侯立安,1957年8月出生,江苏丰县人,中共党员。1976年2月入伍,中国工程院院士,中国人民解放军第二炮兵工程设计研究院高级工程师、六室主任、副总工程师,专业技术二级,文职一级,工学博士,环境工程专家。
由于成绩突出,于2005年10月29日在人民大会堂获得由中国发明协会颁发的发明创业奖。2009年12月当选为中国中国工程院院士。
2013年3月22日上午,首届生态家国际论坛会议在广州拉开了序幕,中外专家齐聚花城展开了题为“美丽中国生态家:倡导生态文明、引领生态设计、改善人居环境”的专题讨论。中国工程院院士侯立安出席了本次会议,并从专业领域及角度展开了对“生态家”的讨论,同时从“生态健康功能材料及室内空气污染控制”的角度发表了自己的主张。以下根据侯立安教授此次会议的话录整理而成。
【侯立安】
我国室内空气中PM2.5污染的研究现状与发展趋势
主要有以下三个方面:第一,空气污染概况;第二,PM2.5污染研究现状;第三,根据我多年来从事室内空气污染净化,针对PM2.5,我国在目前大气环境中PM2.5短期内很难达标的情况下,室内空气污染的应对措施,在这里面,可能也包括室内空气净化的一些功能材料,比如硅藻泥等等对有机物、对PM2.5的一些净化作用的探讨。
一,大家都知道改革开放以来,我国经济快速增长,“十一五”每年的增长率都在8%以上,各项建设取得显著成就,但经济快速发展的同时也带来了由于我们过去若干年粗放方面,特别是有一些先污染后治理,或者是边治理边污染的粗放式发展模式,使我们付出了沉重的资源和环境代价,发达国家工业化上百年分阶段出现的分阶段解决的一些环境问题在我国短短30余年的发展中,集中的凸显出来。
当前,我国环境空气质量不容乐观,由PM2.5等空气污染物引起大部分地区的灰霾天气,在我国多次大范围发生,不仅影响了我们的生活,同时,也对我们的出行,对空中飞机的飞行带来一些不安全因素,这是报纸上报道的,当然新闻媒体有点源于生活,高于生活的成份,总的来说,PM2.5在我国绝大部分的时间,绝大多数地区出现超标,甚至严重超标的情况。
这是当时在北京市万寿西宫监测点的数据(PPT),大家看到它的重度和严重污染的比例非常大,短短的一个月,阴霾天气占到了9天。这是广州市花都示范监测点的数据,广州与北京比较起来,当然相对的要好一些,但是空气污染,特别是PM2.5污染还是比较严重。空气污染不光是中国的问题,全球来说 环境问题也在不同程度凸显,美国出现的光化学烟雾事件,伦敦上个世纪50年代出现的烟雾事件,仅仅四天的时间,就造成了四千多人死亡,也正是因为这个,国外,特别是发达国家在工业化研究,在经济建设的快速发展过程中凸显的环境问题实际上跟我们国家发展敲响了警钟。
国际社会持续关注空气污染问题,比如今年2月份,联合国环境规划署以及泰国、日本政府在曼谷共同主办旨在减少亚太地区烟尘、甲烷等短期气候污染物质影响的会议,共有来自19个国家的政府代表出席,这是亚太国家首次在区域层面上商讨如何应对这一挑战。短期气候污染物质是指碳黑或烟尘、甲烷、对流层臭氧等,它们不仅是导致全球变暖的重要因素,同时也是危险的环境污染物,可对人类健康、农业和生态系统带来危害。
国际室内空气质量与气候会议于1978年开始举办,每3年举办一次,明年将在香港地区,由香港大学承办,实际上就是主要研究室内一些环境以及室内污染对人体健康带来的危害,以及室内的环境污染防护问题。在我国刚刚召开的十八大,胡锦涛同志提出我们要大力推进生态文明建设,给的孙后代留下天蓝、地绿、水净的美好家园。今年两会上新当选的国务院总理李克强同志在回答记者提问时,说到要让人民呼吸洁净的空气,饮用安全的水,使用放心食品。
全国的环保工作会议在今年1月份召开,大气污染成为焦点,2月份,工程院组织院士和专家召开了大范围灰霾污染应对策略研讨会。3月15日天津大学主办区域大气环境污染与灰霾防控科技论坛。从《环境空气质量标准》修订,增加PM2.5检测指标。《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和《蓝天科技工程“十二五”专项规划》制订,全国政协3号提案,民建中央建议尽快修订颁布实施《大气污染防治法》,农工党中央提案建议将PM2.5纳入各级政府绩效考核,构建以空气质量改善为核心的生态文明建设。
改善大气环境质量、保护人民群众健康,是各级政府提高社会管理和公共服务能力的基本要求,也是社会各界共同的责任,在目前大气环境PM2.5短期内难以达标的情况下,如何有效控制室内空气中PM2.5污染是值得深入研究的课题,也是在座各位研究功能材料和制造室内空气净化功能材料、销售、使用这些材料的专家们、管理者、消费者共同关注的问题。
二,PM2.5污染研究现状。PM2.5的概念,PM2.5也叫可入肺颗粒物,是对空气中空气动力学直径小于2.5um的固体颗粒或液滴的总陈,这些颗粒非常细小,人的肉眼无法看到。大气中PM2.5的来源主要是直接排放,也有二次生成。有本地排放,也有外来输送。包括前体物、也包括生成物。既有物理过程,也有化学过程,包括汽车尾气、燃煤发电、建筑扬尘、工业废气。它同时分为自然源、人为源两方面,自然源包括火山爆发、森林火灾、沙尘暴的影响。人为源包括直接排放,燃煤发电、建筑扬尘、汽车尾气、工业废气等等,直接排放出来就产生PM2.5。间接转化主要是二氧化硫和氮氧化物、氨气、vocs等等通过化学反应转化造成二次污染,产生PM2.5。
PM2.5的危害,颗粒物大小决定其是否进入肺部及被肺部吸收的潜能,过去有一个PM10,拿就是大于10微米,可被被子、咽喉截住,不会进入肺部,5到10微米,可在咽喉通过武力机制去除。小于5微米,会进入武器管,小于2.5微米,会通过呼吸进入肺部最深处,引发包括哮喘、支气管炎和心血官兵等方面的一些疾病。PM2.5粒径小,表面积相对大,更易富集各种有毒重金属、酸性氧化物、有机污染物。国外学者癌症学会进行的研究表明,在1982-1998年,PM2.5每增加10微克/立方米,总的死亡风险就上升4%,得心肺疾病的死亡风险上升6%,得肺癌的死亡风险上升8%,生活在污染严重的城市,患癌症的风险比清洁城市高10-15%,北方的PM2.5空气污染相对广州、三峡等地更严重。
国内学者的研究表明,这是2010年北京、上海、广州、西安因PM2.5污染导致的公众健康危害和经济损失表格(PPT),对人类健康和经济损失是很大的。与室外环境相比,室内空气质量与人工作、生活息息相关的外环境,人每天约70-90%的时间在室内度过,室内暴露时间更长,室内普遍存在PM2.5产生源,室内PM2.5的健康效应更明显,目前我国室内空气PM2.5污染现状不容乐观,特别是老人与小孩,基本上100%的时间都在室内活动,但是我国目前室内PM2.5的污染与控制在这方面的研究和治理开展得并不是那么活跃。
室内空气PM2.5来源,主要包括室外渗透进入,我们窗有时候虽然是封的,但是不密闭,室内空气和室外空气是相通的,在室外空气污染严重的时候,室外的雾霾和PM2.5就会进入室内,同时室内燃料燃烧产生,产生PM2.5,同时产生对人类有害的物质,同时产生不被广泛关注的二氧化碳。在室内吸烟产生PM2.5,与人员密度密切相关有一些关系,人的吃喝拉撒对PM2.5也有影响。
这是相关资料报道室外颗粒物渗透的影响,在室外浓度已经高的时候,同样的室内PM2.5浓度也比较高。从这些表里面或者图里面都可以看出来,大气颗粒物是室内PM2.5的主要来源室外污染比较严重时,应关闭门窗,减少通风。
燃料燃烧的影响,因时间关系我就不详细介绍,总的来说燃煤、包括空调、做饭、炒菜对PM2.5的影响都很大。这是吸烟的影响(PPT),国内外都有相关的数据。这个表格是各国室内PM2.5浓度水平比较情况,我国和印度室内PM2.5的浓度水平明显高于美国等发达国家,这与发达国家室外环境空气质量较好有关,人员越多,活动越频繁,产生的PM2.5就越多。
空气质量相关标准亟待修改完善,今年正好是我国室内空气质量标准颁布十周年,按说标准一颁,五年就应该修订一次,但是目前还没有修订,而这里面恰恰有PM2.5,刚才也说了,两会代表提出来要修订大气污染方针,同样在法律层面上也面临着问题,这是从低层上还缺乏空气污染治理的法律法规。
很多国家都做得非常好,从上个世纪90年代都在他们相关标准里面增加了PM2.5,而且中国去年制订了《环境空气质量标准》首次提出PM2.5,并且在短时间内达到了标准。现有室内空气质量相关是在指标选择和限值确定方面存有差异。PM2.5源解析有待深入研究,我们刚才说了,室外的大气空气情况,PM2.5是哪来的,室内只能泛泛地去讲,但是究竟它的PM2.5里面贡献有多大,我们还应该进一步去解析,去开展这方面的工作。从研究方面,我国开展全面的调查核系统的研究还比较少,也没有完全建立PM2.5源的解析方法和构建完整的PM2.5污染排放源清单,缺乏典型室内空气PM2.5污染监测、检测与物理化学特性分析数据。
PM2.5的健康危害研究有待加强,我国PM2.5的健康效应研究比较薄弱,由于目前我国尚未系统开展室内空气PM2.5浓度的连续常规监测,缺乏PM2.5对死亡的影响等等。PM2.5监测与控制科技支撑不足,目前室内PM2.5究竟它的数据是多少,它的污染值是多少不知道,因此,还缺少这样的仪器,就像糖尿病人似的,如果你要测试你的血糖有多高,扎一下就可以测试出来,目前我们还没有这样的仪器。
面对空气PM2.5的污染严重状况,而且老百姓对空气质量要求又不断提升的形式,如何去改善室内空气质量,这可能跟在座的各位就有关系。
三,相关研究进展情况。建议国家修订完善室内环境空气质量标准体系,室内的标准要增加PM2.5值以外,另外我们建议室外PM2.5要有一定的规范作用。研发先进的PM2.5监测技术与设备,这就是我刚才所说的,我们要研制一种便携的,能够基本上准确的显示室内PM2.5的监测仪器,而且这个仪器价格还不能太高,要它能够进入千家万户,包括室外PM2.5的监测仪器绝大部分从美国进口,我们能不能改善这种情况,研制出室内PM2.5仪器。研发先进的PM2.5控制技术与设备,主要包括大气污染后室内要进入空气,首先在新风,比如中央空调在进风地方把好关,采取一些措施把PM2.5达标,在此基础上研制一些净化治理,来净化室内空气,减少PM2.5污染。加强生态环境建材及功能性植物研究,硅藻泥以及相关资料包括光催化、功能性材料,既有室内装饰作用,代替了涂料,同时又有净化空气的功能,目前相关的研究表明,甲醛也是PM2.5的贡献值,我们净化掉了甲醛,同时也降低了PM2.5,但是究竟关系是什么,这种功能材料对PM2.5的净化影响是怎样的,这种材料我们从宏观上讲有一定净化作用的,但是每平方米能净化多少的PM2.5,很难,还没有这方面的数据。因此,我建议在这方面大家共同努力,广大老百姓都希望把PM2.5净化掉,不吸带PM2.5空气的时候,如果功能材料能净化有PM2.5的功能,至少新装修的家庭是愿意用的。同时我们还要研究一些纳米、光催化、等粒子以及吸附材料对功能性的材料相结合,来偶合净化室内空气,我希望好的企业在这方面去下下功夫,去投点资,搞一些示范工程,让国家相关部门做事,让我们的老百姓能看到,确实能解决问题,我想销路是毋庸置疑的。另外,严格建筑装饰装修材料准入制度要加强,把好建筑装饰装修材料污染室内环境空气的质量关。
开发具有吸收富集PM2.5及其前驱物的功能性植物,支撑室内环境空气污染与美学和谐。比如长春藤苗里面的东西对甲醛、苯、氨都有净化作用,同时这些都是PM2.5的贡献值,我们可以研究一些这样的植物材料。
加强应急处置能力建设,加强PM2.5源解析及其健康效应研究,PM2.5研究手段、研究广度和深度及研究等方面的加强。总的来说,空气污染是环境问题,也是民生问题,希望通过大家的共同努力,能够建设天然地绿、水净、风清的美好家园,实现我们的中国梦。