人因工程学第7章 空气环境

第七章空气环境叶锋华北电力大学工业工程华北电力大学工业工程2/66主要内容7.1空气中的主要污染物及其来源7.2几种现代空气污染的来源及其危害7.3空气污染物浓度及相关标准7.4粉尘7.5空气中的二氧化碳7.6工作场所通风与空气调节华北电力大学工业工程3/66空气中污染物种类很多，已知的能够产生危害的或受到人们重视的污染物大约有近百种，主要可以分为有害气体、固体尘粒、可溶性重金属和放射性物质。7.1空气中的主要污染物及其来源华北电力大学工业工程4/667.1.1空气环境中的有害气体空气环境中的有害气体主要有硫氧化物、氮氧化物、卤化物和有机物质气体等。主要有害气体种类主要种类主要来源硫化物二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、硫酸等钢铁厂、发电厂等各种类型的工矿企业排放出的烟气，以及北方冬天家庭取暖用煤氧化物氮氧化物、碳氢化物卤化物一氧化碳、二氧化碳、臭氧、过氧化物一氧化氮、二氧化氮、氨、碳氢化合物等氯气、氯化氢、氟化氢等煤气管道泄漏及燃烧不完全产生一氧化碳；清洁燃料燃烧、动物的呼吸产生二氧化碳。交通尾气排放、垃圾发酵、农家肥料自来水、水稻田，工业生产等室内污染气体甲醛、苯等家具（使用过酚醛树脂），装修饰物的材料、汽车内污染气体苯、甲醛、丙酮、二甲苯；一氧化碳、汽油气味胺、烟碱、细菌等胶水、纺织品、塑料配件等各种车内装饰材料；汽车发动机产生；车用空调蒸发器长时间不进行清洗护理华北电力大学工业工程5/667.1.2固体尘粒固体尘粒又称粉尘，包括有碳粒、悬浮颗粒物、飞尘、碳酸钙、氧化锌、二氧化铝等。其中的悬浮颗粒物又称飘尘，是漂浮在空气环境中粒度在15μm以下的颗粒，是衡量城市空气环境质量的指标之一，其危害程度与其粒度大小有关，颗粒越小，其危害越大。飘尘主要来源于燃料的不完全燃烧、建筑工地等。粉尘在一定条件下还具有爆炸性，其危害极大。华北电力大学工业工程6/667.1.3金属粉尘工业化发展常常导致各种重金属如铅、汞、铬、镉以及诸如锌、钒、锰、钡等粉尘混入大气，随时可能通过呼吸系统、消化系统和皮肤进入人体内。特别是近年来在我国铅污染的现象十分严重，有些地区近半数的儿童出现铅中毒现象。华北电力大学工业工程7/667.1.3金属粉尘铅污染铅是大气的重金属污染中毒性较大的一种。全世界现在每年铅消费量的40%用于制造蓄电池，20%以烷基铅的形式加入汽油中作防爆剂，12%用作建筑材料，6%用作电缆外套，5%用于制造弹药，17%作其他用途。据有关部门抽样检测，23种国产玩具中，7种玩具表面油漆中所含可溶性铅超过国家允许值(250mg/kg)（GB6675-2003《国家玩具安全技术规范》）。另据有关部门检测,部分学校课桌椅黑色油漆层中铅含量超过国际标准36.7倍，有的教科书彩色封面超标达12倍。华北电力大学工业工程8/667.1.4放射性物质放射性物质主要是由房基土壤里和天然气中释放出来的氡和建筑物中的天然石材里释放出来的镭、钍、钾三种放射性物质。这些放射性物质都会给人类造血系统、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。华北电力大学工业工程9/667.2几种现代空气污染的来源及其危害7.2.1建筑物室内空气污染来源及其危害中国室内环境中心2002年4月公布一项统计显示，中国每年因建筑涂料引起的急性中毒事件约400起，中毒人数达1.5万余人，建筑物室内空气污染来源主要包括：放射性物质、化学物质、电磁场等。华北电力大学工业工程10/667.2.1建筑物室内空气污染来源及其危害（1）放射性物质专家研究发现，放射性及一次大剂量及多次小剂量的放射线照射都有致白血病作用。特别是一些高放射性的建筑材料，会对人体造成体内和体外伤害。华北电力大学工业工程11/667.2.1建筑物室内空气污染来源及其危害（2）化学物质建筑装修用的人造板材、木家具及其它各类装饰材料(如：贴壁布、墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆、涂料等)中含有苯和甲醛等有害物质。研究证明，慢性苯中毒主要使骨髓造血机能发生障碍，引起再生障碍性贫血。甲醛对人体健康的影响主要表现嗅觉异常、刺激、过敏、肝功能异常及免疫功能异常等方面。长期接触低度甲醛可以引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌，妊娠综合症，新生儿染色体异常、白血病，青少年记忆力和智力下降。华北电力大学工业工程12/66（3）电磁场家用电器、电线等产生的电磁场，正在威胁人们的健康。意大利医学专家统计，全国每年有400多名儿童患白血病，其中2至7岁儿童的发病原因，主要是受到过强的磁辐射。7.2.1建筑物室内空气污染来源及其危害华北电力大学工业工程13/667.2.2车内空气污染主要来源及危害新车内装饰材料中含有的有毒气体，主要包括苯、甲醛、丙酮、二甲苯等.这些有害物质在不知不觉中使人中毒，渐渐出现头痛、乏力等症状。汽车发动机产生的一氧化碳、汽油挥发成分等会使车厢内的空气质量下降。车用空调蒸发器若长时间不进行清洗护理，就会在其内部附着大量污垢，所产生的胺、烟碱、细菌等有害物质弥漫在车内狭小的空间里，导致车内空气质量差甚至缺氧。人体自身的污染。由于车内开窗不多，当空气中二氧化碳浓度达到0.5%时，人就会出现头痛、头晕等不适感。乘客较多时就更容易造成污染。华北电力大学工业工程14/667.2.2车内空气污染主要来源及危害有关新车内污染的调查结果据深圳计量质量监测研究所随机对半年以内新车进行的一项调查显示，70％左右存在不同程度的污染，最高的车超过国家标准10倍以上；而广州中科环境检测研究中心曾对2000辆汽车进行过一项检测，结果显示，车内空气质量存在问题（甲醛、苯超标）的占到了92.5％。华北电力大学工业工程15/66国外一项研究测试则发现，新车出厂后，车内有害气体浓度很高，挥发时间可持续6个月以上，从而使在此间开车的驾驶员身体不适，甚至酿成车祸。另外，车厢内存在大量的细菌以及胺、烟碱等有害物质，会致乘车人头晕、恶心、打喷嚏，甚至引起更严重的疾病，如容易导致男性不育等。特别是由于开空调的时候车窗紧闭、空气内循环开启，大约有65%的司机驾车时会出现头晕、困倦、咳嗽的现象，致使司机感到压抑烦躁、注意力无法集中，专家们把这种症状统称为驾车综合症。这不仅会危害驾乘者健康，同样也会危及路人安全。有关新车内污染的调查结果7.2.2车内空气污染主要来源及危害华北电力大学工业工程16/667.2.3铅污染的危害铅是一种对神经系统有害的重金属元素，铅会对人的大脑神经系统带来严重危害，导致智力下降，免疫力降低，生长发育迟缓。儿童对铅尤为敏感，吸收率高达50％。国际上公认，当儿童体内铅含量超过每升100微克时，儿童的脑发育就会受到不良影响，就称为铅中毒。铅中毒对儿童危害主要体现在智力发育、学习能力、心理行为、生长发育等方面。儿童铅含量过高的反应是面色发黄，生长迟缓，便秘，腹泻，恶心，呕吐，注意力不集中。华北电力大学工业工程17/667.3空气污染物浓度及相关标准7.3.1空气污染物浓度的表示方法（1）标准状态下的质量体积混合表示法（2）体积表示法7.3.2空气污染物的浓度标准（1）工业企业工作场所空气中有害物质允许浓度标准（2）环境空气质量标准7.3.3空气污染物防治（1）生产车间空气污染的防治（2）室内空气污染的防治（3）车内空气污染的防治华北电力大学工业工程18/667.3.1空气污染物浓度的表示方法（1）标准状态下质量体积混合表示法用标准状态下每立方米空气中含有害物质的毫克数表示，单位为mg/m3。由于气体体积随温度、压力不同而变化，我国空气质量标准是以一个标准大气压状态（0℃，1.013×105Pa）时的气体体积为依据)的。因此，检测时的采样体积应换算成标准状态下的体积.0V华北电力大学工业工程19/66其换算公式为式中，为标准状态下的采气体积（L）；为作业现场实际采气体积（L）；为标准状态下的热力学温度（＝273K）；为标准状态下大气压强（P0=1.013×105Pa）；为作业环境温度（℃）；为作业环境大气压（Pa）。7.3.1空气污染物浓度的表示方法华北电力大学工业工程20/667.3.1空气污染物浓度的表示方法（2）体积表示法用每立方米空气中含有污染物的毫升数表示。因为，故常用百万分数表示，单位是ppm。该表示法只限于气态和蒸汽状态的污染物。两种浓度表示方法的换算公式如下式中，为气体质量浓度（mg／m3）；为气体体积百万分数浓度（ml／m3）；为被测有害气体的分子量；22.4为1个标准状态（0℃，1.013×105Pa）气体的摩尔体积。YY华北电力大学工业工程21/667.3.2（1）工业企业工作场所空气中有害物质允许浓度标准工作场所空气中部分有毒物质短时间接触容许浓度（见表7-2）包括车间含有两种以上有害物质时的浓度标准评价GBZ2-2002工作场所有害因素职业接触限值国家标准中规定了工作场所有害因素的职业接触限值。该标准适用于生产、使用或产生有害因素的各类用人单位。华北电力大学工业工程22/66表7-2工作场所空气中部分有毒物质短时间接触容许浓度表华北电力大学工业工程23/66工作场所存在两种以上有毒物质时，应考虑其联合作用，可用下式进行分析式中为各物质的实测浓度；为各物质的实测浓度的最高允许浓度。如计算结果小于1，说明现场有毒物质的浓度符合国家卫生标准；计算结果大于1，说明现场有毒物质的浓度超过国家卫生标准。多种有害物共存时评价标准华北电力大学工业工程24/667.3.2（2）环境空气质量标准我国于1996-12-06实施的环境空气质量标准（GB3095-1996）,如表7-3所示。规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。该标准适用于全国范围的环境空气质量评价。华北电力大学工业工程25/66环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区；二类区为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。空气环境质量分为三级：一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。共限定了以下几种污染物的浓度值：SO2、TSP、PM10、ＮＯ2、ＣＯ、O3、、Pb、B[a]P、F。（2）环境空气质量标准华北电力大学工业工程26/66表7-3环境空气质量标准（GB3095-1996）④华北电力大学工业工程27/66空气污染指数(1)空气污染指数(AIRPOLLUTIONINDEX，简称API)是一种反映和评价空气质量的方法，就是将常规监测的几种空气污染物的浓度简化成为单一的概念性数值形式、并分级表征空气质量状况与空气污染的程度，其结果简明直观，使用方便，适用于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。空气污染指数的确定原则：空气质量的好坏取决于各种污染物中危害最大的污染物的污染程度。空气污染指数是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境的影响来确定污染指数的分级及相应的污染物浓度限值。华北电力大学工业工程28/66空气污染指数(2)目前我国所用的空气污染指数的分级标准是：空气污染指数（API）50点所对应的污染物浓度为国家空气质量日均值一级标准；API100点所对应的污染物浓度为国家空气质量日均值二级标准；API200点所对应的污染物浓度为国家空气质量日均值三级标准；API更高值段的分级对应于各种污染物对人体健康产生不同影响时的浓度限值，API500点则对应于对人体产生严重危害时各项污染物的浓度。如表7-4所示。华北电力大学工业工程29/66表7-4污染指数API分级限值华北电力大学工业工程30/667.3.2（3）室内空气质量标准我国第一部《室内空气质量标准》于2003年3月1日正式实施.室内空气质量标准的主要控制指标见表7-5。《室内空气质量标准》与2003年7月1日实施的《民用建筑室内环境污染控制规范》、《室内装饰装修材料有害物质限量》等国家强制性标准共同构成了我国室内环境污染控制和评