我们周围的空气中有着各种各样的污染物。在户外,这些可以通过下雨冲走,以及来自太阳的紫外线与臭氧和水蒸气相互作用后发生的氧化。
上图:OH 反应性 (L) 和浓度 (R) 的计算机建模。
那么,在室内会发生什么呢?
一项新的研究表明,室内也会发生一些氧化:通过这些羟基(OH)自由基(短暂的活性物质,其作用是氧化其他分子)进行的化学清洁,是通过从外部泄漏的臭氧和我们周围创造的氧化场的组合发生的。
科学家发现,在某些情况下,室内的羟基自由基水平与白天室外的水平相当。换句话说,我们是行走、呼吸、化学反应的机器,这对室内空气质量和人类健康都有影响。
意大利大气科学与气候研究所的大气化学家诺拉·扎诺尼(Nora Zannoni)说:“我们人类不仅是活性化学物质的来源,而且还能够自己转化这些化学物质,这一发现令我们非常惊讶。”
该团队在一个特殊的气候控制室内进行了三组不同的实验,每组四人,臭氧水平与您通常在室内发现的臭氧水平相匹配。记录有臭氧存在和没有臭氧存在的情况,以及人类进入房间之前和之后的羟基(OH)值。
通过计算流体动力学模型和实际空气测量(部分涉及质谱技术)的结合,人们清楚地发现,羟基自由基是存在的,而且大量存在,并且在人类周围形成。
科学家们发现,当臭氧与我们皮肤上的油脂发生反应时,会产生我们个人的氧化场 —— 尤其是对不饱和的三萜角鲨烯化合物(unsaturated triterpene squalene compound),这种化合物占保护皮肤和保持皮肤柔软的脂类的10%左右。
大气化学家诺拉·扎诺尼说:“氧化场的强度和形状是由臭氧的数量、渗透到哪里,以及室内空间的通风配置决定的。”
据认为,我们大约90%的时间都在室内,这些发现对确保我们呼吸到尽可能清洁和健康的空气有重要意义 —— 多亏了新冠疫情,我们现在都敏锐地意识到了这一点。
虽然,我们一直知道氧化过程发生在室内,但似乎在某些情况下,人类产生的反应是占主导地位的。
了解这些过程是很重要的,无论是单独的,还是与其他可能来自建筑材料、家具和气味产品的室内化学物质有关,因为反应可能会产生呼吸道刺激物,以及去除污染物。
当然,还有很多工作要做:例如,科学家们渴望了解湿度水平如何影响反应,以及房间内越来越多的人可能会如何改变情况。此外,人类产生的氧化场,甚至有可能影响我们对气味的感知。
德国马克斯·普朗克化学研究所的大气化学家乔纳森·威廉姆斯(Jonathan Williams)说:“我们需要重新考虑被占用空间中的室内化学,因为我们创造的氧化场将改变我们附近的许多化学物质。”
这项研究发表在《科学》杂志上。
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