室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度的健康风险评价方法

1.本发明涉及室内空气污染研究技术领域，尤其涉及室内外污染叠 加条件下室内甲醛浓度的健康风险评价方法。


背景技术：

2.室内空气质量状况是影响人类健康的重要因素之一，已经引起人 们的高度关注。随着社会和经济的发展，当代建筑的密封性和室内装 修程度越来越高，室内空气污染也越发严重，其中，甲醛是影响室内 空气质量和人类健康的重要污染物，已被列为一级致癌物，因此，可 通过研究室内甲醛浓度来反映室内空气质量状况。
3.目前，对室内甲醛浓度的研究主要集中室内甲醛净化、释放速率 以及对人体健康的影响；为了使人们能够在甲醛浓度较低的水平下工 作与生活，在对室内甲醛浓度进行预测模拟之后，需要进一步对室内 甲醛污染程度进行评价，由于甲醛是致癌物质之一，因此更需要根据 人们在室内生活或工作的时间，进行室内甲醛健康风险评估。为此， 本发明提出了一种室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度的健康风险 评价方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了更准确的对室内甲醛浓度和室内的健康风 险进行评价，更好的保护居住者的身体健康而提出的室内外污染叠加 条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，包括以 下步骤：
7.s1、建立新的甲醛浓度评价标准；将室内甲醛浓度分为5个评价 级别，并给出在不同甲醛浓度下人体的反应；
8.s2、对室内甲醛浓度进行预评价；使用室内外污染叠加条件下室 内甲醛浓度预测模型对实际房间装修完成后甲醛浓度变化进行模拟， 并根据模拟结果，基于s1中甲醛浓度评价标准，使用模糊数学评价 方法对室内甲醛浓度进行评价；
9.s3、对室内甲醛致癌风险进行预测；对室内甲醛致癌风险进行评 估。
10.优选的，步骤s2，所述使用模糊评价方法，对室内甲醛浓度进 行评价，包括以下步骤：
11.a1、评价因子的确定；评价只针对室内甲醛浓度，所以评价因子 只有甲醛，x＝{甲醛}；
12.a2、室内甲醛浓度分级；根据步骤s1得到的室内甲醛浓度评价 级别，将室内甲醛浓度分为5个级别；
13.a3、建立隶属函数；建立隶属函数；根据室内甲醛浓度分级标准， 建立隶属函数：
14.一级隶属函数式为：
[0015][0016]
二级隶属函数式为：
[0017][0018]
三级隶属函数式为：
[0019][0020]
四级隶属函数式为：
[0021][0022]
五级隶属函数式为：
[0023][0024]
其中，ci表示第i个暴露阶段的污染物浓度，mg/m3；
[0025]
在进行室内甲醛浓度评价时选择最大的隶属度d
max
所对应的评价 级数。
[0026]
优选的，步骤s3中，所述室内健康风险评价方法，包括以下步 骤：甲醛暴露量计算和风险表征；甲醛暴露量利用潜在暴露量计算， 潜在暴露量是指在人体有可能吸收的污染物的量，潜在暴露量计算的 计算公式如下：
[0027][0028]
式中，d
exp
表示日潜在暴露量，mg/kg；
[0029]
c(t)表示污染物浓度函数，mg/m3；
[0030]
ir(t)表示单位时间呼吸速率，m3/h；
[0031]
d(t)表示从t1到t2的时间增量，h；
[0032]
在实际情况下，而已将室内污染物浓度分为不同的阶段进行计 算，潜在暴露量可表示为：
[0033][0034]
其中：d
exp
表示日潜在暴露量，mg/d；
[0035]
iri表示第i个暴露阶段单位时间呼吸速率，m3/h；
[0036]
edi表示第i个暴露阶段的暴露时间，h；
[0037]ci
由室内甲醛浓度预测模型所预测的甲醛浓度的计算结 果给出。
[0038]
优选的，步骤s3中，所述风险表征为室内甲醛致癌风险评估， 所述室内甲醛致癌风险评估通过评估住宅室内人员的个体寿命致癌 概率体现，个体寿命致癌概率即致癌风险，简称为个体致癌风险cr， 吸收剂量一般表示为寿命平均每日吸入剂量rd，个体致癌风险cr是 慢性寿命平均日吸入量rd与甲醛致癌因子sf的乘积，如下式所示：
[0039]
cr＝rd
×
sf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0040][0041]
式中，ef表示暴露频率，单位day/year；et表示持续暴露时间， 单位years；bw为体重，kg；lt表示均暴露的寿命周期，years；美 国环境保护局以70年为标准值，将其看作是寿命周期内的致癌效果， 70
×
365day/year；甲醛致癌因子以美国环保局提出的值为参考，sf 为0.0445(mg/kg/day)-1
。
[0042]
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
[0043]
(1)本发明中，使用室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测 模型对实际房间装修完成后甲醛浓度变化进行模拟，并根据模拟结 果，基于甲醛浓度评价标准，使用模糊数学评价方法对室内甲醛浓度 进行评价。结合预测浓度结果对入住成员的健康影响，对室内装修方 案进行改进，并通过模型模拟，得出装修完成后可以入住时间，并提 出了相应的室内通风方案，使室内甲醛浓度适合人们工作和生活。
[0044]
(2)本发明中，通过评估不同装修方案下和不同通风条件以及 是否临街情况下室内甲醛致癌风险水平，发现通过合理的调整装修方 案，可以显著降低室内甲醛致癌风险。实验结果表明，相比于原装修 方案，改进后的装修方案室内甲醛致癌风险水平下降80.15％，并分 析在相同装修方案不同通风条件下室内甲醛致癌风险的差异，发现通 过调整通风策略，也可降低室内甲醛致癌风险，通过实验结果得到， 在门窗关闭时，室内甲醛浓度致癌风险显著；在半通风条件下时，相 比在门窗关闭的条件下，甲醛致癌风险水平下降23.16％，为可接受 的甲醛致癌水平；在全通风条件下时，相比在门窗关闭时甲醛致癌风 险水平下降66.29％，并发现临街的房间甲醛致癌风险显著高于不临 街房间的甲醛致癌风险，因此，当房间临街时，更需要优化室内装修 方案以降低室内甲醛浓度和致癌风险水平。
[0045]
(3)相对于现有室内甲醛健康风险研究大多数基于单点值，并 无考虑室内甲醛浓度的变化对健康风险值的影响，本发明通过预测长 期的室内甲醛浓度变化状况，分析了不同情境下的室内甲醛健康风 险，能够更准确的对室内甲醛浓度和室内的健康风险进行评价，更好 的保护居住者的身体健康。
附图说明
[0046]
图1为本发明提出的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康 风险评价方法的技术路线示意图；
[0047]
图2为本实施例中房间1室内甲醛浓度变化趋势模拟示意图(装 修完成3个月内)；
[0048]
图3为本发明实施例中房间1室内甲醛浓度变化趋势模拟示意图 (装修完成后4-5个月)；
[0049]
图4为本发明实施例中房间2在全通风条件下室内甲醛浓度变化 趋势模拟示意图(装修完成3个月内)；
[0050]
图5为本发明实施例中房间2室内甲醛浓度变化趋势模拟示意图 (装修完成后4-5个月)；
[0051]
图6为本发明实施例中房间1和房间2的室内装修材料的甲醛相 对释放量的示意图；
[0052]
图7为本发明实施例中房间1不同装修方案的室内甲醛浓度变化 趋势模拟示意图(装修完成后4-5个月)；
[0053]
图8为本发明实施例中房间1通风调控后的室内甲醛浓度变化的 模拟结果示意图(装修完成后6-7个月)；
[0054]
图9为本发明实施例中房间1不同装修方案下的年均室内甲醛浓 度变化趋势示意图(装修完成后1-45年)；
[0055]
图10为本发明实施例中房间1不同装修方案下的甲醛致癌风险 示意图；
[0056]
图11为本发明实施例中不同通风条件下室内甲醛浓度变化状况 (1-45年)示意图；
[0057]
图12为本发明实施例中不同通风条件下室内甲醛浓度变化状况 (1-45年)示意图；
[0058]
图13为本发明实施例中临不同街道情况下室内甲醛浓度变化状 况(1-45年)示意图；
[0059]
图14为本发明实施例中临不同街道情况下甲醛致癌风险的示意 图。
具体实施方式
[0060]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。
[0061]
根据世界卫生组织发布的致癌物质清单，指出甲醛为一类致癌物 质，即基于流行病学研究且有足够的研究数据证明甲醛是人类已知的 致癌物，故本发明主要考虑室内甲醛对在室内工作和生活人类的的致 癌风险。由于现有技术公开的室内甲醛健康风险的研究大多基于单点 值，并没有考虑室内甲醛浓度的变化对健康风险值的影响。鉴于此， 本发明基于中国专利(申请号：202011209504.6)公开的室内外污 染叠加条件下室内甲醛浓度预测方法，在根据模型预测室内甲醛浓度 结果的基础上，对室内甲醛浓度健康风险进行评价。
[0062]
参照图1，本发明室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险 评价方法，包括以下步骤：
[0063]
s1、建立新的甲醛浓度评价标准，将室内甲醛浓度分为5个级别， 并给出在不同甲醛浓度下人体的反应；
[0064]
具体地，室内空气质量评价标准是对室内甲醛污染程度做出评价 的依据。根据我国室内空气质量标准，参考国际标准化组织推出的室 内环境质量标准iso17772-2017，本发明将室内甲醛污染程度分为5 个等级，不同的等级对应不同的浓度限值，反映在该浓度范围内室内 甲醛的污染程度，并给出在不同甲醛浓度下人体的反应，具体标准如 表1所示。
[0065]
表1室内甲醛浓度评价标准
[0066][0067]
(1)当室内甲醛浓度低于0.03mg/m3时，室内甲醛浓度属于极 低甲醛浓度。在该浓度下，满足一切人群对室内甲醛浓度的需求，包 括残疾人、老人、婴幼儿、孕妇以及病人等，可以在此浓度下，可以 长期的生活与工作。
[0068]
(2)当室内甲醛浓度达到0.08mg/m3时，室内甲醛浓度属于低 甲醛浓度，在此浓度值区间内，符合我国各种室内空气质量标准的限 值。在该浓度下，能够满足一般大众对室内甲醛浓度的要求，但是当 浓度达到0.06～0.07mg/m3时，可能会引起儿童轻微气喘。因此， 特殊人群(残疾人、老人、婴幼儿、孕妇和病人等)不宜长期在此浓 度范围长期生活。
[0069]
(3)当室内甲醛浓度达到0.16mg/m3时，室内甲醛浓度超过了 我国室内空气质量标准，属于室内甲醛轻污染。当室内甲醛浓度达到 0.1mg/m3时，人们在室内时会稍有刺激性气味，当达到0.16mg/m3， 刺激性气味加强，轻微的咽喉和呼吸道刺激。
[0070]
(4)当室内甲醛浓度达到0.24mg/m3时，室内空气属于甲醛中 度污染。达到此浓度时，嗅觉刺激加强、眼鼻咽部和上呼吸道刺激较 为强烈、全身稍有不适。
[0071]
(5)当室内甲醛浓度达到0.30mg/m3时，室内甲醛属于重度 污染。达到此浓度时，嗅觉刺激非常严重、眼鼻咽部和上呼吸道有十 分强烈的刺激、全身出现明显不适。
[0072]
s2、对室内甲醛浓度进行预评价；使用室内外污染叠加条件下室 内甲醛浓度预测模型对实际房间装修完成后甲醛浓度变化进行模拟， 并根据模拟结果，基于s1中甲醛浓度评价标准，使用模糊数学评价 方法对室内甲醛浓度进行评价。
[0073]
根据评价时是在污染产生之前还是污染产生之后，将室内空气质 量评价分为二个类别，在污染产生之前的室内空气质量预评价和污染 产生之后的室内空气质量现状评价。由于室内空气质量预评价是在建 筑建设装修完成之前，根据建设与装修方案，通过科学的方法和手段， 对室内空气质量进行预测和评价。室内空气质量预评价可以使建筑在 建设与装修完成之前，发现室内的空气质量存在的问题，具有实现发 现问题，降低成本以及从污染源上消除污染等优点。故本发明采用室 内空气质量预评价。通过对室内空气质量科学合理的评价，可以为改 善室内空气质量提供可靠地依据。
[0074]
具体地，使用模糊数学评价方法，对室内甲醛浓度进行评价，包 括以下步骤：
[0075]
a1、评价因子的确定；本发明中的评价只针对室内甲醛浓度，故 评价因子只有甲醛，x＝{甲醛}；
[0076]
a2、室内甲醛浓度分级；根据步骤s1得到的甲醛浓度评价标准， 将室内甲醛浓度分为5个级别，每个级别的特点如下表2所示。
[0077]
表2室内甲醛浓度分级及特点
[0078][0079]
a3、建立隶属函数；根据室内甲醛浓度分级标准，建立隶属函数：
[0080]
一级隶属函数式为：
[0081][0082]
二级隶属函数式为：
[0083][0084]
三级隶属函数式为：
[0085][0086]
四级隶属函数式为：
[0087][0088]
五级隶属函数式为：
[0089]
[0090]
其中，ci表示第i个暴露阶段的污染物浓度，mg/m3。
[0091]
本发明中仅考虑甲醛因子，故不需要建立模糊矩阵和确定因子权 重，在进行室内甲醛浓度评价时选择最大的隶属度d
max
所对应的评价 级数。
[0092]
s3、对室内甲醛致癌风险进行预测；对室内甲醛致癌风险进行评 估。
[0093]
具体地，步骤s3中，室内健康风险评价方法，包括以下步骤： 数据收集分析与评价、毒性评估、甲醛暴露量计算和风险表征。
[0094]
其中，暴露量计算是风险评价过程中非常重要的一步。暴露量计 算的功能包括：评估人类所处的污染物浓度或污染强度、暴露的频率 和持续暴露的时间，提供暴露特征等，便于对风险表征做出相应的分 析，风险表征是指污染物对暴露人群人体可能产生有害影响的一种。 对人体的危害可以分为两种：一种是致癌风险评价，另一种则是非致 癌风险评价。甲醛是致癌物质之一，因此，本发明只对室内甲醛浓度 的致癌风险进行评价。
[0095]
暴露量的计算分为两个步骤：一是室内污染物浓度的确定，这可 以通过实际检测或者预测模拟确定；二是吸入量的确定，吸入量的影 响因素包括污染物浓度、逗留时间、呼吸速率等。对于气态甲醛而言， 其主要是通过呼吸系统，随着空气进入到人体内部，通过其他途径基 本可以忽略不计。因此，在本发明中，只考虑甲醛通过人类呼吸的途 径进入人体内部的量，其他途径进入人体内部的量忽略不计。
[0096]
对空气污染物而言，暴露量分为潜在暴露量、可应用暴露量和内 部暴露量三种，每种都有不同的计算方式。潜在暴露量是指在人体有 可能吸收的污染物的量；可应用暴露量是指通过呼吸系统实际进入到 人体内部的量；内部暴露量是指被在污染物实际进入到人体内部后且 能够被人体器官或系统吸收的污染物量。在相同情况下，潜在暴露量 的数值相比可应用暴露量而言数值要大，内部暴露量数值最小。
[0097]
在实际计算过程中，由于可应用暴露量和内部暴露量的影响因素 众多，计算过程中的变量不容易测定，故本发明使用潜在暴露量评估 健康风险。
[0098]
潜在暴露量的计算，具体公式如下：
[0099][0100]
式中，d
exp
表示日潜在暴露量，mg/kg；
[0101]
c(t)表示污染物浓度函数，mg/m3；
[0102]
ir(t)表示单位时间呼吸速率，m3/h；
[0103]
d(t)表示从t1到t2的时间增量，h；
[0104]
具体将室内污染物浓度分为不同的阶段进行计算，潜在暴露量可 表示为：
[0105][0106]
式中：d
exp
表示日潜在暴露量，mg/d；
[0107]
iri表示第i个暴露阶段单位时间呼吸速率，m3/h；
[0108]
edi表示第i个暴露阶段的暴露时间，h；
[0109]ci
由室内甲醛浓度预测模型所预测的甲醛浓度的计算结 果给出。
[0110]
上述潜在暴露量计算公式中，室内污染物(甲醛)浓度由室内空 气质量的计算结果给出；呼吸速率则根据在室内生活和工作的人们的 实际情况，通过下述表1获得；暴露时
间通过对居民的实际调查获得。
[0111]
由于不同的人群在不同活动强度下，人类的呼吸速率存在很大的 差别，根据相关研究表明，不同人群在不同状态下的呼吸速率如下表3所示：
[0112]
表3不同人群在不同状态下的呼吸速率(m3/h)
[0113][0114]
具体地，步骤s3中，风险表征为室内甲醛致癌风险评估，室内 甲醛致癌风险评估通过评估住宅室内人员的个体寿命致癌概率体现， 个体寿命致癌概率即致癌风险，简称为个体致癌风险，吸收剂量表示 慢性寿命平均每日吸入剂量rd，个体致癌风险cr为慢性寿命平均日 吸入量rd与甲醛致癌因子sf的乘积，具体如下式所示：
[0115]
cr＝rd
×
sf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0116][0117]
式中，ef表示暴露频率，day/year；
[0118]
et表示持续暴露时间，years；
[0119]
bw表示体重，kg；
[0120]
lt表示均暴露的寿命周期，years；
[0121]
美国环境保护局以70年为标准值，将其看作是寿命周期内的致 癌效果，70
×
365day/year。甲醛致癌因子以美国环保局提出的值为 参考，sf为0.0445(mg/kg/day)-1
。
[0122]
根据美国环保局研究表明，甲醛致癌风险大于1
×
10-4
时，表示 致癌风险显著；当致癌风险小于1
×
10-4
大于1
×
10-6
时，表示致癌风 险可以接受，当致癌风险小于1
×
10-6
时，表示无显著致癌风险。
[0123]
根据上述致癌风险评估方法，对不同装修方案的甲醛致癌风险进 行评估，分析相同装修方案在不同通风条件下的甲醛致癌风险之间的 差异污染，并对房间是否临街情况下的室内甲醛致癌风险评估，具体 通过以下实施例预测长期的室内甲醛浓度变化状况，并分析不同情境 下的室内甲醛健康风险。
[0124]
实施例1
[0125]
室内甲醛浓度模拟评价：
[0126]
房间1和房间2均为某大型长租平台下的出租房，装修完成时间 和装修材料的使用基本相同，装修材料承载率也基本一致。本实施例 以房间1和房间2为例，使用现有室内甲醛浓度预测模型模拟实际房 间装修完成后室内甲醛浓度的变化过程，分析室内甲醛的主要污染 源，并根据模拟结果对室内甲醛浓度做出评价。
[0127]
由于房间1和房间2完成装修后，室内的实际通风状况无法准确 得知，故本实施例假设在房间1和房间2完成装修后3个月之内，通 风口为完全打开状态，以北京市年平均风速计算室内通风量，进而预 测室内甲醛浓度变化过程。在装修完成3个月之后，假设每天 8:00-20:00为门窗开启，20:00-次日8:00为门窗关闭时间，在这种 通风条件下对室内甲醛浓度长期变化过程进行模拟。
[0128]
如图2所示，为房间1装修完成3个月内室内甲醛浓度变化趋势 模拟示意图。由图2可知，房间1在完成装修后的三个月内，室内甲 醛浓度呈先急剧增加后缓慢下降的趋势。在装修完成10小时左右室 内甲醛浓度达到最大值0.645mg/m3，此浓度为国家标准的8倍之多， 属于重污染水平，在此浓度下，具有强烈的嗅觉刺激，并引起全身不 适，甚至可以引发肺水肿等疾病的发生。在装修完成72天时，室内 甲醛浓度下降到0.10mg/m3左右。此时，室内甲醛浓度符合我国各种 标准的最大值。根据此浓度结果，使用模糊数学评价方法对其评价， 对照表1，属于二级标准。当装修完成3个月后，室内甲醛浓度下降 为0.087mg/m3左右，使用模糊数学评价方法得到的评价结果为此时室 内甲醛浓度属于二级标准，能够满足一般人群对室内甲醛浓度的要 求，但在此浓度下，可能会引起儿童轻微气喘。特殊人群(残疾人、 老人、婴幼儿、孕妇和病人等)不宜长期在此浓度范围长期生活。
[0129]
如图3所示，为装修完成3个月后(4-5个月)，房间1假设每 天8:00-20:00为门窗开启，20:00-次日8:00为门窗关闭时间，室内 甲醛浓度变化趋势模拟示意图。由图3可知，在房间1装修完成3个 月后，随着通风率的周期变化，室内甲醛浓度也呈周期性的上升和下 降。但室内甲醛浓度的最高值与最低值不断下降。第4个月开始时， 室内甲醛浓度在0.087mg/m
3-0.185mg/m3之间变化，24小时之内的室 内甲醛平均浓度为0.131mg/m3。随着时间的不断延长，室内甲醛浓度 的最高值与最低值不断下降，到装修完成第5个月时，室内甲醛浓度 在0.066mg/m
3-0.141mg/m3之间变化，24小时内的室内甲醛平均浓度 下降为0.104mg/m3，对照表1，属于二级标准。但关闭门窗较长时间 后，室内甲醛浓度仍然能达到较高浓度水平，不适宜人类长期工作或 生活。
[0130]
如图4所示，为在全通风条件下，房间2装修完成3个月内室内 甲醛浓度变化趋势模拟示意图。由图4可知，房间2内甲醛浓度在装 修完成后，室内甲醛浓度即达到最大值，为0.121mg/m3左右，随着时 间的不断延长，房间2室内的甲醛浓度不断下降。与房间1内的甲醛 浓度变化状况不同，房间2室内的甲醛浓度变化没有上升趋势，这主 要是因为房间2内装修材料甲醛总释放速率较低，甲醛由室内到室外 的速率高于室内装修材料的甲醛释放速率。随着室内装修材料甲醛释 放速率的下降，室内甲醛浓度不断降低。由于房间1内装修材料甲醛 释放速率较低，在完全通风条件下，装修完成38小时左右，室内甲 醛浓度降至0.1mg/m3左右，即达到《民用建筑工程室内环境污染控制 规范》gb 50325-2010中ⅱ类民用建筑标准(甲醛浓度≤0.1mg/m3)。 在完全通风条件下，装修完成98-99小时左右，房间2室内甲醛浓度 下降至0.08mg/m3左右。当装修完成3个月后，在保持全通风条件下， 室内甲醛浓度能够下降至0.011mg/m3左右，在此浓度下，对照表2， 其属于一级标准，适合所有人群在此环境下长期工作和生活。
[0131]
如图5所示，为装修完成3个月后，当房间2假设每天8:00-20:00 为门窗开启，20:00-次日8:00为门窗关闭时间，室内甲醛浓度变化 趋势模拟示意图。在房间2装修完成3个月后，随着通风率的周期变 化，室内甲醛浓度也呈周期性的上升和下降。在装修完成第4个
月开 始阶段，房间2室内甲醛浓度在0.01-0.092mg/m3之间变化，室内甲 醛平均浓度在0.045mg/m3左右。此时室内甲醛最高浓度(0.092mg/m3) 超过《民用建筑工程室内环境污染控制规范》gb50325-2010中ⅰ类 民用建筑标准(甲醛浓度≤0.08mg/m3)，参照表1，属于二级标准， 能够满足一般人群对室内甲醛浓度的要求。随着时间的不断延长，房 间2室内甲醛浓度不断下降。装修完成5个月后，室内甲醛浓度在 0.007-0.061mg/m3之间变化，室内甲醛平均浓度为0.029mg/m3。此时 房间1内甲醛浓度始终低于《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 中ⅰ类民用建筑标准，绝大多数时间室内甲醛浓度，参照表1，属于 一级标准，适合所有人群在此环境下长期工作和生活。
[0132]
通过上述结果可得，虽然房间1和房间2室内的装修材料承载率 相差不大，但在处于全通风条件下时，房间1与房间2室内甲醛浓度 相差较大。在全通风条件下，装修完成3个月后，房间1仍然不适合 居住，而房间2则基本达到适于居住的室内甲醛浓度要求。这主要是 因为房间1内的装修材料甲醛释放速率较大导致的。根据房间1和房 间2的装修方案，计算每种装修材料对室内甲醛释放量的占比，计算 结果如图6所示，由图6可知，房间1和房间2中乳胶漆的甲醛相对 释放量和刨花板的甲醛相对释放量均相差不大，但房间1中木地板的 甲醛释放量远远高于房间2中乙烯基壁纸的甲醛释放量。因此，房间 1室内甲醛浓度高于房间2室内甲醛浓度的重要原因之一为房间1中 木地板甲醛释放量较大而导致室内甲醛浓度较高。
[0133]
如图7所示，为当假设对房间1中原装修方案进行改进，使用甲 醛释放速率较小的尼龙地毯(含乳胶垫)代替木地板时，室内甲醛浓 度变化趋势模拟示意图(装修完成后4-5个月)，由图7可知，当选 择尼龙地毯(含乳胶垫)代替木地板时，在装修完成3个月后，全通 风条件下房间1室内甲醛浓度可降至0.059mg/m3左右，在装修完成第 4个月初期，室内甲醛浓度在0.058-0.124mg/m3之间变化，装修完成 5个月后，室内甲醛浓度在0.04-0.08mg/m3之间变化，24小时室内甲 醛平均浓度为0.054mg/m3。与原方案相比，室内甲醛浓度有了明显 下降，在装修完成5个月后，即使较长时间的关闭门窗，室内甲醛浓 度也能够达到《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中ⅰ类民用建 筑标准。
[0134]
由于装修完成之后，无法改变室内甲醛释放速率，为了保证室内 甲醛浓度处于安全水平，需要对室内通风时间进行确定和优化，以房 间1为例，通过上述模型的计算，可得到室内通风时间优化方案：房 间1在装修完成6个月内要保持全通风状态，在装修完成6个月之后， 门窗关闭不能超过4个小时，从而能够使室内甲醛平均浓度低于 0.08mg/m3，且使室内甲醛浓度低于0.1mg/m3，具体的房间1通风调 控后的室内甲醛浓度变化的模拟结果如图8所示。
[0135]
上述实施例1的实验结果表明：通过模拟自装修完成后室内甲醛 浓度的变化趋势，能够确定合适的入住时间，并可以评估室内甲醛主 要污染源，对装修方案进行改进，以降低室内甲醛浓度，并给出相应 的通风方案，保证室内甲醛浓度在安全范围以内。
[0136]
实施例2
[0137]
与实施例1有所不同之处在于：
[0138]
(ⅰ)不同装修方案下甲醛致癌风险分析：
[0139]
以房间1为例，根据实施例1中房间1的原装修方案和改进装修 方案，对原装修方案和改进后的装修方案下的甲醛致癌风险进行评 估。如图9所示，为原装修方案和改进后
的装修方案下的年均室内甲 醛浓度变化趋势示意图(装修完成后1-45年)。
[0140]
假设房间1类型为卧室，相关研究表明，我国男性每天在卧室中 度过的时间平均为8.6小时，我国女性每天在卧室中度过的时间为 8.65小时。在卧室中，人类生活主要以睡眠和轻度活动为主，参照 表3确定呼吸速率，通过室内甲醛浓度预测模型模拟得到室内甲醛浓 度，对不同装修方案下甲醛致癌风险进行评估，评估结果如下表4和 图10所示。
[0141]
表4不同装修方案下的甲醛致癌风险
[0142][0143]
由上述表4结果可知，在原装修方案下室内甲醛致癌风险大于1
ꢀ×
10-4
，表示有显著致癌风险；在改进装修方案下，室内甲醛致癌风 险大于1
×
10-6
小于1
×
10-4
，表示有一定的致癌风险，但处于可接受 水平。通过上述不同装修方案下甲醛致癌风险的评估分析，结果表明， 改进装修方案甲醛致癌风险与原装修方案甲醛致对癌风险有极显著 差异，相比于原装修方案，改进装修方案室内甲醛致癌风险水平下降 了80.15％，这说明通过对装修方案进行优化调整，可以显著降低室 内甲醛致癌风险。
[0144]
(ⅱ)不同通风条件下甲醛致癌风险分析：
[0145]
当装修方案相同时，通风率不同时，室内甲醛浓度也会随之变化。 以房间1为例，模拟其在全通风(门窗完全打开)、半通风(门窗半 开)和门窗关闭条件下室内甲醛浓度。如图11所示，为房间1不同 通风条件下室内甲醛年均浓度变化趋势示意图(装修完成后1-45 年)，对不同通风条件下室内甲醛致癌风险进行评估，评估结果如表 5和图12所示。
[0146]
表5不同通风条件下室内甲醛致癌风险
[0147][0148]
由上述表9结果可知，不同的通风条件下的房间1室内甲醛致癌 风险有较大差距：当门窗关闭时，甲醛致癌风险约为1
×
10-4
，表示 长期在此条件下，甲醛致癌风险显著；在半通风条件下，甲醛致癌风 险大于1
×
10-6
小于1
×
10-4
，为可以接受的致癌风险，但接近于显著 致癌风险水平，相比门窗关闭的条件下的甲醛致癌风险水平，半通风 条件下的甲醛致癌风险水平下降了23.16％；在全通风条件下，室内 甲醛致癌风险显著低于半通风条件下的甲醛致癌风险，相比半通风条 件下的甲醛致癌风险，全通风条件下的甲醛致癌风险水平下降了 56.08％，相比门窗关闭条件下，全通风条件下甲醛致癌风险水平下降 了66.29％，为可以接受的致癌风险水平。因此，在无法改变室内甲 醛释放速率的情况下，通过调整室内通风率，也可以显著降低室内甲 醛致癌风险水平。
[0149]
(ⅲ)是否临街情况下甲醛致癌风险分析：
[0150]
当房间临街时，室内甲醛浓度会受到街道中甲醛浓度的影响，致 使室内甲醛浓度
升高。以房间1为例，房间1现实中为不临街，本实 施例通过模型模拟房间1在不同街道边时室内甲醛浓度变化状况，来 评估室内甲醛致癌风险，并与房间1实际情况下的致癌风险进行对 比。
[0151]
假设房间1分别位于北三环和学院南路，模拟房间1是否临街情 况下室内甲醛年均浓度变化趋势(装修完成后1-45年)，如图13所 示，并对室内甲醛致癌风险进行评估，评估结果如表6和图14所示。
[0152]
表6是否临街情况下室内甲醛致癌风险
[0153][0154]
由上述表6结果可知，房间1临不同的街道时的室内甲醛致癌风 险水平存在较大差异：在装修方案和通风率相同的情况下，当临学院 南路时，甲醛致癌风险比不临街时高12.74％；当临北三环路时，甲 醛致癌风险比不临街时高30.5％。这表明城市中主干道两侧的房间甲 醛致癌风险显著高于不临街房间的甲醛致癌风险，城市中次干道两侧 的房间甲醛致癌风险相比不临街房间甲醛致癌风险没有显著升高。因 此，当房间位于城市主干道两侧时，更需要优化室内装修方案，以降 低室内甲醛致癌风险。
[0155]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、建立新的甲醛浓度评价标准；将室内甲醛浓度分为5个评价级别，并给出在不同甲醛浓度下人体的反应；s2、对室内甲醛浓度进行预评价；使用室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度预测模型对实际房间装修完成后甲醛浓度变化进行模拟，并根据模拟结果，基于s1中甲醛浓度评价标准，使用模糊数学评价方法对室内甲醛浓度进行评价；s3、对室内甲醛致癌风险进行预测；对室内甲醛致癌风险进行评估。2.根据权利要求1所述室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，其特征在于：步骤s2，所述使用模糊数学评价方法，对室内甲醛浓度进行评价，包括以下步骤：a1、评价因子的确定；评价只针对室内甲醛浓度，所以评价因子只有甲醛，x＝{甲醛}；a2、室内甲醛浓度分级；根据步骤s1得到的室内甲醛浓度评价标准，将室内甲醛浓度分为5个级别；a3、建立隶属函数；根据室内甲醛浓度分级标准，建立隶属函数：一级隶属函数式为：二级隶属函数式为：三级隶属函数式为：四级隶属函数式为：
五级隶属函数式为：其中，c
i
表示第i个暴露阶段的污染物浓度，mg/m3；在进行室内甲醛浓度评价时选择最大的隶属度d
max
所对应的评价级数。3.根据权利要求1所述的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，其特征在于：步骤s3中，所述室内健康风险评价方法，包括以下步骤：甲醛暴露量计算和风险表征；甲醛暴露量利用潜在暴露量计算，潜在暴露量是指在人体有可能吸收的污染物的量，潜在暴露量计算的计算公式如下：式中，d
exp
表示日潜在暴露量，mg/kg；c(t)表示污染物浓度函数，mg/m3；ir(t)表示单位时间呼吸速率，m3/h；d(t)表示从t1到t2的时间增量，h；具体将室内污染物浓度分为不同的阶段进行计算，潜在暴露量可表示为：其中：d
exp
表示日潜在暴露量，mg/d；ir
i
表示第i个暴露阶段单位时间呼吸速率，m3/h；ed
i
表示第i个暴露阶段的暴露时间，h；c
i
由室内甲醛浓度预测模型所预测的甲醛浓度的计算结果给出。4.根据权利要求3所述的室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，其特征在于：所述风险表征为室内甲醛致癌风险评估，所述室内甲醛致癌风险评估通过评估住宅室内人员的个体寿命致癌概率体现，个体寿命致癌概率即致癌风险，简称为个体致癌风险cr，吸收剂量一般表示为寿命平均每日吸入剂量rd，个体致癌风险cr是慢性寿命平均日吸入量rd与甲醛致癌因子sf的乘积，如下式所示：cr＝rd
×
sf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式中，ef表示暴露频率，单位day/year；et表示持续暴露时间，单位years；bw为体重，kg；lt表示均暴露的寿命周期，years；美国环境保护局以70年为标准值，将其看作是寿命周期内的致癌效果，70
×
365day/year；甲醛致癌因子以美国环保局提出的值为参考，sf为0.0445(mg/kg/day)-1
。

技术总结
本发明公开了室内外污染叠加条件下室内甲醛浓度健康风险评价方法，属于室内空气污染研究技术领域。该评价方法包括以下步骤：S1、建立新的甲醛浓度评价标准；S2、对室内甲醛浓度进行预评价；使用室内甲醛浓度预测模型对实际房间装修完成后甲醛浓度变化进行模拟，并使用模糊数学评价方法对室内甲醛浓度进行评价；S3、对室内甲醛致癌风险进行预测；对室内甲醛致癌风险进行评估。相较于现有室内甲醛健康风险研究大多基于单点值，并无考虑室内甲醛浓度的变化对健康风险值的影响，本发明通过预测长期室内甲醛浓度变化状况，分析了不同情境下室内甲醛健康风险，从而能够更准确的对室内甲醛浓度和室内的健康风险进行评价，更好的保护居住者的身体健康。住者的身体健康。住者的身体健康。


技术研发人员：陈贺 张岩 刘世梁
受保护的技术使用者：北京师范大学
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/5