1章(室内环境污染概述)

室内污染控制与洁净技术
第一章：室内环境污染概述
1.1 1.2 1.3
室内环境污染问题
室内主要污染物及其来源 室内环境污染的危害
1.4
室内环境污染的综合控制策略
室内污染控制与洁净技术
1.1 室内环境污染问题
1.1.1 室内环境污染
根据建筑物使用性质的不同，通常将建筑物分为工业建筑和非工业 建筑（习惯上称为“民用建筑”）。 室内环境污染：广义上是指室内环境系统中一切不利于室内人员行为过 程的因素，包括物质因素、能量因素、社会因素等；狭义上是指由于室 内各种物理的、化学的、生物的有害物质和放射性因素的存在及其扩散 而对人类身心健康和生产过程造成危害的现象。 物理性污染：主要指空气中的粉尘、烟雾、油烟、悬浮微粒等污染物对 室内空气所造成的污染，而室内空气中CO、CO2、NOx、SO2等有害气体以 及细菌、霉菌均可吸附在悬浮微粒和粉尘上，当这些微粒和粉尘达到一 定浓度时，就会引发比较严重的人体健康问题。 放射性污染：通常是指室内空气中来自地下水、土壤和岩石中的氡污 染，以及微波等能量因素所造成的污染。
2009~2010
64GB 0.07 400～450 0.02 150
5 10
2.5 10
10
11010
3 1013
5 109
2.5 109 5 1012
2.5 109 3 1012
11014
5 1013
11013
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1.1 室内环境污染问题
图1.1 欧洲部分国家室内空气品质不满意率调查结果
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1.1 室内环境污染问题
表1.1 上海某4栋幢办公大楼室内人员室内环境不满意率 大楼代号 室内听觉环境 室内空品质环境 人体活动环境 室内热环境 室内视觉环境
A
B C D
20.6
4.7 18.3 9.8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
62.1
51.2 26.5 40.9
31.0
20.9 20.4 28.2
44.8
23.3 18.4 3 2.4
13.8
11.7 30.6 22.5
平 均
13.4
45.2
25.1
29.7
19.7
1.空气品质定义：
如何认识室内空气质量(Quality：习惯上称为品质)问题是研究室 内空气污染的首要问题。 ① P.O.Fanger 的定义：品质反映了满足人们要求的程度，如果人们对 空气满意就是高品质，反之则为低品质；
目前，洁净技术已广泛应用于各行各业的产品生产或其他要求防 止粒子污染、微生物污染的环境控制。由于各行业间差距较大，且要 求不同，因此控制环境的内容、指标均不相同。本节仅就典型的工业 室内环境的控制要求分述如下。
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1.1 室内环境污染问题
1)半导体、集成电路生产的工业环境的控制要求
室内污染控制与洁净技术
1.1 室内环境污染问题
(2)主观评价：主观评价方法直接以人的主观感觉来评价室内空 气品质，因而最直接、可靠。应用主观评价方法时，存在2方面的问 题：一是需要的样本量大，否则就无法排除社会、心理、工作、个 人等因素的干扰，导致评价结果的可信度降低；另一方面，主观评 价的量化问题。 (3)主、客观相结合的评价：主、客观评价相结合的评价方法是 公认的能够准确反映民用建筑室内污染状况的评价方法。
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第一章：室内环境污染概述
一方面，随着社会的进步，人们自我保护意识大大增强；
另一方面，国内外研究表明，目前室内污染日益严重，是继 “煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后现代人进入的第三污染时期 的标志。 室内环境已成为与人关系最为密切的外环境，将对人类的健康 和舒适、社会化生产等行为过程产生重要的影响。30多年来，有关 室内空气污染问题的研究发展很快，围绕着这一主题颁布的标准、 法规、政策，以及对人体健康影响和危险度的评价、建筑物通风设 计、空气净化等问题正成为当今研究的热点。因此，创造优良的室 内环境已是人类文明的共同愿望。
4.民用建筑室内空气污染控制方面的问题：
研究室内污染问题的最终目的是采取经济有效的手段控制室内空 气污染，以满足人们健康舒适性的需要。 (1)控制手段的研究的认识方面的问题； (2)控制策略方面也存在一些问题； (3)涉及多学科、跨专业的问题。
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1.1 室内环境污染问题
过去人们总是将室内空气污染与暖通联系在一起，实际上，如果 不从室内污染的形成过程入手，实施过程控制仅从暖通方面考虑，勉 为其难，因此“增加新风量，提高净化效率是改善室内空气品质”的 认识只是片面追求了“量”的增加，而忽略了“质”的问题。 送风“质”的问题体现在2个方面： 一是送风的有效利用问题，可以用房间的通风效率（排污效率） 来表示。 另一方面是送风的新鲜程度问题，可以用空气质点的空气龄描述。 研究证实，提高房间通风效率，缩短送风空气龄，特别是新风空气 龄，对提高室内空气品质起到事半功倍的效果。
3)医疗应用及医学研究中的环境控制要求
室内污染控制与洁净技术
1.1 室内环境污染问题
以集成电路为代表的工业环境控制中多采用工业洁净技术和工业洁 净室；而在医学中，多采用生物洁净室进行微生物污染控制。在生物洁 净室里，这些微生物多由细菌和真菌组成，粒径尺寸在0.2µm以上，常 见的细菌微粒都在0.5µm以上，并且多数依附在其他物质微粒上。生物 污染渠道不仅是通过空气，还与人体、与操作人员的服装有关。国家卫 生部颁布的《医院洁净手术部建设标准》于2000年10月起施行。
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1.1 室内环境污染问题
1.1.3 工业环境中污染控制若干问题
近年来，随着现代化科学技术和现代工业的飞速发展，对实验、 研究和生产环境的要求越来越高，尤其是在高新技术产品的生产和加 工的过程中，如何来满足加工的精密化、微型化，高纯度（高质量）、 高可靠性的需要等问题，对生产环境中的空气洁净度提出了更高的要 求。 另一方面，随着现代生物医学的发展，提出了工业环境空气中细 菌数目、微生物污染的控制问题，以保证医药、制剂、医疗、食品等 行业不受微生物污染或感染。
2)精密机械和精细化工产品生产环境的控制要求
随着科学技术的发展，许多工业产品的生产加工对生产环境中的 含尘浓度提出极高的要求，例如，在胶片生产中，胶片若受到了尘埃 的污染，将会发生乳剂氧化，活性减弱，PH值变化等，从而影响胶片 的感光性能。 又例如，硫化氢气体，即使它的浓度很低(甚至嗅觉感觉不出)， 当它与潮湿的乳胶剂接触时，几秒钟内便可以对乳胶剂产生黄色灰雾， 使乳胶剂而报废。 另外，挥发性酸蒸汽能使潮湿的乳胶剂PH值发生变化，从而使胶 片在保存期间改变感光度；含有松节油的染料、油漆、地板蜡以及含 树脂丰富的木材，也会放出过氧化氢危害胶片。
64M 0.35 200 0.12 1400
1997~1998
256M 0.25 200 0.08 950
10
1999~2001
1GB 0.18~0.15 300 0.06 500
2003~2004
4GB 0.13 300 0.04 250
2006~2007
16GB 0.10 400～450 0.03 200
室内污染控制与洁净技术
1.1 室内环境污染问题
②ASHRAE的定义：“可接受的室内空气品质(Acceptable Indoor Air Quality)”和“感受到的可接受的室内空气品质 (Acceptable Perceiv ed Indoor Air Quality)”的概念。 前者的定义为：空调房间中绝大多数(>80%)人(适应人)没有对室内空 气表示不满，并且空气中没有已知的污染物浓度达到可能对人体健康 产生严重危害的浓度。后者的定义为：空调房间中绝大多数 (>80%)人 (适应人)没有因为气味或刺激而表示不满； ③英国CIBSE的定义：如果室内少于50%的人能觉察到任何气味，少于 20%的人感觉不舒服，少于10%的人感觉到粘膜刺激，并且少于5%的人 在不足2%的时间内感到烦躁，则可以认为室内空气品质是可接受的。 这些定义方法的共同特点是建立在人的主观感受上来定义空气品
表 1.2 是超大规模集成电路的发展和相应的控制粒子的粒径。集成电 路芯片的成品率与芯片的缺陷密度有关，而芯片的缺陷密度与空气中 粒子个数有关。
表1.2 超大规模集成电路的发展和相应的控制粒子的粒径 项目 年份 1997 256M 0.25 1999 1G 0.18 2001 1G 0.15 2003 4G 0.13 2006 16G 0.10 2009 64G 0.07 2012 256G 0.05
本章就民用建筑和工业建筑的室内环境污染问题分述如下。
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1.1 室内环境污染问题
1.1.2 民用建筑中室内空气质量问题
民用建筑室内污染问题日趋严重，且有继续恶化的趋势，不仅严重 地威胁着人们的身心健康，而且给社会经济带来巨大的损失。
1987 年世界卫生组织（ WHO ）发表调查报告指出：在新建和改建住 宅的居民中，约有30％的人患有由室内空气污染所造成的“建筑病综合 症”； 据美国环保局（EPA）调查显 示，室内空气污染的程度常 是室外空气的 2 ～ 3 倍，在某 些情况下甚至高达100倍。 图1.1为欧洲部分国家室内空 气品质调查结果。表1.1为上 海某4幢办公大楼室内环境调 查结果。
1.1 室内环境污染问题
集成电路对化学污染的控制指标，见表1.3。
表1.3 集成电路对化学污染的控制指标 年份 项目 DRAM集成度 线宽/μ m 硅片直径/mm 受控粒子尺寸/μ m 粒子数（栅清洗）/ (个·m-2) 重金属(Fe)/(原 子·cm-2) 有机物(C)/(原 子·cm-2)
1995
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1.1 室内环境污染问题
室内化学污染：是指由于室内有害气体或蒸气的存在而形成的污染。 在民用建筑物中，化学污染对室内人员的健康和舒适性产生重要影 响，因而受到人们的普遍关注，已成为室内的主要污染问题。 生物污染：是指室内微生物及其代谢物所形成的污染。以“军团 菌”、 “非典”病毒为代表的室内微生物污染问题越来越受到国 内外的重视。据有关调查资料表明，约有21％的室内空气质量问题 是由生物污染引起的。 不同类型的建筑物，其室内的空气污染状况一般是不同的，即 使同一类建筑物，室内环境条件和污染状况也有很大的差别。室内 环境污染是动态过程，必然伴随着污染过程和控制过程的变化而变 化。
质。
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1.1 室内环境污染问题
2.民用建筑室内污染特征：
①室内污染浓度低； ②污染源种类多； ③测量难度大； ④对人体健康影响机理尚不太清楚； ⑤对人体危害往往很缓慢，潜伏周期长度等。
3.室内空气质量的评价问题：
室内空气质量评价是认识室内空气品质的重要手段。通过对其评 价，可以了解、预测室内空气品质状况，确定诱发室内空气品质问题 的主要原因，并为室内空气品质标准、控制方法研究提供依据。 评价方法： (1)客观评价：客观评价方法是传统的评价方法,直接采用污染物 浓度、质量指数等指标来评价室内空气污染状况。它具有明确的物理 意义,易于理解并定量化,便于通风量的计算,但评价结果往往与人的 主观愿望不符；
集成度（DRAM） 线宽/μ m
控制粒子直径/μ m
0.125
0.09
0.075
0.065
0.05
0.035
0.025
图1.2为不同集成度的最小尺寸影响成品率的灰尘粒径范围。
室内污染控制与洁净技术
1.1 室内环境污染问题
图1.2 不同集成度的最小尺寸影响成品率的灰尘粒径范围
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室内污染控制与洁净技术
第一章：室内环境污染概述
室内环境污染问题最初的控制对象主要是指工业建筑，目的是 解决厂房内热污染、工业性粉尘及有害气体的污染等问题，确保室 内工作人员的身体健康且不受到直接伤害，使生产顺利进行。 随着社会经济的快速发展，特别是以微电子、生物工程、精密 机加工为代表的科学实验和高科技生产过程，对产品加工的精密化、 微型化、高纯度、高质量和高可靠性提出了更高的要求。室内生产 环境不仅关系到从业人员生产活动中的健康和舒适性，而且关系到 生产效率、产品质量，乃至生产过程能否进行的重要问题。 在强调工业环境问题日趋重要的同时，非工业建筑室内污染问 题也逐步成为人们关注的焦点：