现在越来越多人关注空气质量问题,任何一个地方对空气的监测也越来越完善,甚至提高到了法律层面。
在中国,有一些城市对汽车进行了限行,这有助于缓解当地交通压力,并有效减少有害污染物的排放。
诸如这样的措施很多,但考虑到在世界各地(包括中国)大部分人90%的时间都在室内,而我们对室内空气质量的了解却不多。
在过去的几年里,科学家们才刚刚开始关注并调查室内空气的质量,以及造成室内空气污染的化学物质。
我们在室内受到的空气污染远超室外,而我们却浑然不知,天天宅在家里确实对身体非常不好,不仅仅是缺少运动。
室内污染源
大多数室内空气污染物来源于我们在室内使用的物品和做的事情,这意味着室内空气的组成通常与室外空气的组成有很大的不同。
室内污染源包括煤气灶和烧木头的火炉,它们排放出一些有害气体的混合物,包括二氧化氮(NO2)和一氧化碳(CO)等。
蜡烛也是一个污染制造者:燃烧一小时的蜡烛就会产生足够的NO2,使室内浓度增加到接近世界卫生组织(WHO)200微克/立方米(?g / m3)的极限标准。
这些燃烧源还释放出微小的可吸入颗粒(PM),当浓度足够高时,NO2和可吸入颗粒可导致呼吸系统和心血管疾病,而暴露于高浓度CO则可能致命。
造成室内污染的其他因素包括油漆、乙烯基地板和软家具等家居材料,以及个人护理产品、清洁剂和空气清新剂等等。
几乎你家里的所有物品都会向周围的空气中释放潜在危险的挥发性有机化合物(VOC)。我们最熟悉的便是甲醛,这是一种呼吸道刺激物和致癌物质。
对空气化学的洞察
室内总是给人一种安全感,我们也普遍认为室内非常安全,这间接导致了很少有人会去关注室内空气问题。
对室内空气化学的首批深入研究始于2018年6月,当时65名科学家接管了美国德克萨斯州的一处三居室试验室,开始了一个名为“HOMEChem(室内化学)”的项目。
他们带着价值450万美元的设备,花了一个月的时间做饭、打扫和做其他日常工作,同时用分析仪器测量室内化学物质的混合排放。
他们准备了一顿感恩节晚餐,研究人员发现,制作烤火鸡和各种配料时,由于燃气灶具的排放,NO2浓度达到了约200 微克/立方米的峰值。
这不是全部,他们发现简单的食物有更大的威胁:炒菜导致PM10(直径小于10微米的颗粒)最高浓度约为350微克/立方米,这是食用油和食物中的颗粒共同作用的结果,世界卫生组织对PM10的限制(24小时平均值)是50微克/立方米。
煎鸡蛋、香肠和西红柿(以及其它一些食物)产生的PM2.5最高(直径小于2.5微米的细颗粒物)约为200微克/立方米,而世界卫生组织的限制是25克/立方米。
要知道,PM2.5可能比PM10对我们的健康更有害,因为它们更容易进入呼吸系统。
空气中的化学反应
一旦这些分子被释放到空气中,它们就不会以原来的形式停留太久,因为它们会与其他化学物质反应生成新物质。
反应速率在室内和室外常常是不同的。例如,光驱动的反应在室内发生得更慢,这是因为玻璃阻隔了许多紫外线,室内灯光的紫外线水平往往也较低。
不过,这些反应仍然会发生。例如,室内有足够的光线使甲醛与氧气反应并形成两个氢过氧(HO 2)自由基和一个一氧化碳(CO)分子。
氢过氧自由基可以形成其他氧化剂与室内挥发性有机化合物发生反应,这里有数百种不同的反应并形成无数种不同的化合物,其中一些对健康有害。
然而,室内反应的一个更重要的驱动因素是可用表面积的大小。表面积在室内化学中起着比室外化学更重要的作用,因为室内的表面积与体积之比比室外大得多。
例如,羊毛表面(如地毯和软家具)中的纤维就会大大增加取表面积,这远远超出了此类物品在房间中所占的面积。
因此,污染物有更多的机会沉降到表面并与沉积在那里的其他化学物质发生反应。
烟草烟雾和电子烟蒸汽是一个特别严重的问题,尼古丁和其他化学物质随着呼出的气体滞留在空气中,最终附着在家具或织物等表面。
这些“二手烟”随后会与室内污染物(如亚硝酸(HNO 2))反应,形成新的且通常有害的物质,如致癌的亚硝胺,这个被称作“三手烟”。
鉴于接触三手烟可能对健康产生不利影响,目前三手烟是一个非常活跃的研究领域。
然而,也许科学家们正在探索的最有趣的表面是人体皮肤。空气中的臭氧(O3)与我们皮肤上的许多油脂和脂肪酸接触时都会发生反应,并产生一系列二次污染物。
在我们日常的室内生活中,我们的皮肤表面不仅消除空气中的臭氧,还会不停和其他常见物质反应。
例如,当漂白剂与水混合时,会向周围的空气中释放氯气(Cl2)、次氯酸(HOCl)和其他氯化合物。而我们皮肤上的油中含有碳-碳双键的不饱和化合物,比如角鲨烯(C30H50)。
次氯酸与双键反应生成氯化合物,这就是为什么有些人的皮肤在没有直接接触漂白剂的情况下也会过敏的原因。
最后
由于这些新的科学研究成果不断公布,我们对室内空气污染一度模糊的概念现在开始逐渐清晰起来。
很明显,即使我们足不出户,我们也暴露在化学物质和室内空气污染物的混合物中,尤其是房屋如此密集的城市,最容易使污染物在室内积聚。
如果你在城市生活,减少接触这些污染物是很有必要的,所以记住要经常通风,尤其是做饭和清洁的时候,还有就是多出去走走。