室内环境污染的检测及控制研究.docx

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室内环境污染的检测及控制研究

本科毕业论文

室内环境污染的检测及控制研究

指导教师：

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摘　　　　要

伴随着我国社会经济的持续发展，人民的生活水平也正在日益提高，城市居民购买住宅楼房或商品经营门店的现象变得异常火爆。

然而，在室内楼房装修材料的应用过程里，不少装修经销商为了牟取私利，故意偷换采用一些廉价的装修建材，这些劣质材料中的有毒有害物质挥发到室内空气中使得室内环境的污染问题变得越来越严重，人们的身体健康也时刻受到这些有害物质的侵袭。

为了改变这种不良现状，我国的质量监督部门和建设部门联合发布了强制性的标准，其中严格规定了对民用建筑施工材料的验收标准，室内环境检测就是验收标准当中的一项重要指标。

本文根据室内环境污染的具体情况，分析了室内空气污染物的来源，并阐述了室内环境污染的检测方法和意义，提出了室内环境污染控制的措施，以期对室内环境污染的研究有一定的借鉴作用。

关键词：

室内环境污染检测控制

Detectionandcontrolofindoorenvironmentalpollution

（CollegeofAgriculture,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,510642,China）

Abstract：

Withthecontinuousdevelopmentofsocialeconomyinourcountry,people'slivingstandardisimprovingdaybyday,andthephenomenonthaturbanresidentsbuyresidentialbuildingsorcommoditystoreshasbecomeveryhot.However,intheprocessofapplicationofindoorbuildingdecorationmaterials,decorationmanydealerstoseekpersonalgains,withsomecheapthanintentionallydecorationmaterials,theseinferiormaterialsinthetoxicandharmfulsubstancesvolatiletobecomemoreandmoreseriousthattheindoorenvironmentalpollutionproblemsinindoorair,people'shealthisalwaysaffectedbytheseharmfulsubstancesinvasion.Inordertochangethebadsituation,China'squalitysupervisiondepartmentsandconstructiondepartmentsjointlyissuedamandatorystandard,thestrictregulationsontheacceptancestandardofconstructionmaterialsofcivilconstruction,animportantindexofindoorenvironmenttestingistheacceptancecriteria.Accordingtothespecificcircumstancesofindoorenvironmentalpollution,analyzesthesourcesofindoorairpollutants,andexpoundsthemethodandsignificanceofdetectionofindoorenvironmentalpollution,theindoorenvironmentalpollutioncontrolmeasures,inordertostudytheindoorenvironmentalpollutionhasacertainreference.

Keywords：

indoorenvironmentalpollution;detection;control

目　　　　录

1绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2国内外研究现状及发展趋势1

1.3课题研究的主要内容3

2室内空气污染物的来源3

2.1室外来源3

2.2室内来源3

3室内环境污染的检测方法及意义6

3.1室内环境污染的检测方法6

3.2室内环境污染检测的意义7

4室内环境污染的控制措施7

4.1安装新型吸附材料空气净化器7

4.2完善室内空气的净化工作8

4.3加强对室内空气环境污染的监测8

4.4选择适宜的入住时间8

4.5新风采集方式.8

参考文献9

致　　谢10

1绪论

1.1研究背景及意义

随着人们生活水平的提高，人们对环境的污染情况给予了很大的关注。

环境的污染情况也变得被人们更加的重视。

在经历英国工业革命的环境污染所给人们带来的伤害，以及美国曾经面临的环境污染问题，都为当今科技快速发展的中国带来了沉重的教训。

面对着我国当前的国家形式，然而科技要发展，就势必对环境带来破坏。

而室外空气质量的破坏也一定会对人们生活的室内环境带来影响。

根据世界银行统计报告，我国每年造成的经济损失约32亿美元是因为室内环境污染所至。

另外根据国际检测环境机构的调查，全球至少有30％建筑物的室内环境中含有危害人身体健康的有害物质。

室内空气质量的好坏直接影响了人们的身体健康和生活水平，而且室内环境污染也已经被列入对公众健康危害最大的五种环境因素之一。

空气是人类赖以生存的条件，如果没有质量好的空气条件人类将面临着严重的生存危机。

据调查统计人的一生中约有80％的时间都是在室内中度过的。

因此室内空气质量的好坏直接影响人们的身心健康。

针对室内空气污染的严重情况，2002年国家环保总局与国家卫生部发布并实施了《室内空气质量标准》，该标准给出了室内环境中的温湿度范围、有害气体的浓度范围及其影响室内空气环境因素的具体指标。

如今室内装修材料大多会散发出甲醛等有害物质，由于物质燃烧而产生的有毒物质都会影响人们生存的室内环境质量。

因此针对室内空气质量检测和控制的研究是很有必要的。

1.2国内外研究现状及发展趋势

室内空气质量很早就被人们开始研究了，早在18世纪日本的科学家绪方正规就发表了室内换气的论文。

然而随着当今环境的破坏，关于室内空气质量的研究在近些年才真正引起全世界关注并成为研究的热点。

1978年在丹麦的哥本哈根首次召开了“室内空气及气候的国际会议”。

我国也早在2002年12月18日就正式发布了第一部《室内空气质量标准》该标准与2003年3月1日起正式实施。

国外相对于国内而言，关于室内空气质量研究出现的比较早。

研究报道早在20世纪60年代末期就相继出现了。

随着科学技术的不断发展，关于室内空气质量检测的研究也得到了相继发展。

2004年GE传感与检测科技公司设计检测室内空气中温湿度以及二氧化碳浓度的Ventostat8000系列新产品，该产品能够大大提高了管理人员的工作效率。

2009年GiHeungCHOI等人设计提出了一种监测地铁室内空气质量的环境监测系统，该检测系统用于检测人流动量相对大的地铁周围环境。

2010年MinuAPillai等人提出并设计了一种智能传感器网络来解决室内空气质量环境情况。

2011年丁丽佳与陈琢悦同学就设计了基于嵌入式的多功能家用可燃气体报警装置的设计。

2012年飞利浦公司也针对净化室内的空气质量，研发设计了室内空气质量检测仪。

该室内空气净化设备不但能去除甲醛在空气中的含量、还能滤除别的有害气体。

2013年由S．Zampolli组成的研发小组设计开发了一款低成本用于检测室内环境情况的电子鼻。

在国内，由于对室内空气质量检测系统的研究相对缓慢。

但是随着目前严重的空气污染局势，人们的生活水平也有了提高。

我国对室内空气质量检测系统的研究也越来越多。

2013年暨南大学彭煜设计便携式室内空气质量监测器的研究，该检测系统基于STM32处理器使用甲醛传感器、粉尘传感器加入Zigbee无线通信装置来控制的后续空气质量处理设备。

2014年苏州大学的胡敏、卢亚平设计了一种基于MCU控制的环境监测系统设计，使用温湿度、甲醛传感器等用来监测室内的温湿度以及甲醛的浓度。

2014年王啸东设计了一种新型的PM2.5检测仪，该研究是一种基于C51处理器以及外围电路采用PM2.5粉尘传感器来检测粉尘的装置。

2014年8月张光男设计了一种新型的室内空气质量检测装置。

该设计是一种涉及室内甲醛、氨气、和苯这三种气体的检测，系统设计是一种基于FPGA设计的数据监测。

该检测系统具有检测精度高、速度快、稳定性好等优点。

2014广西民族大学邢凯设计使用甲醛浓度检测传感器MSll00加入nRF905无线传感技术的空气质量检测系统。

该系统是基于STCl2C5A60S2单片机，该装置设备的每一部分的供电部分均采用有线连接，系统可将检测每一点的数值均显示在协调器的液晶屏幕上。

目前我国室内空气质量检测系统的研究大部分都是基于嵌入式操作来实现的。

使用这种设计方式成本低廉、便于生产。

随着嵌入式、无线传感、计算机技术的不断发展，人们对数据的实时采集、智能化检测、多样化的参数采集以及数据展示与分析的多元化需求越来越多。

因此在这一方面的研究就有了实现的意义。

1.3课题研究的主要内容

本文根据室内环境污染的具体情况，分析了室内空气污染物的来源，并阐述了室内环境污染的检测方法和意义，提出了室内环境污染控制的措施，以期对室内环境污染的研究有一定的借鉴意义。

2室内空气污染物的来源

室内空气污染由很多因素造成，人们往往根据引起的原因以及污染物进入室内的方式将其主要来源分为室外室内两个污染来源。

2.1室外来源

2.1.1室外空气污染

室外的污染物通过门窗等进入室内使空气质量恶化，这一现象在企业厂区尤为普遍，公路铁道周围的居民区也深受其害。

室外的污染物主要包括:

悬浮颗粒物、二氧化氮、二氧化硫等。

2.1.2人为带入室内

人们会不经意的把常年暴露在污染空气中从而沾有各种污染物的工作服或其他物品等带入室内从而使空气恶化。

这一类的污染物主要有苯，石棉等对人体危害较大的物质。

2.1.3质量不合格的生活用水

生活用水与人们的生活息息相关，但是质量不合格的生活水会严重降低空气质量可能会使很多人始料未及。

它们可能以室内淋浴，冷却空调水等形式同时携带各种污染物如氯气等进入室内污染空气质量。

2.2室内来源

2.2.1室内燃料燃烧产物

我国的能源形式多种多样，虽也有太阳能、风能、地热能等一些绿色能源方式，但是在我国能源消耗中占大头的是传统能源例如煤炭、天然气、液化石油气等，这些传统能源在燃烧的同时会产生很多对环境及人体有害的物质。

①煤

我国是传统意义上的煤炭消耗大国，进入冬天后居民主要靠燃烧煤炭发出的能量取暖。

在燃烧过程中煤会发生很多反应，根据产生物质的不同分为以下4类:

硫氧化合物主要由煤中的杂质硫燃烧产生包括二氧化硫、亚硫酸、三氧化硫、硫酸和各种硫酸盐，硫氧化合物对环境和人体健康危害极大，同时也是引起硫酸雨的罪魁祸首。

碳氢化合物由于氧气不足时燃烧产生的各类碳氢化合物:

氧气充足时它们会发生化学变化转变为二氧化碳和水。

悬浮颗粒物由主要的燃烧发生装置产生，悬浮颗粒物上通常会附着很多的污染物，它们体积质量极小肉眼无法看到，极易进入人类的气管对健康造成威胁。

氟化物发生化学反应时氟能够迅速转变为HF、SiF4等气态化合物，之后会再次发生化学变化生成氟酸盐。

当人们使用以高氟煤作为燃料时会使空气中氟浓度升至0.016-0.590mg/m3，这是标准浓度的3-5倍，极大的危害人体的健康。

②天然气

天然气的主要成分是甲烷且至少占体积的百分之八十。

天然气燃烧主要产生二氧化碳和水，几乎不会产生污染物，但由于组成成分及杂质的不同也会有少量一氧化碳和二氧化氮的产生。

从煤层开采出的天然气常常具有含硫的杂质，燃烧过程中肯定会有部分SO2溢出。

③煤制气

煤制气就是常说的煤气，通过利用煤气管道运往普通用户。

煤气主要成分是一氧化碳和氢气，其中可能还混有少量氮气与甲烷。

它的燃烧产物主要是二氧化碳和一氧化碳，同时产生少量的各类氮氧化合物和颗粒物。

当制备煤制气时如果没有充分的执行脱硫工序，燃烧过程中肯定会产生SO2。

且煤气本身有毒，人体吸入过量的煤气会导致呼吸困难，严重的则会危及生命安全。

④液化石油气

主要由3-5个碳的链烃如丙烷、丙烯和异丁烯等组成，其成分会因地域差别而有所区别，通常在常温常压下为气态，但一旦加大压强或冷却后会液化。

它燃烧所产生的SO2和颗粒悬浮物都较少，但是生成的各类氮氧化合物较多，也会生成一氧化碳和甲醛。

液化石油气燃烧之所以会产生的颗粒物的原因是石油气燃烧的不完全性，可吸入颗粒物更达到93%，这些颗粒物中包含有大量致癌物质，人体吸入后得癌症的几率大大增加。

⑤生物燃料

生物燃料通常包括木材、秸秆及沼气（由哺乳动物如人、牛、马、猪等粪便制成）。

世界上大约有一半的人利用生物燃料代替传统能源获取能量，这种现象在落后欠发达国家的农村地区尤为普遍。

生物燃料虽然是较清洁能源但是也会产生少量的污染物甚至是致癌物质，在利用生物燃料之前最好将其中的污染元素进行分离以减少环境的污染。

从列举的例子可以看出气体由燃烧成分有异所产生的物质在种类及成份上也会不尽相同。

总体而言气体在燃烧时产生的污染较轻，对人体健康形成威胁的产物一般是一氧化碳、各类氮氧化合物、甲醛和颗粒物。

2.2.2建筑材料和装饰材料

凡是运用到建筑工程中的材料制品统称建筑材料，建筑材料具有多样性。

建筑时最常见的材料是合成高分子材料，比如塑料、胶合剂、涂料等;金属材料如钢铁、钦合金等;非金属材料如石灰、水泥等。

同时大量的复合材料也会运用到建设中来。

装饰材料的定义为建筑物表面来进行铺装达到装饰效果的材料。

在主要建筑

主体工程结束之后会利用装饰材料对建筑进行美化。

所采用的装饰材料同样多种

多样，如木地板、墙面油漆、吊顶等。

由于社会的发展以及人民生活水平的不断

提高人们更加追求能满足人们审美的新型装饰材料，有些材料由于研发验证不充

分仓促投入实际生产从而导致在使用过程中产生对人体有害的污染物而未被人

们发觉。

2.2.3烹调油烟

烹调油烟是由于加热食用油而溢出，且这个过程是一个相当复杂的化学变化牵扯到多个化学反应。

它是一种由200多种成分所组成的混合污染物。

实验表明，烹调油烟的毒性不仅与油的类别、精炼过程有关，还与加热温度的高低、做成烹调油的主要原料及其质量有很大的联系。

烹饪油烟对人体的危害不容小视，常年做饭的厨师或家庭主妇更要对这些油烟带来的危害引起足够的重视。

人们通过实验证明大豆油、橄榄油中含有大量的不饱和脂肪酸，那么产生的物质有致突变性;动物油中含量相对少，没有致突变性。

因为我国大量使用高温油烹调且高温油的消耗逐年上升，所以国人更应该对烹调油烟的危害有更深的认识。

2.2.4吸烟烟雾

烟草包含的物质很多，据科学实验己经确定包含三千多种物质，在空气中以气态以及气溶胶状态存在，90%以上的成分为以一氧化碳为首的对人体有害的物质。

气溶胶状态物质则由焦油和烟碱组成。

焦油在香烟中含量较多且容易致癌、吸烟多的人会大大增加得癌症的风险。

吸二手烟的危害也不能小视，同样也会有较大几率得癌症，所以应该尽量远离吸烟的人，并劝谏那些吸烟者为了自己及他人的健康尽快把烟戒掉。

2.2.5家用化学品

人们在生活中会使用形形色色的各类家用化学品，比如化妆品，洗衣液，洗涤剂，洗衣粉等等。

由于家用化学品的大量使用它所带来的危害离人们非常之近，一些家庭常用化学品会挥发出大量对人体有害的气体比如甲苯，三氯乙烯等，成为潜伏在人们身边的“隐形杀手”。

总之主要污染物上面均已涉及，但是这些污染物只是室内空气污染物的冰山一角，还有相当数量的没有提及，甚至有些还没有被人类所认知。

环境工作专家要对污染来源做到能够熟悉掌捏才能帮助人们采取有效的措施降低空气污染对人体的危害。

3室内环境污染的检测方法及意义

3.1室内环境污染的检测方法

3.1.1检测采样布点

在检测室内环境时，采样布点要充分考虑现场的平面布局和立体布局，特别是高层建筑物的立体布点，要分别在上、中、下3个监测平面上布点。

在确定采样时，可选用交叉点、梅花样布点、斜线布点等方法。

针对全装修住宅的室内空气质量检测，要将采样布点均匀分布在卧室、卫生间、储藏室、起居室等不同功能的自然间，准确记录采样现场的温度和大气压。

环境污染物浓度的检测采样布点应与楼地面保持0.8～1.5m的距离，与内墙面保持至少0.5m的距离。

3.1.2国家标准法与便携式仪器检测法比较

目前，针对室内环境中甲醛的检测方法，主要有国家标准法和便携式仪器检测法两种。

《室内空气质量标准》规定，甲醛检测的国家标准方法为酚试剂分光光度法、乙烯丙酮分光光度法、气相色谱法和AHMT分光光度法，这些测试方法虽然具备准确性高、重现性好等优势，但是其检测周期较长、操作较为烦琐，难以满足大规模现场监测的需求。

而便携式仪器检测法能够在现场采集空气后立即获取检测结果，具备检测速度快、操作简便、准确可靠的优势，可应用于大规模的现场监测。

在实际操作中，必须定期更换便携式甲醛测试仪的传感器，并实施对照试验，以保证传感器的灵敏度和测试结果的精准度。

3.1.3民用建筑验收的侧重点

在民用建筑验收中，按照房间面积设置污染物浓度检测点，当面积不超过50m2时，设置1个检测点；面积在50～100m2之间，设置2个检测点；面积超过100m2的，设置3～5个检测点。

如果检测结果不符合相关规定，应当在治理完毕后再进行检测，此时的检测数量应为第一次检测数量的1倍。

3.2室内环境污染检测的意义

工业革命以前，由于人与自然的和谐共处，无论室内还是室外空气中几乎没有任何污染，那时研究空室内环境污染检测没有任何意义。

但是当人类从小农经济到工厂大规模生产转变时，对空气品质的研究就应该逐渐提上了日程。

当时雇员在工厂内从事生产工作时由于科技的落后矿物燃烧会产生大量污染物，对人体健康造成了极大的伤害，但由于当时人类因生产力的飞速发展过分追求物质生活，以至于很少人在意自己的工作环境及身体健康。

这种情况一直持续到上世纪50年代发达国家完成现代化，西方人突然发现丰富的物质并不是必需的，健康的生活环境才是真正所需要的。

人的一天差不多有一半时间呆在室内，所以对建筑室内环境的研究正式提上日程，当然这也包括室内环境污染的研究。

对室内环境污染的检测不仅能促进人们对污染物的认识有助于健康的生活，研究出的相关产品如空气净化器等大量投入社会还能促进就业为社会谋福。

室内环境污染检测需要跨多门学科，它牵扯到建筑环境工程、建筑设计、医学卫生等多方面领域，相对其他学科而言还是一门新兴学科。

人类能够切身体会到相关的研究成果带来的空气品质的改善对人体的好处。

因此当人类在享受空调带来便利舒适生活的同时，不能安于现状继续加大对室内环境污染检测来降低能耗和改善环境，这具有极其重要的意义，室内环境污染检测目前己经是全世界竞相研究的热门。

4室内环境污染的控制措施

4.1安装新型吸附材料空气净化器

吸附式净化器是一种成熟的技术装置，也是目前净化性能较高的设备之一。

传统吸附式净化器使用活性炭、沸石、活性氧化铝、分子筛和硅胶等吸附剂。

近年研制出各种新型活性炭，如蜂窝状活性炭、球状活性炭、活性炭纤维等。

另外，由于介孔材料具有高度有序的介孔孔道，比表面积高，稳定性好，被认为是VOCs优异的吸附材料。

目前介孔气体吸附剂已在CO2分离和VOCs富集方面展示出广阔应用前景。

吸附式净化器具有前期成本低、净化速率快、使用范围广、能够同时净化多种空气污染物等优点，是目前市场上应用较为广泛的装置。

但是这种净化器也存在很多问题，如吸附阻力较大、易吸附饱和、使用寿命有限、需定期再生或更换材料。

吸附剂的使用寿命是影响吸附式空气净化器净化性能的重要因素。

因此，研究和开发新型高使用寿命的吸附材料成为一个迫切而重要的研究课题。

4.2完善室内空气的净化工作

建筑物内的居住人员应当充分利用植物资源和纳米技术对室内进行有效的消毒灭菌工作，实现室内空气的有效净化。

比如在室内可以种植芦荟、吊兰、虎尾兰、龟背竹等植物，它们是天然的清道夫，研究表明，芦荟、虎尾兰和吊兰对室内有害气体甲醛的吸收能力超强，兰花、桂花、腊梅、花叶芋等是天然的除尘器，其纤毛能截留并吸纳空气中的飘浮微粒及烟尘。

对至内装修的每个角落喷洒雾水，并从植物中萃取出植物精华，有一效提取天然纯植物净化液，消除装饰、修饰材料的自然菌，高效破坏室内细菌的新陈代谢现象，有效杀死残存的细菌和病毒，完成氧化进程的有害气味，实现有害污染物质的分解、清除、包围和氧化，增加建筑物室内空气的有效氧含量，改善和提高人体的呼吸系统功能，有效杀灭致腐、致臭的微生物，消除装修材料的臭味源，实现室内空气净化效果的目的。

4.3加强对室内空气环境污染的监测

当前随着环境空气污染的复杂多变的形式，应该加强对室内环境空气污染的监测同时制定更为严格的室内环境监测标准。

目前因室内环境空气污染造成危害人体健康的事件屡见不鲜，因此加强环境污染监测是必要也是维护人们身心健康的重要屏障。

4.4选择适宜的入住时间

特别对于有老人、婴幼儿和过敏体质成员的家庭，一定严格控制室内污染物的含量。

新装修和刚安置新家具的房子，最好不要急于入住，装修完成后更应注意经常通风换气，让家居里的有害气体尽快释放；新买的家具最好放在空房间，过一段时间等有害气体散发量减少后再用。

4.5新风采集方式.

对于民用建筑，应优先鼓励人们根据气象条件和生活经验而进行的自然通风行为，在室内空气质量难以满足要求时再适当采用空气净化器作为补偿措施；对装有集中新风系统的办公或商用建筑，需发展精度满足控制要求、价格可接受、性能可靠的PM2.5、室内典型VOCs和CO2浓度传感器以及温湿度传感器，发展在保障健康、舒适条件下尽量节能的建筑通风理论和技术.目前市场上已出现一些PM2.5和VOCs浓度传感器，但其性能参差不齐而且价格较高，亟待加强研发性能可靠、价格适宜的PM2.5和VOCs浓度传感器，并制定相应性能检定方法和标准.此外，还要加强新风过滤或净化系统或装置的维护和管理，避免其成为藏污纳垢的场所，否则不仅不能净化空气，还会降低室内空气质量.特别需要注意的是，通风或净化方式的评价首先应该以健康效应为标准，其次考虑舒适和节能。

总结

综上所述，本文认为室内环境污染的控制要从安装新型吸附材料空气净化器、完善室内空气的净化工作、加强对室内空气环境污染的监测等方面进行。

室内环境污染问题涉及千家万户，关乎人民群众的身体健康，我们应当本着与时俱进的精神，以科学的态度，深入研究影响室内环境的不利因素，采取科学的检测手段，为室内环境优劣提供依据，采用有效的手段控制民用建筑室内环境污染，为改善人民生活和工作环境做出贡献。

参考文献

[1]谢翔.浅议装修污染与室内空气品质[J].中国水运，2006,6（6）:

94-95.

[2]吴春江.西安既