室內(nèi)空氣有害物及其防治的綜合措施

通風(fēng)工程同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院暖通空調(diào)及燃?xì)庋芯克?013年第一章室內(nèi)空氣有害物及其防治的綜合措施1第1頁，共54頁。本章內(nèi)容粉塵、有害氣體的來源及其危害有害物的傳播機(jī)理人體舒適與熱環(huán)境有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)2第2頁，共54頁。第一節(jié)

粉塵和有害氣體的來源及其危害第3頁，共54頁。（一）粉塵粉塵的來源（1）工農(nóng)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(yùn)輸（水泥、面粉）物質(zhì)燃燒（燃煤、燃油、秸稈）物質(zhì)被加熱而產(chǎn)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(yáng)塵4第4頁，共54頁。（一）粉塵氣溶膠：懸浮于氣態(tài)介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒與氣體構(gòu)成的多相體系。形成的原因：機(jī)械分散、物理化學(xué)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(jīng)紫外線照射而產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧 5第5頁，共54頁。（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(dǎo)致的“矽肺”，使肺組織硬化而喪失呼吸功能）B 毒性反應(yīng)：由粉塵的化學(xué)性質(zhì)決定，與人體內(nèi)的器官發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)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(xì)粉塵所致）6第6頁，共54頁。（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(xì)微粒，會進(jìn)入肺泡d>7.0md=4.7~7md=0.65~1.1md=3.3~4.7md=1.1~3.3m顆粒物ParticulatematterPM2.5主要來自燃燒產(chǎn)物，道路揚(yáng)塵粒徑在2.5-10μm之間7第7頁，共54頁。（二）有害氣體1.來源人體散發(fā)室內(nèi)家具、建材散發(fā)工業(yè)生產(chǎn)：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(chǎn)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(shè)備等。8第8頁，共54頁。CO2

常用指標(biāo)

室內(nèi)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(guān)。排出CO2越多，同時排出其它代謝廢氣也越多。有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)高級客房：700ppm

普通居住空間：1000ppm

過渡空間：2000ppm9第9頁，共54頁。CO2

常用指標(biāo)

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(xiàn)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(biāo)？易測反映了其它人體代謝污染物產(chǎn)生的水平不能反映其它過程產(chǎn)生污染物的水平10第10頁，共54頁。CO常用指標(biāo)CO無色無味，對人體有強(qiáng)烈的毒害作用。一氧化碳對人的毒理作用，主要是與紅細(xì)胞中血紅蛋白的結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，造成組織細(xì)胞缺氧癥狀，最后人體因嚴(yán)重缺氧窒息造成死亡。來源-燃料在設(shè)備中不完全燃燒、汽車尾氣隧道通風(fēng)、車庫通風(fēng)的主要控制參數(shù)

設(shè)計(jì)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(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB18883-2002：≤10mg/m311第11頁，共54頁。氨

特性：無色，有強(qiáng)烈刺激性氣味。室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)的刺激作用，造成流淚、咳嗽、呼吸困難嚴(yán)重可發(fā)生呼吸窘迫綜合癥；通過三叉神經(jīng)末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止；通過肺泡進(jìn)入血液，破壞運(yùn)氧功能。12第12頁，共54頁。VOC

(VolatileOrganicCompounds)

常見種類數(shù)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(jīng)器官有影響。

根據(jù)沸點(diǎn)不同可分

50---100℃VVOC(VeryVOC) 100---260℃VOC 260---400℃SVOC(Semi-VOC) 400℃以上POM(Particulateorganicmatter)13第13頁，共54頁。VOC

(VolatileOrganicCompounds)

特點(diǎn)單獨(dú)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(nèi)建材家具14第14頁，共54頁。VOC

(VolatileOrganicCompounds)TVOC濃度mg/m3健康效應(yīng)分類<0.2無刺激，無不適舒適0.2~3.0與其他因素聯(lián)合作用時，出現(xiàn)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(lián)合作用時，可能出現(xiàn)頭痛不適>25除頭痛外，可能出現(xiàn)其他的神經(jīng)毒性作用中毒TVOC濃度與人體反應(yīng)的關(guān)系室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T18883-2002標(biāo)準(zhǔn)限值0.6mg/m315第15頁，共54頁。甲醛(HCOH)

特點(diǎn)無色，有強(qiáng)烈刺激性氣味。水溶液為福爾馬林大氣中平均濃度3，低于0.03mg/m3，新裝修賓館可達(dá)0.85mg/m3，控制標(biāo)準(zhǔn)為0.12mg/m3

來源工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)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(chǎn)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第16頁，共54頁。臭氧

臭氧(O3)：一種刺激性氣體，主要來自室外的光化學(xué)煙霧。室內(nèi)的電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、激光印刷機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器等在使用過程中也都能產(chǎn)生臭氧。性質(zhì)：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(zhì)，并能引起肺水腫、哮喘等。標(biāo)準(zhǔn)0.16mg/m317第17頁，共54頁。其他工業(yè)有害氣體汞蒸氣鉛蒸汽/氧化鉛苯/甲苯/二甲苯SOxNOx18第18頁，共54頁。1來源太陽輻射、墻體傳熱、室內(nèi)燈光設(shè)備散熱、人員散熱散濕、其他散濕源在生產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)溫度、濕度過高，引起人員不適和中暑。（三）余熱、余濕19第19頁，共54頁。（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(dú)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20頁，共54頁。第二節(jié)

有害物的傳播機(jī)理21第21頁，共54頁。有害物的傳播機(jī)理一次塵化作用二次塵化作用通風(fēng)工程控制有害物的原則22第22頁，共54頁。（一）一次塵化作用定義： 使粉塵從靜止?fàn)顟B(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(dǎo)空氣（切削、沖擊）綜合作用（粉料從高處落下）熱氣流上升23第23頁，共54頁。

一次塵化作用的結(jié)果塵粒受到重力、慣性力、分子擴(kuò)散力、氣流帶動塵粒運(yùn)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(yùn)動作用 最大運(yùn)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(yùn)動距離0.008m。結(jié)論：一次塵化產(chǎn)生的粉塵沒有獨(dú)立運(yùn)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(jìn)工藝來解決24第24頁，共54頁。（二）二次塵化作用二次氣流帶動污染氣流進(jìn)一步擴(kuò)散，稱為二次塵化作用二次氣流種類熱氣流通風(fēng)氣流25第25頁，共54頁。（三）通風(fēng)工程控制有害物的原則以有組織的二次氣流（通風(fēng)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26頁，共54頁。第三節(jié)

人體舒適與熱環(huán)境27第27頁，共54頁。（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(chǎn)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(chǎn)熱量>散熱量，熱感，（中暑）S<0，產(chǎn)熱量<散熱量，冷感，（凍僵）28第28頁，共54頁。（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(chǎn)熱量29第29頁，共54頁。（三）通風(fēng)場所的夏季空氣溫度夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度<22℃23242526272829~32>33℃室內(nèi)外溫差1098765432夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度查《供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊》中氣象參數(shù)，上海為32℃30第30頁，共54頁。第四節(jié)

有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)31第31頁，共54頁。（一）污染物濃度污染物濃度：單位體積空氣中的有害物含量有害氣體濃度質(zhì)量濃度 Y[mg/m3]體積濃度 C[ml/m3]ppmY=MC/22.4M:摩爾質(zhì)量g/mol粉塵濃度質(zhì)量濃度 y[mg/m3]（通風(fēng)）顆粒濃度 [顆/m3，顆/升]（凈化、空調(diào)）32第32頁，共54頁。例題2006將質(zhì)量濃度為0.02mg/m3的汞蒸氣，分子量200，換算為體積濃度ml/m3（ppm）33第33頁，共54頁。（二）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095-201234第34頁，共54頁。（二）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)35第35頁，共54頁。（三）衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)最高容許濃度Maximumallowableconcentration,MAC

一個工作日內(nèi)，任何時間均不應(yīng)超過的有毒化學(xué)物質(zhì)的濃度，針對急性作用大、刺激作用強(qiáng)和(或)危害性較大的有毒物質(zhì)而制定的最高容接觸限值時間加權(quán)平均容許濃度

Permissibleconcentration-timeweightedaverage,PC-TWA（最常用）

以時間為權(quán)數(shù)規(guī)定的8h工作日的平均容許接觸水平

短時間接觸容許濃度Permissibleconcentration-shorttermexposurelimit,PC-STEL

一個工作日內(nèi)，任何一次接觸不得超過的15min時間加權(quán)平均的容許接觸水平，在防止勞動者接觸過高的波動濃度，避免引起刺激、急性作用或有害健康影響36第36頁，共54頁。（三）衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ2-2002工作場所有害因素職業(yè)接觸限值37第37頁，共54頁。多種有害物同時發(fā)生無資料證明相互之間存在聯(lián)合作用，各自評價證實(shí)多種有害物共同作用于同一器官、系統(tǒng)或具有相同的毒性作用(如刺激作用等)或已知這些物質(zhì)可產(chǎn)生相加作用時：R=C1’/C1+C2’/C2+C3’/C3+……

+Cn’/Cn式中R當(dāng)量極限值（要求R≤1）C1’、C2’、C3’…Cn’幾種有害物的實(shí)際濃度C1、C2、C3…Cn

幾種有害物的允許濃度38第38頁，共54頁。例題2007某車間有毒物質(zhì)實(shí)測時間加權(quán)濃度為：苯（皮）3mg/3，二甲苯胺（皮）2mg/m3，甲醇（皮）15mg/m3，甲苯（皮）20mg/m3，問此車間有害物容許濃度是否符合衛(wèi)生要求39第39頁，共54頁。發(fā)生量不穩(wěn)定使用時間加權(quán)平均容許濃度PC-TWAPC-TWA=（C1’t1+C2’t2+C3’t3+……

+Cn’tn）/8式中PC-TWA要求滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)t1、t2、t3…tn在相應(yīng)濃度下的暴露時間C1’、C2’、C3’…Cn’幾種有害物的實(shí)際濃度工作時間不足8小時，按8小時計(jì)40第40頁，共54頁。例題2008 某生產(chǎn)車間，工作場所有毒物質(zhì)為丙醇，勞動者的接觸狀態(tài)見下，試問，該狀態(tài)下的8h時間加權(quán)平均濃度值，以及是否超標(biāo)

T1=2h，C1=220mg/m3，T2=2，C2=200

T3=2h，C3=180，T4=2，C4=120

41第41頁，共54頁。GB/T18883-2002室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)42第42頁，共54頁。（二）衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB50325-2010民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范注：1－I類民用建筑包括住宅、醫(yī)院、老年建筑、幼兒園和學(xué)校教室等；II類民用建筑包括辦公樓、商店、旅館、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、公共交通等候室、餐廳和理發(fā)店等43第43頁，共54頁。室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB9663~9673-1996室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，GB/T18883-2002民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范GB50325-2010工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ1-2010工作場所有害因素職業(yè)接觸限值GBZ2-2002室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量GB18580-2001職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南第1部分工作場所化學(xué)物質(zhì)職業(yè)接觸限值GBZT210.1-2008職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南第2部分工作場所粉塵職業(yè)接觸限值GBZT210.2-2008職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南第3部分工作場所物理因素職業(yè)接觸限值GBZT210.3-2008職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南第4部分工作場所空氣中化學(xué)物質(zhì)的測定方法GBZT210.4-200844第44頁，共54頁。（三）排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)形式國內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)45第45頁，共54頁。1、排放標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)形式按照最高允許排放濃度（mg/m3）大多數(shù)國家采用按照最高允許排放速率（kg/h）對于大型設(shè)備不利單獨(dú)采用此標(biāo)準(zhǔn)的國家不多按照單位產(chǎn)品的排放量（kg/t、kg/kCal、ng/J）規(guī)定嚴(yán)格、考慮周全、比較合理采用的國家較多不能夠直接測量得到46第46頁，共54頁。2、國內(nèi)部分與大氣質(zhì)量有關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)

大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297－1996）工業(yè)爐窯煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)（GB9078－88）燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223－91）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271－91）鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4911－85）輕金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4912－85）重金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4913－85）水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915－85）瀝青工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4916－85）船舶工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4286－84）工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)（GBJ4－73）47第47頁，共54頁。大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996設(shè)置下列三項(xiàng)指標(biāo)：通過排氣筒排放的污染物最高允許排放濃度。通過排氣筒排放的污染物，按排氣筒高度規(guī)定的最高允許排放速率。

任何一個排氣筒必須同時遵守上述兩項(xiàng)指標(biāo)，超過其中任何一項(xiàng)均為超標(biāo)排放。以無組織方式排放的污染物，規(guī)定無組織排放的監(jiān)控點(diǎn)及相應(yīng)的監(jiān)控濃度限值。48第48頁，共54頁。大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高允許排放速率，現(xiàn)有污染源分為一、二、三級，新污染源分為二、三級。按污染源所在的環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)類別，執(zhí)行相應(yīng)級別的排放速率標(biāo)準(zhǔn)，即：

位于一類區(qū)的污染源執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)（一類區(qū)禁止新、擴(kuò)建污染源，一類區(qū)現(xiàn)有污染源改建時執(zhí)行現(xiàn)有污染源的一級標(biāo)準(zhǔn)）；

位于二類區(qū)的污染源執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)；

位于三類區(qū)的污染源執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。

一類區(qū)：自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)

二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)

三類區(qū)：特定工業(yè)區(qū)新污染源和現(xiàn)有污染源查的表不同！49第49頁，共54頁。大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996排氣筒高度除須遵守表列排放速率標(biāo)準(zhǔn)值外，還應(yīng)高出周圍200m半徑范圍的建筑5m以上，不能達(dá)到該要求的排氣筒，應(yīng)按其高度對應(yīng)的表列排放速率標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)格50%執(zhí)行。新污染源的排氣筒一般不應(yīng)低于15m。若某新污染源的排氣筒必須低于15m時，其排放速率標(biāo)準(zhǔn)值按7.3的外推計(jì)算結(jié)果再嚴(yán)格50%執(zhí)行。

50第50頁，共54頁。例題2012在一般工業(yè)區(qū)內(nèi)（非特定工業(yè)區(qū)）新建某除塵系統(tǒng)，排氣筒的高度為20m，距其190m處有一高度為18m的