室內主要幾種污染物質
一、甲醛
1.甲醛的理化特徵
甲醛(HCHO)又稱蟻醛,是無色有強烈刺激性氣味的氣體,對空氣的比重為1.06,略重於空氣,易溶於水、醇和醚,其30%-40%的水溶液為福爾馬林。甲醛易聚合成多聚甲醛,其受熱易發生解聚作用,並在室溫下可緩解釋放甲醛。甲醛的嗅閾值為0.06-1.2mg/m3,眼刺激閾值為0.01-1.9 mg/m3。
2.甲醛對人體健康的危害
(1)甲醛對人體的眼睛、鼻子、呼吸道有刺激性。
空氣中含有0.6 mg/m3時就會對眼睛產生刺激反應。人在含甲醛10ppm的空氣環境里停留幾分鐘就會流淚不止。低濃度甲醛對人體影響主要表現在皮膚過敏、咳嗽、多痰、失眠、噁心、頭痛等。剛住進用刨花板做地板的居室的人,有厭惡氣味、頭痛、頭暈和咳嗽的反應。這樣的居室內甲醛濃度有時高於0.5mg/m3,甲醛對中樞神經系統的影響是明顯的。對使用尿甲醛樹脂較多的家庭和不使用合成纖維板材的家庭成員進行流行病學調查表明,生活在甲醛濃度為0.01-3.1 mg/m3的人群,有頭痛、頭暈、失眠癥狀的人明顯多於測不出甲醛的家庭。甲醛對人體皮膚有很強的刺激作用,空氣中濃度為0.5-10 mg/m3時,會引起腫脹,發紅。底濃度甲醛能抑制汗腺分泌,使皮膚乾燥。
(2)當甲醛濃度在0.12-1.2 mg/m3時即(0.1-1ppm)能致使肝功能、肺功能異常、免疫功能異常,當濃度為0.06-0.07 mg/m3(0.05-0.06ppm)時,兒童發生氣喘病。
(3)甲醛與空氣中離子形成氯化物反應生成致癌物---二氯甲基醚,已引起人們警覺。
(4)甲醛的刺激、致敏、致突變作用。
根據大量文獻記載,甲醛對人體健康的影響主要表現在 嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能、免疫功能異常方面,而個體差異很大。大多數報道其作用濃度均在0.12 mg/m3(0.1ppm)以上。個別報道其作用濃度在0.06-0.07 mg/m3(0.05-0.06ppm)時,兒童發生氣喘。甲醛對健康危害主要有以下幾個方面。
刺激作用:甲醛的主要危害表現為對皮膚粘膜的刺激作用,甲醛是原漿毒物質,能與蛋白質結合、高濃度吸入時出現呼吸道嚴重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。
致敏作用:皮膚直接接觸就甲醛可引起過敏性皮炎、色斑、壞死,吸入高濃度甲醛時可誘發支氣管哮喘。
致突變作用:高濃度甲醛還是一種基因毒性物質。實驗動物在實驗室高濃度吸入的情況下,可引起鼻咽腫瘤,目前一般認為,非工業性室內環境甲醛濃度水平還不至於導致人體的腫瘤和癌症。
二、苯
1、苯及其同系物甲苯、二甲苯的理化特徵
苯被國際癌症研究機構確認為有毒的致癌物質,苯、甲苯、二甲苯是室內主要污染物之一。笨及其同系物甲苯和二甲苯都為無色、有芳香氣味、是揮發性、易燃,燃點低的液體。它的主要理化性質見表1-2-1。這些化合物微溶於水,易溶於乙醚、乙醇、氯仿和二硫化碳等有機溶劑。二甲苯有鄰、間、對位三個異構體。一般間位佔45%-70%,對位佔15%-25%,鄰位佔10%-15%,三種異構體的理化特性極相似。
化合物 |
分子式 |
分子量 |
密度/(g/ml) |
熔點/℃ |
沸點/℃ |
蒸氣相對密度(對空氣) |
笨 甲苯
二甲苯 |
C6H6 C6H5CH3 C6H4(CH3)2 |
78.11 92.15 106.16 |
0.879(20℃) 0.866(25℃) |
5.5
94.5 |
80.1 110.6 |
2.71 3.14 |
鄰二甲苯 間二甲苯 對二甲苯 |
0.890(20℃) 0.864(20℃)
0.861(20℃) |
-27.1 -27.4 -13.2 |
144.4 139.1 138.3 |
3.7 |
表1-1-1 苯、甲苯和二甲苯的理化性質
2.苯的危害
苯、甲苯和二甲苯是以蒸氣狀態存在於空氣中,中毒作用一般是由於吸入蒸氣或皮膚吸收所致。苯屬中等毒類物質,急性中毒主要對中樞神經系統有毒害,慢性中毒主要對造血組織及神經系統有損害。甲苯屬低毒類,高濃度中毒時可發生腎、肝和腦細胞的壞死和退行性變,慢性中毒主要是對中樞神經系統的損害,純甲苯對血液系統基本無毒性作用。二甲苯的三種異構體的毒性略有差異,以間位最大,但均屬低毒類物質,其毒性主要是對中樞神經和植物神經系統的麻醉和刺激作用,慢性中毒則比苯為弱,對造血組織的損害尚無確實證據,可能引起輕度的、暫時性的末梢血象改變。
由於苯屬芳香烴類,使人一時不易警覺其毒性。人在短時間內吸入高濃度的甲苯、二甲苯時,可出現中樞神經系統麻醉作用,輕者有頭暈、頭痛、噁心、胸悶、乏力、意識模糊,嚴重者可致昏迷以致呼吸、循環哀竭而死亡。如果長期接觸一定濃度的甲苯、二甲苯會引起慢性中毒,可出現頭痛、失眠、精神委靡、記憶力減退等神經衰弱症。甲苯、二甲苯對生殖功能亦有一定影響,並導致胎兒先天性缺陷(即畸形)。對皮膚和粘膜刺激性大,對神經系統損傷比苯強,長期接觸有引起膀胱癌的可能。目前室內空氣評價標準定為苯最高濃度為30μg/m3,而民用建築工程室內污染物濃度限量為90μg/m3。
三、TVOC(總揮發性有機化合物)
1、TVOC的理化性質
VOCS 是強揮發、有特殊氣味刺激性、有毒的有機氣體,是室內重要的污染物之一。部分已被列為致癌物,如氯乙烯、苯、多環芳烴等。多數VOCS易燃易爆對生產企業的安全造成威脅,部分VOCS對臭氧層有破壞作用,如氯氟烴(CFCS)和烴氯氟烴(HCFCS)。
在室內VOCS的濃度應控制在200-300μg/m3,其受到季節變化、通風條件、裝修程度、人為活動等方面的影響,冬季室內VOCS的濃度高,而在夏季最低。
2、TVOC對人體健康的危害
VOCS對人體健康影響主要是刺激眼睛和呼吸道、皮膚過敏,使人產生頭痛、咽痛與乏力。VOCS中的苯、氯乙烯、多環芳烴等為致癌物。TOVCS在〈0.2mg/m3時,對人體不產生影響,暴露於0.025mg/m3的22種VOCS會使人產生頭痛、疲倦和瞌睡,濃度在0.188mg/m3時導致昏眩和昏睡,而當濃度超過35mg/m3時可能會導致昏迷、抽筋、甚至死亡。即使室內空氣中單個VOC含量都遠遠低於其限制濃度,但由於多種VOCS的混合存在及其相互作用,使危害強度增大,整體暴露後對人體健康的危害仍相當嚴重。
在由於室內裝飾裝修材料造成的室內空氣污染中,揮發性有機氣體是一種很普遍且對人體危害較大的一類污染物。英國材料、建築物研究所測定了100戶住宅在28天中室內VOCS的濃度水平,研究結果再次證實室內VOCS濃度高於室外,室內VOCS濃度為室外的2.4倍。室內VOCS的均值為121.8μg/m3。它的特點是:種類多、成分複雜、長期低劑量釋放、對人體危害大。總體來說,它的釋放源主要是使用了大量有機溶劑的溶劑型塗料;家裝使用的各種板材粘合劑。VOCS的健康效應的研究遠不及甲醛清楚。由於:(A)VOCS並非單一的化合物,各化合物之間的協同作用(相加、相乘、拮抗和獨立作用)關係較難了解;(B)各國、各地、不同時間地點所測的VOCS的組分也是不相同的。這些問題給VOCS健康效應的研究帶來了一系列的困難。丹麥學者LarsMolhave等根據他們所進行的控制暴露人體實驗結果和各國的流行病研究資料,暫訂出VOCS的劑量反應關係(見表1-2-2)。一般認為,正常的、非工業性的室內環境VOCS濃度水平還不至於導致的腫瘤和癌症)。
表1-1-2 VOCS暴露與健康效應
TVOCS/(mg/m3) |
健康效應 |
分類 |
0.2 |
無刺激、無不適 |
舒適 |
0.2-3.0 |
與其它因素聯合作用時,可能出現刺激和不適 |
多因協同作用 |
3.0-25 |
刺激和不適:與其他因素聯合作用時,可能出現頭痛 |
不適 |
〉25 |
除頭痛外,可能出現其他的神經毒性作用 |
中毒 |
四、氡
1、氡(Rn)的性質
氡(Rn)氣是世界衛生組織確認的主要環境致癌物之一。氡是天然存在的無色無味、不可揮發的放射性惰性氣體,不易被覺察地存在於人們的生活和工作的環境空氣中。222Rn的化學性質穩定,不溶於水,易溶於煤油、汽油,在空氣中以自由原子存在。222Rn的短壽命子體RaA、RaB、RaC等是帶電的很易吸附在空氣中的塵埃上而成為放射性的氣溶膠。自然界的鈾系、釷系元素衰變為鐳(Ra)而氡是鐳的衰變產物,其過程如下:
226Ra
1622年 3.82d 3.05min 26.8min 19.7min
室內Rn污染,一般指Rn及其子體對人的危害。
2.氡對人體健康的影響
天然核素對人體的危害有內照射與外照射之分。內照射是核以食物、水、大氣為媒介,攝入人體後自發衰變,放射出電離輻射。外照射是核素在衰變過程中,放射出電離輻射 射線直接照射人體。Rn及其子體對人體的危害是通過內照射進行的。Rn本身雖然是惰性氣體,但其衰變的子體極易吸附在空氣中的細微粒上,Rn及其子體被吸入人體後,由於氡的半衰期為3.825d之長,且在體內停留的時間較短,例如在高氡工作場所測試時,經過半小時,人體吸入的氡與呼出的氡達到平衡,體內含氡不再增加,且離開現場1h後,人體內氡濃度可被排除90%,故在呼吸道內氡的劑量很小,危害會相對小些。然而氡的子體—金屬離子(同位素PL、Bi、Po)卻不然,氡及其子體隨呼吸吸進入人體後,氡子體會沉積在氣管、支氣管部位,部分深入到人體肺部,氡子體就在這些部位不斷累積,並繼續快速衰變產生很強的內照射是大支氣管上皮細胞劑量主要來源,大部分肺癌就在這個區段發生。氡子體在衰變的同時,放射出能量高的粒子,產生電離和激發殺死,殺傷人體細胞組織,被殺死的細胞可通過新陳代謝再生,但被殺的細胞就有可能發生變異,成為癌細胞,使人患有癌症。人類受電離輻射損傷致病,最早被記錄的要算高氡及其子體照射下的礦工患肺癌。
科學研究表明,其誘發肺癌的潛伏期大多都在15年以上,世界上有1/5的肺癌患者與氡有關。所以說,氡是導致人類肺癌的第二大「殺手」,是除吸煙以外引起肺癌的第二大因素,世界衛生組織把它列為使人致癌的19種物質之一。氡及其子體在衰變時還會同時放出穿透力極強的Υ射線,對人體造成外照射。長期生活在Υ輻射場的環境中,就有可能對人的血液循環系統造成危害,如白細胞和血小板減少,嚴重的還會導致白血病。由於氡的危害是長期積累的,且不易被察覺,因此,必須引起高度重視。
五、氨
1、氨的理化性質
(1)氨的物理性質
氨(NH3)為無色而有強烈刺激氣味的氣體。分子量17.03;沸點-33.5℃;熔點-77.8℃;對空氣的相對密度0.5962(空氣=1),1L氣體在標準狀況下,質量為0.7708g,室溫時在6-7大氣壓下可以液化(臨界溫度132.4℃),臨界壓力112.2大氣壓),也易被固化成雪狀的固體,液態的相對密度(0℃時)為0.638。氨極易溶於水、乙醇和乙醚,當0℃時每1L水中能溶解1176L,即907g氨。
(2)氨的化學性質
氨的水溶液由於形成氫氧化銨而呈鹼性。氨可燃,燃燒時,其火焰稍帶綠色;與空氣混合氨含量在16.5%-26.8%(按體積)時,能形成爆炸性氣體。氨在高溫時會分解成氮和氫,有還原作用。有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。
2、氨對人體的健康效應
人對氨的嗅閾為:(0.5-1.0)mg/m3,對口、鼻粘膜及上呼吸道有很強的刺激作用,其癥狀根據氨的濃度,吸入時間以及個人感受性等而有輕重。輕度中毒表現有鼻炎、咽炎、氣管炎、支氣管炎。氨是一種鹼性物質,它對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用。氨可吸收皮膚組織中的水分,使組織蛋白變性,並使組織脂肪皂化,破壞細胞膜結構。氨對上呼吸道有刺激和腐蝕作用,可麻痹呼吸道纖毛和損害粘膜上皮組織,使病原微生物易於侵入,減弱人體對疾病的抵抗力。濃度過高時除腐蝕作用外,還可通過三叉神經末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。氨的溶解度極高,所以常被吸附在皮膚粘膜和眼結膜上,從而產生刺激和炎症。氨通常以氣體形式吸入人體,進入肺泡內的氨,少部分為二氧化碳所中和,餘下的被吸收至血液,少量的氨可隨汗液、尿或呼吸排除體外。氨被細入肺後容易通過肺泡進入血液,與血紅蛋白結合,破壞運氧功能。短期內吸入大量氨氣後可出現流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難,可伴有頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、乏力等,嚴重者可發生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合症,同時可能發生呼吸道刺激癥狀。所以鹼性物質對組織的損害比酸性物質深而且嚴重。
為了證明空氣中低濃度的氨對人體健康的危害和影響,專家們監測了在接觸3-13mg/m3濃度的氨的室內環境中工作的工人們,歷時8h,每組10人,與不接觸氨的健康人比較,發現接觸13mg/m3的人,尿中尿素和氨的含量均增加,血液中尿素則明顯增加。專家分析,出現這一情況對人體肯定是有害的。
有人調查大型理髮店中,因燙髮水中的氨揮發到空氣中,可使室內氨含量達28.8mg/m3,以致使工作人員普遍反映,有胸悶、咽干、咽疼、味、嗅覺減退,頭痛、頭昏、厭食、疲勞等感覺,部分人出現面部皮膚色素沉著、手指有潰瘍等反應。
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