文章简介：室内空气生物污染及其防治措施
贡建伟 程宝义 师奇威
中国人民解放军理工大学工程兵学院
摘要：综合分析了产生病态建筑（SBS）的主要原因之一：室内空气生物污染。对其种类、来源、对人类健康的影响机理，以及防治措施作了阐述，评价了现行措施的优劣，并介绍了目前室内生物污染的研究动态。
关键词：生物污染 建筑 健康 室内空气
Biological Pollutants of Indoor Air and Prevention Measures
Gong Jianwei Cheng Baoyi Shi Qiwei
EIEC, Scientific and Technology University of PLA
Abstract Analyze the main reason of the SBS: indoor air biological pollutants. The kinds, source, human influence, and prevention measures are concerned. Estimate the existing measures, and introduce the latest developments on indoor air biological pollutants.
Keywords biological pollutants, building environment, health, IAQ
1 引言
造成生物污染是一大类活性有机物，它们通过空气传播，常常是肉眼看不到的。通常包括：真菌（包括酵母菌和霉菌）、致病性的细菌和病毒、植物花粉、动物身上脱落的角质层和皮屑、尘螨等等，这些构成了最普遍的室内生物污染。
研究发现，室内空气中大量悬浮生物对人类的居住环境产生了巨大影响，特别是其中的有害物质，损害了人体健康，降低了室内人员的工作效率（图1），往往会引起头晕、头痛、乏力、咳嗽、食欲不振、恶心或眼干、皮疹等种种症状,即不良建筑物综合征(Sick Building Syndrome. SBS)；还有很多人有患过敏症、哮喘和皮肤病的经历，而这些大多是他们房间里的生物污染物造成的。控制室内空气的有害微生物浓度水平，减少由于室内生物污染对人们造成的影响，已成了空气环境保障系统必须面对的问题。
2 生物污染类型
2.1真菌（酵母菌和霉菌）
真菌是自然界分布最广的一类生物体，在亚洲、非洲的温、湿度较高的地区，适合真菌生长。人们受真菌的感染，易患脚气、皮炎、皮癣、湿疹等症。有些真菌能通过其毒性代谢物(霉菌毒素)致癌。
2.2 细菌和病毒
室内空气中，特别在通风不良、人员拥挤的环境中可有较多的致病微生物存在。除空气中原有的一些微生物外，也可能存在有来自人体的某些病原微生物。许多病毒如流感、非典型性肺炎等病毒可以通过空气、唾液传染，一般过滤、滤毒装置对它们毫无办法。
2.3 尘螨
尘螨是一种非常小的微生物，在绝大多数住处和办公场所都能被发现。尘螨适合在空气不流通，温度、湿度适合，且密闭的环境中生存，对环境的抵抗力很弱。尘螨是一种极强的变应原，能够引起呼吸道过敏和皮肤过敏，主要症状是哮喘、过敏性皮炎、过敏性鼻炎、荨麻疹等。目前对尘螨的研究很多，这里就不再详述。
2.4 植物花粉
花粉是植物的雄性生殖细胞，在风媒或虫媒的作用下，在空气中传播。有些人在呼吸过程中吸入花粉后，便会产生过敏反应，像流鼻涕、流眼泪、打喷嚏、鼻痒、鼻塞、眼、上及外耳道奇痒(医学上称为卡他性炎症)，严重者还会出现胸闷、憋气，以致诱发支气管炎、心肺病等，令人痛苦不堪，医学上称之为花粉过敏症，它是一种危害人体健康的常见病和多发病。在某些国家、花粉过敏症已成为季节性的流行病，对劳动生产力的影响很大。
2.5 动物皮屑
近年来为养宠物成为居民的一种时尚，但是随之而来的是过敏反应的人数也急剧增多。研究发现，皮屑是造成过敏的罪魁祸首，主要是因为上面沾有皮脂腺分泌的蛋白质，以及在宠物舔舐时沾上唾液中的蛋白质，另外宠物的排泄物同样也会造成过敏。猫狗等身上的皮肤病较多，也常带有病菌和病毒。据专家估计，城市中的人的皮肤真菌感染约有近30％来自动物。
3 产生原因
产生生物污染最主要因素
（1）有营养物质：室内的食物、被污染的地毯、潮湿的垫褥、空调系统中长期存在的冷却水；
（2）持续潮湿且通风不佳的环境：如冰箱和空调机组的滴水盘。室内的污染源可分为人体活动、建筑部件和家具、设备。
3.1人体活动
有实验对某学生宿舍进行了关窗、开窗及有人、无人活动时细菌总数的测定。结果发现，空气中不存在固有微生物，因为空气中缺乏微生物直接利用的养料和生长繁殖的条件，学生宿舍空气中的微生物可能主要来源于人的活动，如清扫时尘土飞扬的尘土、飞溅的小水滴、人和动物干燥脱落物、咳嗽打喷嚏等，所产生的不同大小的粒子中，往往附着有多种病原微生物．因重力关系，较大的颗粒可迅速落到地面，随清扫或通风移动而传播．那些较小的直径在10μm以下的尘埃，则可较长时间悬浮于空气中．
3.2 建筑部件和家具
湿度很高的浴室、厨房容易繁殖霉菌；长期未清洁的地毯上容易滋生螨虫；一般家具的后面和下面都很难清扫，造成灰尘堆积，给微生物繁殖创造了良好的条件。建筑材料中的缝隙，也是藏污纳垢的场所。
3.3 设备
空调系统是产生室内空气生物污染的主要元凶，有调查表明20%-50%的现代家庭存在因空调系统产生的真菌问题。由于空调箱和风机盘管中的换热器多数是在湿工况下工作的，而换热器下面的集水盘常常由于排水坡度不够，或排水管堵塞而积满了凝结水。在这种高湿环境下，会使因初级过滤不良而进入空调箱和风机盘管的灰尘和微生物，紧紧地附在换热器表面和集水盘中。温度适宜时微生物迅速地大量繁殖，当机组再次起动时，微生物繁殖时生成的大量气体以及细菌、霉菌，在空气中分散成气溶胶，便随送风气流进行空调室内，使室内空气品质恶化。
4 防治措施
4.1 通风除湿
在厨房、浴室、洗衣间必须使用排风机保持通风，这样可以将日常产生的大部分湿气排出室外。控制空气湿度在50%以下，以防水分在建筑材料中聚集，滋生微生物。
4.2 绿化
居室适当的绿化，既能给居室增添盎然生机，又让环境雅洁清新，因为绿色植物有净化空气、除尘、杀菌和吸收有害气体的功用。试验发现杀菌力较强的植物有：龙柏、芭蕉、圆柏、腊梅、侧柏、碧桃和银杏等。
4.3 减少室内污染源
卧具、地毯要常常晾晒，使螨虫和霉菌无藏身之处。在进行室内扫除时，应尽可能把家具后面和下面的灰尘用吸尘器吸走。如发现已经被霉菌沾染的地毯和破损的室内的建材，必须彻底地对它们进行清洁和干燥，或者进行更换，以防微生物滋生。注意饲养宠物的卫生，经常对它们进行清洁，及时处理它们的排泄物。
4.4保持室内足够的新风量
在病态建筑中的人员一旦到了室外，呼吸新鲜空气，空调病症状就会自然消失。国外的研究也有数字说明了这点（图2），这说明，新风对人的作用是无可替代的。SARS期间，卫生专家给大家的建议：首先是保持房间良好的通风，其次才是消毒，可见，通风比消毒更重要。非典事件应使我们对空调的任务有更清楚的认识，即除热湿环境外，室内空气品质更应引起高度重视，排除和稀释室内各种可能的病菌病毒，也应成为空调控制的重要内容。针对目前许多家电都附带上抑菌、灭菌和除臭的功能，有专家认为：对于现在的家电技术领域来说，推广带有热回收的通风换气扇恐怕才是当务之急。
4.5 良好的清洁习惯
真空除尘会造成空气湍流，扬起尘土，使一些已沉降的有害物质又飘扬在空气中。尽量减少在室内使用地毯，尤其避免在各个房间铺满地毯，复合地板、釉面砖、和拼木地板都是很好的替代品。
4.6 加强空调系统管理工作
(1) 提高新风过滤器效率，同时加强回风过滤，以减少尘埃和细菌进入空调机和风机盘管的机会，防止发生“送风污染”。
(2) 定期检查和清理积水盘和排水管，以防集水盘积水引发微生物滋生。
(3) 建立严格的运行管理制度，定期清洗、检查空气过滤器、定期化验凝结水水质，及时向水中投放合适的抗生剂和纯化剂等药品。常用的灭菌方法有：采用紫外灯进行防灭菌，对于末端风机盘管和集中空气处理机组盘管段或过滤器段，可安装相应功率的紫光灯直接对凝结水盘和盘管作表面消毒和空气消毒；采用杀菌剂进行化学灭菌，乙醇、甲醛、酚(又名石炭酸)、新洁尔灭(季胺盐)、戊二醛、洗必泰(双氯本双胍已烷)、过氧化氢(双氧水)、“84”消毒液等等。
4.7 中央空调系统中另一个值得注意的问题
夏季室内设定温度普遍偏低，而且建筑档次越高室内温度越低，过低的室内温度对人体的健康并无益处，因为与室外环境的较大温差会导致人体生物节律的破坏，免疫力下降，更容易受到病毒的攻击和感染。许多研究还证明，较低的温度可以掩盖许多空气品质问题(比如气味)，可能会使人体失去对某些室内污染的敏感性和预警功能，因此在设计和使用中要避免温度越低空调越好的思想。
5 目前新兴措施
5.1纳米光催化材料
使用纳米光催化材料消除室内空气污染是近几年兴起的一项新技术。它具有能耗低、操作简单、反应条件温和、可减少二次污染及连续工作等优点。由于光腐蚀和化学腐蚀的原因，TiO2(二氧化钛)使用最广泛。日本研究人员中，在100μW/cm2 ~10nW/cm2 紫外线强度照射下，TiO2固体表面与空气中的氧气分子发生反应，生成氧化能力很强的-OH活性基团，使有机物氧化分解为CO2和水，能起到灭菌、除臭、防污的效果。
5.2 臭氧
臭氧具有强效的氧化力、分解力、除臭力，氧化和分解有毒气体及抑制霉菌生长的净化功能。而且处理反应时间极短，即完全氧化分解，不会残留，不会造成二次污染。但很多数据显示当臭氧浓度水平仅仅维持在不超过公众健康标准时，空气中的病毒、霉菌及其它有害物的浓度可以得到降低，但无法有效的去除；如果需要在除去臭氧后，空气中的有害物浓度得到有效抑制而不再增长，臭氧浓度必须超过公众健康标准的5-10倍！而且即使在高浓度的臭氧环境下，还是难以消灭一些躲藏在多孔建筑材料缝隙中的有机生物。
5.3 置换式通风
置换式通风的技术已日趋成熟．它从在房间的下部送风分布器以低风速送风，一般低于0.5m/s，在地面上方形成薄薄的一层空气层。依靠人、设备等热源的热力作用，使送风以很小的扰动通过工作区，形成类似活塞流的向上单向流动。由于气流上升过程中的“卷吸”作用和后续新风的“推动”作用以及排风口的“抽吸”作用。覆盖在地板上方的新鲜空气也缓慢上升，至设置在上部的排风口排出。于是工作区的污浊空气为后续的新风所取代，保证了工作区的最佳空气品质，换气效率很高．
5.4 除湿法空调机
近年来，为了提高室内空气品质和节省能量，一种废热利用型的除湿空调机的应用已逐步引起人们的重视。这类机组如今已经先后在要求加大新风量的医院和敬老院等卫生设施，以及要求温、湿度控制的超级市场和精密机械工厂等场合得到了应用。对有害微生物的除菌效率定量数据实验结果表明，在再生空气的温度为80℃时，对3个种类有害菌的除菌率达到77—93％。室内空气含菌浓度的仿真研究结果也表明，即使增大室内循环风量，除菌效率也能大幅度提高。
6 结语
在世界范围内，数以百万计的“病态建筑”已使得室内空气品质问题成为人们所关心的热点。室内空气品质的恶化，病态建筑的出现使我们不得不关注室内空气品质及其影响因素，对于其中一个重要污染-----生物污染已引起了我们的重视，只有消除生物污染的污染源及其赖以生存的潮湿环境、合理组织通风及空气过滤才能有效地去除室内空气中的生物污染物，有效的提高室内空气品质，改善我们的生活工作环境。通过非典我们应认识到：节能一定要在保证环境质量的前提下进行，不能以节能为由降低环境标准，与人的健康和安全相比，节能应让位于环境。
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