科研进展

EI: 室内气态有机物与化学暴露的综述

  气态有机物,尤其挥发性有机物(VOCs)是大气臭氧和细颗粒物的重要前体物,也是影响室内空气质量和人体健康的关键污染物。与室外相比,室内的光照水平较低,表面积体积比较大,污染物的停留时间较短,尚缺乏对气态有机物在室内的认知。为此,LAPC国家重点实验室尤博博士和孙业乐研究员从实时在线观测研究的角度,总结了住宅、教室、体育中心、影院和博物馆等不同室内环境中VOCs的化学组成和动态变化特征(图1)。

图1. 室内气态有机物的源和汇
  随着在线质谱分析技术的发展,我们对室内VOCs的来源、组成和动态变化等认知有了显著提高。目前,在室内已识别出许多种类的VOCs,包括羧酸、醇、醛、酮和萜类化合物等,它们的浓度通常高于室外。室内建筑材料和家具等持续排放的VOCs通常具有较高的背景浓度。清洁、燃烧和烹饪等人类活动会导致室内VOCs的浓度迅速增加几倍至几十倍。由于不同室内环境中温度、湿度、建筑结构、空气交换速率、人类活动和生活习惯差异较大,VOCs在室内表现出明显的空间和季节差异。生活区(如客厅、厨房和卧室)直接受人类活动的影响,VOCs的浓度通常高于隐蔽空间(如地下室、阁楼和管道空间)。不同室内环境中VOCs的主要成分也不同(图2)。在人口密集的地方,如教室,来自个人护理产品的D5硅氧烷为主要成分。在住宅中,皮肤脂质的臭氧化产物和与人类活动排放有关的VOCs(如清洁排放的萜烯类化合物)为主要成分。无论排放源是什么,室内VOCs都可能经历复杂的物理化学过程,包括与氧化剂反应形成二次有机气溶胶(SOA)、参与液相化学反应、吸附在室内表面、通过气-粒分配过程进入颗粒相,或者通过通风输送到室外大气(图1)。VOCs不仅可以改变室内大气氧化能力、降低室内空气质量、影响人体健康,且对本地和区域大气环境也具有潜在影响。
图2. 不同室内环境中气态有机物的重要组成
  考虑到目前频繁发生的极端天气事件(如热浪)、COVID-19促使室内使用消毒剂和空气清洁设备增加、响应碳中和政策低能耗/零能耗建筑逐渐兴起、新兴化学品不断进入室内空气等,这些现象导致室内化学环境也正发生不断变化,我们也对未来室内VOCs化学研究提出了展望。
  该综述以“A review of indoor Gaseous organic compounds and human chemical Exposure: Insights from Real-time measurements”为题,发表在环境健康领域期刊Environment International。
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