楊舉華 董媛媛

（1青島大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院山東青島 266000 2青島大學(xué)音樂學(xué)院山東青島 266000）

室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)方法探討
——以青島市為例

楊舉華1董媛媛2

（1青島大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院山東青島 266000 2青島大學(xué)音樂學(xué)院山東青島 266000）

現(xiàn)代人80%以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)越來越受到人們的關(guān)注。本文以青島市不同區(qū)市具有代表性的新裝修住宅305戶為例，探討了綜合指數(shù)法[1]、模糊數(shù)學(xué)法和灰色系統(tǒng)分析這三種常用的室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，比較并指出模糊評(píng)價(jià)法是一種更為有效的方法。

室內(nèi)；空氣質(zhì)量；評(píng)價(jià)方法；青島市

1 引言

隨著室內(nèi)裝修使用的新型裝飾材料，家用電器等進(jìn)入建筑物內(nèi)，室內(nèi)空氣污染日趨突出。現(xiàn)代人一天中有80%以上的時(shí)間在室內(nèi)活動(dòng)，室內(nèi)空氣容量小，流通條件不如室外，尤其是室內(nèi)存在的污染成份比較復(fù)雜，危害更為嚴(yán)重[2]。在經(jīng)歷了工業(yè)革命帶來的“煤煙型污染”和“光化學(xué)煙霧型”污染后，現(xiàn)代人正進(jìn)入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三個(gè)污染時(shí)期。

評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)并不是一個(gè)簡單的合格不合格的問題,而是一個(gè)滿意的程度問題。因此，對(duì)評(píng)價(jià)方法的完善是今后室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)研究的重要組成部分。本研究擬研究幾種客觀的評(píng)價(jià)方法，從而更清楚地了解運(yùn)用這些評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣的原理，并比較它們的各自特點(diǎn)，并提出合理化建議。

2 材料與方法

2.1 樣點(diǎn)的選擇與分布

在青島市選擇新裝修的住宅作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，監(jiān)測(cè)的戶數(shù)為305戶，分布于市南區(qū)、市北區(qū)、嶗山區(qū)、李滄區(qū)。按照居室的不同功能，分別在客廳、臥室、兒童房布點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

2.2 采樣點(diǎn)的設(shè)置

遵循《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18883-2002)》所規(guī)定的原則對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3 監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法[5]

本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定甲醛、總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOC)、苯，甲苯，二甲苯五種污染物。監(jiān)測(cè)前關(guān)閉所有門窗12小時(shí)，監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)污染物是甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC。監(jiān)測(cè)過程室內(nèi)無人吸煙并沒有爐灶燃料的燃燒。采用GB／T18204．26—2000《公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)驗(yàn)方法》規(guī)定的酚試劑分光光度法測(cè)定甲醛濃度；采用氣相色譜法測(cè)定苯、甲苯和二甲苯的濃度；采用ISO 16017-1規(guī)定的熱解吸/毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定TVOC的濃度。

3 青島市室內(nèi)空氣質(zhì)量常用評(píng)價(jià)方法比較

在對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中，綜合指數(shù)法，模糊數(shù)學(xué)法和灰色系統(tǒng)分析是常用的3種方法，本文希望運(yùn)用這三種方法對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行評(píng)價(jià)，并從中進(jìn)行優(yōu)劣比較，并能提出改進(jìn)的方法。

進(jìn)行計(jì)算的室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)數(shù)值如表3-1。

表3-1 室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)值（mg/m3）

3.1 綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法[6,7]

采用姚志麟教授推導(dǎo)的公式做計(jì)算，綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中:I為空氣質(zhì)量指數(shù);

Ci為第i種污染物濃度;

Si為第i種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值;

n為污染物個(gè)數(shù)。

根據(jù)室內(nèi)空氣品質(zhì)分級(jí)基準(zhǔn)，將室內(nèi)空氣質(zhì)量等級(jí)按綜合質(zhì)量指數(shù)可分為5級(jí)。表3-2為各監(jiān)測(cè)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值及各點(diǎn)的綜合指數(shù)。

表3-2 室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)

依照室內(nèi)空氣品質(zhì)分級(jí)基準(zhǔn)，根據(jù)各點(diǎn)的室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合指數(shù)可以得到:點(diǎn)位1為未污染;點(diǎn)位2為中污染;點(diǎn)位3,點(diǎn)位4，點(diǎn)位5為輕污染。

3.2 模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法[8-10]

我們選取所需計(jì)算的監(jiān)測(cè)值見仍為表3-1。本文依據(jù)GB/T18883-2002中的標(biāo)準(zhǔn)值，將室內(nèi)空氣品質(zhì)分為五個(gè)等級(jí)。五種污染因子的標(biāo)準(zhǔn)值分別為：甲醛：0.10，苯：0.10，甲苯：0.20，二甲苯：0.20，TVOC：0.60。取標(biāo)準(zhǔn)值為未污染值，標(biāo)準(zhǔn)值1／2為清潔，超過標(biāo)準(zhǔn)一倍為輕污染，二倍為中污染，五倍為重污染。

經(jīng)過建立隸屬函數(shù)，確定模糊矩陣確定因子權(quán)重，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)矩陣得出評(píng)價(jià)結(jié)果如表3-3。

表3-3 模糊數(shù)學(xué)法評(píng)價(jià)結(jié)果

由最大隸屬原則可以得到:點(diǎn)位1，點(diǎn)位4為未污染;點(diǎn)位2為中污染;點(diǎn)位5，點(diǎn)位3為輕污染。

綜合指數(shù)法得出的評(píng)價(jià)結(jié)果與模糊數(shù)學(xué)得出的比較，只有位點(diǎn)4由綜合指數(shù)法得出的為輕污染，由模糊數(shù)學(xué)法得出的為未污染，其余的點(diǎn)位的評(píng)價(jià)結(jié)果均相同。在要求迅速對(duì)室內(nèi)空氣做出評(píng)價(jià)時(shí)，可以直接運(yùn)用綜合指數(shù)法。

3.3 灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)[9,11,12]

由于灰色系統(tǒng)要選取污染因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序列，在此由于有的污染因子評(píng)價(jià)等級(jí)不好選取，僅取其中的甲醛，苯，TVOC作為污染因子進(jìn)行評(píng)價(jià)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為表3-1中的甲醛，苯，TVOC部分。

選取GB/T18883-2002中污染物的限值為輕污染的標(biāo)準(zhǔn)值，所監(jiān)測(cè)到的環(huán)境背景值為清潔的標(biāo)準(zhǔn)值，不對(duì)人體健康產(chǎn)生危害的限值為清潔標(biāo)準(zhǔn)值，短時(shí)間對(duì)人體產(chǎn)生危害的值為重污染標(biāo)準(zhǔn)值。清潔標(biāo)準(zhǔn)值中甲醛的含量（mg/m3）為0.020，苯的為0.008，TVOC的含量為0.100；未污染標(biāo)準(zhǔn)值中甲醛的含量為0.045，苯的為0.040，TVOC的含量為0.300；輕污染標(biāo)準(zhǔn)值中甲醛的含量為0.100，苯的為0.110，TVOC的含量為0.600；重污染標(biāo)準(zhǔn)值中甲醛的含量為0.220，苯的為0.200，TVOC的含量為1.800。

經(jīng)過原始數(shù)據(jù)預(yù)處理，相關(guān)度計(jì)算，依次計(jì)算出剩余的相關(guān)度，如下關(guān)聯(lián)矩陣：

圖3-4 灰色關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)結(jié)果

灰色關(guān)聯(lián)分析與前面的兩種方法得出的結(jié)果大不相同，可能的原因有以下兩點(diǎn)：

首先，前面在用綜合指數(shù)法和模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，均是對(duì)5個(gè)點(diǎn)位的5種污染物進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，而在用灰色系統(tǒng)分析時(shí)，只是選取了5種污染物種的甲醛，苯和TVOC。所測(cè)的室內(nèi)空氣中甲苯和二甲苯的濃度是比較低的，評(píng)價(jià)時(shí)將兩者也作為評(píng)價(jià)因素，使得評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)比兩者不作為評(píng)價(jià)因素得出的室內(nèi)空氣質(zhì)量要好的多。

再者，運(yùn)用灰色系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行分析時(shí)，室內(nèi)空氣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序列的選取對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果也有著至關(guān)重要的作用。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序列要盡可能的涵蓋所有要評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)，不要使評(píng)價(jià)的實(shí)測(cè)數(shù)值的最值超出我們?cè)O(shè)定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序列的限值的最值很多。

4 結(jié)論與建議

綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法計(jì)算簡單，可以比較客觀的反映所評(píng)價(jià)的室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況，但沒有突出權(quán)值，數(shù)據(jù)結(jié)果丟失信息多，并且也沒有考慮污染物的超標(biāo)與否。模糊數(shù)學(xué)法強(qiáng)調(diào)權(quán)值，對(duì)室內(nèi)空氣狀況的評(píng)價(jià)要比綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法精確，但需要建立隸屬函數(shù)，計(jì)算過程復(fù)雜，不適合對(duì)大量數(shù)據(jù)的計(jì)算?；疑P(guān)聯(lián)分析中用于評(píng)價(jià)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果都有影響,充分利用了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的信息。

綜合以上幾種方法，筆者認(rèn)為雖然模糊數(shù)學(xué)法需要建立隸屬函數(shù)，且計(jì)算量大，但這種方法不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)槲丛O(shè)置好評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序列而使得最終評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生較大偏差，并且充分運(yùn)用了所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息。所以在數(shù)據(jù)量不是非常大的情況下，模糊數(shù)學(xué)不失為首選的評(píng)價(jià)方法。

[1]桑穩(wěn)姣，楊松，高燕.室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)方法[J].安全與環(huán)境工程，2004,11(4)：26-28.

[2]戴萍，孫建剛，劉曉燕，等.室內(nèi)空氣質(zhì)量影響因素分析與評(píng)價(jià)[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2001,25(4)：85-87.

[3]張浩，張吉光，祝波，等.室內(nèi)空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)[J].能源技術(shù),2003,24(6):251-254.

[4]宋國華.室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(11):168-170.

[5]張巖松，馬國鋒，付洪杰，等.青島市新裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)[J].綠色科技,2010,(12):62-64.

[6]劉碩，朱建平，蔣火華.對(duì)幾種環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)評(píng)價(jià)方法的探討[J].中國環(huán)境監(jiān)測(cè)，1999，15（5）：33-37.

[7]洪峪森.環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法的比較研究 [J].環(huán)境保護(hù)，1998，（1）：26-28.

[8]張淑琴，白艷麗，張洪林.模糊數(shù)學(xué)在室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（9）:188-190.

[9]李祚泳，丁晶，彭荔紅.環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)原理與方法應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社環(huán)境科學(xué)與工程出版中心.

[10]戴萍，劉曉燕，賈永英等.模糊數(shù)學(xué)在室內(nèi)空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，27（4）：90-92.

[11]李念平,朱赤暉,文 偉.室內(nèi)空氣品質(zhì)的灰色評(píng)價(jià)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào),2002,29(4):85-91.

[12]牛紅亞，榮競平，孟志強(qiáng).基于灰色系統(tǒng)理論的室內(nèi)空氣環(huán)境評(píng)價(jià)[J].能源與環(huán)境，2007，3：13-14.