染物的時(shí)空分布規(guī)律

根據(jù)單因素方差分析結(jié)果顯示，不同季節(jié)對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節(jié)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度，見(jiàn)表1。據(jù)研究顯示溫度越高，TVOC的釋放量越多，導(dǎo)致了公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度升高。TVOC釋放初期，其釋放速率隨溫度和濕度的升高而加快，至釋放后期，其釋放趨于穩(wěn)定。春秋冬季公共閱讀場(chǎng)所TVOC濃度有顯著差異，春季氣溫慢慢升高，公共閱讀場(chǎng)所揮發(fā)性有機(jī)物釋放量增大，導(dǎo)致公共閱讀場(chǎng)所TVOC濃度升高;秋季TVOC濃度持續(xù)上升;冬季因氣溫降低，公共閱讀場(chǎng)所揮發(fā)性有機(jī)物釋放量減小，TVOC濃度明顯下降。春季和秋季雖然氣溫相差不大，但濕度有一定差異，春季因濕度過(guò)高，公共閱讀場(chǎng)所地板、天花板、墻壁等表面被一層水膜覆蓋，造成書架、桌子等散發(fā)的揮發(fā)性有機(jī)物減少，造成春季TVOC濃度比秋季TVOC濃度低的結(jié)果。中溫中濕的春秋季條件較低溫低濕的冬季條件更促進(jìn)公共閱讀場(chǎng)所裝修裝飾材料以及書架、桌子等器物中TVOC的釋放。所以永川區(qū)新華書店和重慶文理學(xué)院圖書館自習(xí)室秋季的TVOC濃度幾乎是冬季TVOC濃度的兩倍。甲醛方面，甲醛的釋放速度與溫度呈正相關(guān)，溫度越高釋放速率越快，重慶屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，四季溫差較大，在通風(fēng)良好的情況下，室內(nèi)溫度受室外溫度影響較大，所以可以推測(cè)造成這種顯著差異的主要原因?yàn)樗募緶囟鹊淖兓６酒骄鶞囟?-13℃，春季平均溫度11-18℃，秋季平均溫度21-28℃，溫度的顯著差異導(dǎo)致了室內(nèi)甲醛釋放速率的不同，從而導(dǎo)致了不同季節(jié)室內(nèi)甲醛濃度差異性。

3.2公共閱讀場(chǎng)所空氣污染物濃度隨地點(diǎn)、裝修后時(shí)間變化的分布規(guī)律

根據(jù)單因素方差分析結(jié)果顯示，不同對(duì)公共閱讀場(chǎng)地點(diǎn)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點(diǎn)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化，永川書城TVOC濃度明顯高于永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室和自習(xí)室的TVOC濃度，見(jiàn)表2。每張電腦桌都是用細(xì)木工板組裝而成，而每張桌子的表面為了防潮防污也刷上了一層油漆。油漆則會(huì)向空氣中釋放揮發(fā)性有機(jī)物TVOC。計(jì)算機(jī)及顯示屏本身也是TVOC的污染源，會(huì)產(chǎn)生甲苯、乙苯、苯酚、臭氧、丁基-2-鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸二異辛酯等室內(nèi)污染物。重慶文理學(xué)院電子閱覽室的人流量大，空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)放，空氣流動(dòng)性差，通風(fēng)效果不好，室內(nèi)裝飾材料復(fù)雜，地板為泡沫隔熱材料，電腦散熱，所以同位于重慶文理學(xué)院圖書館，電子閱覽室TVOC濃度比自習(xí)室高。

公共閱讀場(chǎng)所空氣的溫度是影響書架、桌子、涂料、地毯、塑料、油漆等裝修裝飾材料中揮發(fā)性有機(jī)物釋放的重要環(huán)境因素。在10℃及以下、11℃-15℃和16℃及以上三個(gè)溫度分段中，TVOC濃度隨著溫度的上升而上升。實(shí)驗(yàn)表明揮發(fā)性有機(jī)物的釋放隨著溫度的增大而增大，導(dǎo)致公共閱讀場(chǎng)所TVOC濃度上升。

新裝修公共閱讀場(chǎng)所和裝修完成時(shí)間較長(zhǎng)的公共閱讀場(chǎng)所總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）濃度差異較大，且兩個(gè)時(shí)期的公共閱讀場(chǎng)所空氣污染主要來(lái)源也有明顯差異。新裝修公共閱讀場(chǎng)所永川書城TVOC濃度明顯高于裝修完成時(shí)間較長(zhǎng)的公共閱讀場(chǎng)所永川新華書店、重慶文理學(xué)院自習(xí)室TVOC濃度。這主要是由于永川新華書店、重慶文理學(xué)院自習(xí)室裝修時(shí)間較長(zhǎng)，塑料、油漆、涂料及各種粘合劑等各種裝修裝飾材料在使用過(guò)程中向公共閱讀場(chǎng)所散發(fā)苯、甲苯、二甲苯、氯乙烯、三氯甲烷、甲醛、酚類等大量有毒氣體，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的空氣稀釋，從而使TVOC濃度降低。而新裝修公共閱讀場(chǎng)所永川書城則剛開(kāi)始釋放揮發(fā)性有機(jī)物，TVOC濃度增加，導(dǎo)致永川書城TVOC濃度是永川區(qū)新華書店和重慶文理學(xué)院圖書館自習(xí)室TVOC濃度的五倍左右。

甲醛濃度在永川書城裝修完成時(shí)間只有兩個(gè)月，是裝修完成時(shí)間幾年的永川區(qū)新華書店和重慶文理學(xué)院圖書館自習(xí)室的三倍左右。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在三個(gè)選定監(jiān)測(cè)場(chǎng)所中，圖書館自習(xí)室甲醛含量明顯低于其他兩處監(jiān)測(cè)點(diǎn)，由于圖書館自習(xí)室與電子閱覽室均屬于重慶文理學(xué)院圖書館，屬于基本同時(shí)建成開(kāi)放的公共閱讀場(chǎng)所，所以排除因?yàn)榧兹┽尫艜r(shí)長(zhǎng)造成的顯著差異。雖然三個(gè)場(chǎng)所窗戶開(kāi)關(guān)情況不一致，但室內(nèi)通風(fēng)狀況基本良好，不處于基本密閉狀態(tài)，因此可以排除通風(fēng)是導(dǎo)致該顯著差異的主要原因。新華書店主要包括書架和大量書本以及墻面裝飾等主要甲醛釋放源，且新華書店沒(méi)有窗戶，相較于其余兩個(gè)監(jiān)測(cè)場(chǎng)所通風(fēng)較差;電子閱覽室主要包括書桌和電腦以及合成板地板等主要甲醛釋放源;圖書館自習(xí)室主要包含書桌和少量書本。實(shí)地對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，圖書館自實(shí)習(xí)包含的甲醛的釋放源最少，這可能是導(dǎo)致圖書館自習(xí)室甲醛含量明顯低于其他兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的主要原因。

3.3 對(duì)公共閱讀場(chǎng)所空氣污染物的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

對(duì)于選定的四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)：永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室、永川書城，進(jìn)行了總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)濃度變化（mg/m3）如圖4所示。

采用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式：，式中Pi—污染物的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci—污染物的監(jiān)測(cè)濃度值，mg/m?;Coi—污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/m?。當(dāng)Pi>1時(shí)說(shuō)明污染物超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。TVOC的單項(xiàng)污染指數(shù)Pi，見(jiàn)表4。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定[7]，室內(nèi)總揮發(fā)性有機(jī)物8小時(shí)均值不大于0.60mg/m3。從柱形圖和表6中可以看出：永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室、自習(xí)室、永川書城的總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）均達(dá)標(biāo)。

采用單因子標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法對(duì)公共閱讀場(chǎng)所甲醛污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式：，式中Pi—污染物的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci—污染物的監(jiān)測(cè)濃度值，mg/m?;Coi—污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/m?。當(dāng)Pi>1時(shí)說(shuō)明污染物超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。甲醛的單項(xiàng)污染指數(shù)Pi。甲醛的單項(xiàng)污染指數(shù)Pi，見(jiàn)表4。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，二類民用建筑的甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)為≤0.1mg/m3。從柱形圖和表4中可以看出：永川區(qū)新華書店、圖書館電子閱覽室、圖書館自習(xí)室的甲醛濃度均未超標(biāo)達(dá)標(biāo)。

4.結(jié)論

（1）不同季節(jié)對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著季節(jié)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化，冬季TVOC濃度明顯低于春、秋兩季TVOC濃度;不同對(duì)公共閱讀場(chǎng)地點(diǎn)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著地點(diǎn)的變化，TVOC的濃度也會(huì)變化，永川書城TVOC濃度明顯高于永川區(qū)新華書店、重慶文理學(xué)院圖書館電子閱覽室和自習(xí)室的TVOC濃度;氣溫對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即隨著溫度的上升，TVOC濃度變高，符合溫度越高揮發(fā)性有機(jī)化合物的散發(fā)速度越快的規(guī)律;裝修后時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度有顯著影響（P<0.05），即伴隨裝修后時(shí)間流逝，TVOC濃度有顯著的下降傾向;不同天氣對(duì)公共閱讀場(chǎng)所TVOC的濃度沒(méi)有顯著影響（P〉0.05），即隨著天氣的變化，TVOC的濃度不會(huì)發(fā)生變化。

（2）公共閱讀場(chǎng)所甲醛濃度與季節(jié)的關(guān)系主要體現(xiàn)在溫度的不同導(dǎo)致的差異上，雖然甲醛釋放量與溫度呈正相關(guān)，但由于不同季節(jié)導(dǎo)致人類的行為不同，室內(nèi)環(huán)境冬季反而溫度最高。在冬季室內(nèi)閱讀時(shí)，建議選擇一個(gè)離室內(nèi)綠植較近的位置，在室內(nèi)待一段時(shí)間以后，可以去往室外透風(fēng)，降低室內(nèi)甲醛對(duì)自身的持續(xù)影響;新裝修好的室內(nèi)空間甲醛濃度明顯高于已裝修開(kāi)放數(shù)年的地點(diǎn)，隨著開(kāi)放時(shí)長(zhǎng)的增長(zhǎng)，室內(nèi)甲醛濃度逐漸降低;公共閱讀場(chǎng)所的甲醛濃度主要影響原因就是室內(nèi)甲醛源數(shù)量，呈正相關(guān)關(guān)系，對(duì)于幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫線比較，可以明顯看出，盡管三個(gè)場(chǎng)所都已經(jīng)開(kāi)放4年以上，依舊有甲醛持續(xù)釋放，由此可以驗(yàn)證甲醛的持續(xù)性。

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作者簡(jiǎn)介：廖建華（1966.2-），男，重慶人，重慶建大城環(huán)學(xué)院市政工程專業(yè)，碩士生。