苯系物主要包括苯、甲苯、二甲苯等,俗稱芳香殺手。世界衛生組織已經將苯系化合物確定為強烈致癌物質。目前對苯系物的研究雖然取得了很多成果,但相對於室外汙染研究,對室內苯系物的研究還是較少。
2006年中國環境監測總站在檢測新裝修後室內揮發性有機物時,共檢測到20種VOCs,其中包括7種鹵代烴,3種醛酮,8種苯系物和2種其他有機物。檢測結果表明,我國室內揮發性有機物總濃度普遍偏高,尤其是苯系物,其VOCs濃度限值為50μg/m3,檢測結果是限值的3~242倍,嚴重危害到人們的身體健康。
2011年曠亦樂隨機選出400名新婚女性進行生殖功能調查14引,包括338名住進新裝修住房中和72名未住進新裝修住房的新婚女性,同時監測她們裝修住房空氣中甲醛、苯以及揮發性總有機物的汙染狀況與變化趨勢,研究發現:1、新裝修房屋室內空氣中甲醛、苯系物及TVOCs的汙染現象不容樂觀,汙染物濃度隨著時間的推移逐漸降低;2、新裝修房屋中的空氣汙染可嚴重危害女性的月經和生殖功能,輕則導致月經異常,重則導致出生缺陷增高、自然流產率上升等。
苯及苯系物的危害
苯能引起慢性中毒,主要是苯對面板、眼睛和上呼吸道有刺激作用;經常接觸苯,面板可因脫脂而變乾燥,脫屑,有的出現過敏性溼疹:長期吸入苯能導致再生障礙性貧血,初期時齒齦和鼻黏膜處有類似壞血病的出血症,並出現神經衰弱症狀,表現為頭昏、失眠、乏力、記憶力減退、思維及判斷力降低等症狀。以後出現白細胞減少和血小板減少,嚴重時可使骨髓造血技能發生障礙,導致再生障礙性貧血。若造血功能完全破壞,可發生致命的顆粒性白細胞消失症,並可引起白血病:苯還可導致胎兒的先天性缺陷。
甲苯和二甲苯主要是對中樞神經系統的損傷及引起粘膜刺激。人體吸入較多甲苯,會使大腦和腎受到永久損害;孕婦吸入較多甲苯,其毒性可能會導致嬰兒先天缺陷;二甲苯會造成面板乾燥、皸裂和紅腫,神經系統受損,還會造成腎和肝暫時性損傷。研究表明,女性對苯及其同系物的危害較男性敏感,甲苯、二甲苯對生殖功能亦有一定影響,育齡婦女長期吸入苯還會導致月經異常,主要表現為月經過多或紊亂,初時往往因經血過多或月經期出血而就醫,常被誤診為功能習慣性子宮出血而貽誤治療;孕期接觸甲苯、二甲苯及苯系混合物時,妊娠高血壓綜合症、妊娠嘔吐及妊娠貧血等妊娠併發症的發病率顯著增高,統計研究還發現女性接觸甲苯的實驗室工作人員和工人的自然流產率明顯增高。
苯釋放的影響因素
苯的釋放比甲醛快,濃度隨裝修後時間的延續而減少,其釋放的影響因素如下:
1. 裝修材料的種類和負載量
裝修材料種類和負裝修材料種類的不同和負載量的多少決定了新裝修房屋內空氣汙染水平的高低和汙染時間載量的長短,但其無法改變空氣汙染物釋放的規律和趨勢;
2. 溫度
高溫環境有利於加速室內裝修材料中苯系物的釋放,因此在相對比較封閉的室內,溫度升溫度高會導致苯系物濃度短時間內也升高,室內空氣中苯系物汙染會變得非常嚴重;
3. 溼度
研究發現,隨著室內溼度的增大,空氣中甲苯濃度也會增大,二者之間呈現正向相關性。分析其原因應該是室內環境相對溼度增大時,室內氣流流通速率減小,使甲苯的擴散速率溼度降低,引起其濃度升高。苯、二甲苯與溼度之間的相關關係,還有待於透過實驗進一步驗證。
4. 空氣交換率
在保證良好通風條件下,房屋裝修後晾置時間越長,室內苯系物的濃度降低的越多,對於空氣交換率中等程度的裝修,一般裝修完工在3個月以後,基本上都可以符合國家標準;
4. 如何控制室內的苯系物釋放
由於苯系物分子結構中均含苯環,苯環含六個碳原子共軛的大π鍵,鍵能較高,結構非常穩定,這也導致了苯系物的去除和分解較為困難。控制苯系物的釋放主要從以下幾方面措施著手。
1. 源頭控制
對新裝修房屋實行全程控制,對汙染源建築設計與裝修材料的選擇進行嚴格控制,有效控制設計、選材、施工、竣工、驗收等各個環節。推行綠色裝修理念,輕裝修,重灌飾,在經濟條件允許的情況下,儘量選擇正規廠家、環保型傢俱,選用獲得國家環境標誌產品標誌的裝飾材料或符合《室內裝飾裝修材料有害物質的限量標準》的材料,例如實木材料,儘量不用或者少用含有黏合劑類產品,從源頭上減少苯系物的產生。
如確因受經濟條件或某些特殊因素限制,需要使用無國家環境標誌產品標誌的裝飾材料,要注意索要產品相關的檢測報告並認真檢視。值得一提的是,即使是環保材料,或多或少也含有有害成分,因此要控制裝修材料用量,不要過度裝修,儘量避免出現室內汙染物量變到質變的現象。
嚴禁使用以苯或苯系物為溶劑的塗料、稀釋劑、膠黏劑、阻燃劑等。對新裝修房屋進行裝飾過程中,地板和牆上的裂縫要注意填平、密封,這在一定程度上也可以限制苯系汙染物的揮發。房屋進行油漆或塗料施工時,最好選用水性漆或更環保的漆進行粉刷,同時在第一遍粉刷完成後儘量延長晾乾時間,然後再粉刷第二遍,這樣可一定程度上防止苯系物過多聚集。另外,煙霧也是室內空氣中苯系物的來源之一,減少室內吸菸、合理佈置廚房煙道,做好煙霧排氣措施,有利於降低室內苯系物的濃度,提高室內空氣質量。
2. 空氣流通
裝修後晾一定時間再行入住就是利用的就是空氣流通法。利用自然界本身的大氣熱壓和風壓對室內空間進行氣流交換,即自然通風,是最簡單經濟,也是最為有效的降低室內空氣汙染物的方法,所以應將其廣泛推廣。可以說,在沒有特定的消除室內汙染物的相關技術、特別的吸收汙染物的設施的情況下,簡單的用室外大自然的新鮮空氣來稀釋和消除室內苯系物,進而降低室內汙染物濃度,以使人體免受室內空氣汙染傷害的方法,是最為有效使用最普遍的方法,也是一般家庭最應採用的方法之一。
最佳的自然通風季節是夏季,這時由於溫度偏高,室內的苯系物從傢俱和油漆塗料中釋放出的速率也最大,所以大量的自然通風必不可少。不過,冬季雖然氣溫較低,為保證室內溫度,採用自然通風的時間減少,新風量減少,由於溫度較低,室內苯系物的釋放速率會變得較慢,因此,即使室內空氣中的汙染物濃度相較於其他季節會有所升高,也不至於對人體造成特別大的傷害,不必過於擔心。
不過,因開門、開窗時間受季節、天氣等因素影響較大,自然通風這種方式也有一定侷限性。在北方,特別是在石家莊這種霧霾天較多的城市,由於天氣惡劣或空氣質量較差,又或者冬天溫度較低,人們不可能長時間的開窗,故還需其他的淨化措施來輔助。
3. 空氣內迴圈淨化
隨著經濟發展和人民生活水平的提高,空氣清淨機逐漸被人們所青睞。使用專門的空氣淨化系統,從空氣中分離室內苯系汙染物或將其轉化為無害物質,既能降低室內苯系物濃度,也能降低室內空氣中其他汙染氣體,同時不會引入新的汙染源,更高效的改善室內空氣環境,且保持其他例如溫度、溼度等條件不變,提高居室舒適度。
空氣清淨機按原理可以分為靜電除塵式、過濾式、化學吸附或等離子體式等10餘種。大部分室內空氣清淨機對除塵(PM2.5等)效果較為明顯,對於有毒有害氣體根據其原理不同,其選擇性較為單一。同時市面上的空氣清淨機五花八門的概念繁多,價高質次,容易採坑。且工作時需要一直開啟才有效,一方面需要持續消耗電能,另一方面耗材需要定期更換,不夠經濟和環保。
4. 新型苯系物去除材料
叄素新材料開發了一種光觸媒複合二氧化氯緩釋凝膠材料,實踐檢驗證明可有效去除苯系物,100g裝料用量,按國家標準QB/T 2761-2006檢測方法,24小時去除率可達81.8%,持續有效時間可長達2-4個月。
二氧化氯是一種常溫常壓下以氣態存在的廣譜殺菌劑,且對甲醛、苯系物、氨類、硫化氫等空氣汙染物等均有高效的去除效果,低濃度的二氧化氯是國際上公認的安全、無毒的綠色消毒劑,因為它只對低等生物細胞有破壞作用,對高等動物細胞、精子及染色體無致癌、致畸、致突變(三致)作用,其安全性被世界衛生組織定位A1級別。然而,二氧化氯的在常溫常壓下為氣體,其釋放濃度難於控制,過高濃度的二氧化氯會影響人體的呼吸道,過快釋放後其淨化效果也無法持久,在一定程度上限值了其應用。
光觸媒是一類以二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料,它在紫外或可見光照射下,可在短時間內將有甲醛、苯系物、TVOC等有機汙染物降解為無害產物,同時在反應前後自身又不產生消耗,因此其具有自清潔性、功效的永續性,目前已經被廣泛應用於空氣淨化、醫療、廢水處理、食品等領域。而其侷限性在於光催化作用必須在有光照的條件下才能發揮作用。
叄素提出一種複合光觸媒的二氧化氯緩釋凝膠的製備技術。以凝膠為載體,利用二氧化氯氧化與可見光催化聯合技術,可有效解決原有技術的不足。凝膠具有網狀阻力結構,可減緩二氧化氯前驅物與活化劑的結合速率,從而減緩反應速率,實現二氧化氯緩慢且相對平穩的釋放;光觸媒可催化降解部分二氧化氯難降解的有害物的中間產物,促進反應向正方向進行,起到協同增效的作用,在保證空氣淨化效能的同時提高了凝膠使用的永續性。該技術目前已申報國家發明專利。