室内的臭氧化学反应机理与影响

       臭氧是环境大气中一种重要的污染物，能够借由通风进入室内环境。由于室内比表面积大、反应性物质多，臭氧很容易发生反应。臭氧的室内反应一方面显著降低了室内人员的臭氧暴露，另一方面也可能释放出一些挥发性有机产物，影响室内空气质量。

       在正常居住的住宅中，臭氧化学对室内空气成分的影响尚未直接量化。北京大学环境科学工程学院刘颖君研究员与合作者在加利福尼亚有两名成年居民的房屋中探索室内臭氧室内空气组分为期八周的在线观测（如下图所示）,发表题为“Observing ozone chemistry in an occupied residence”的研究论文。

       通过获得的臭氧和挥发性有机化合物（VOC）的空间和时间分辨测量结果进行非靶向分析，发现即使观测期间尽管室内臭氧浓度总体较低（平均值为4.3 ppb）且室内臭氧衰减常数较低（1.3 h -1），臭氧氧化反应仍对室内空气中的一系列挥发性有机物产生显著贡献。这些有机物包括6-甲基-5-庚-2-酮（6-MHO），4-氧戊醛（4-OPA），壬醛和C8-C12饱和醛，它们是臭氧实验室研究中经常报告的产物，可能对人体健康产生不利影响。这些挥发性有机化合物占整个家庭消耗臭氧的分子产率≥12％，壬醛的净产物产率最高（≥3.5％），其次是6-甲基苯丙氨酸（2.7％）和4-OPA（2.6％）。 。6-MHO和4-OPA是皮肤脂质的主要臭氧分解产物。

       该研究另一个有意思的发现是，臭氧与人体皮脂反应生成的特征性氧化产物在住户外出五天后仍表现出较高浓度。即使居住者离开屋子5天后，臭氧驱动的化学物质仍继续产生6-MHO和4-OPA。 结合其它定量证据，该结果表明臭氧不仅与住户身上的皮脂发生反应，而且很大一部分与住户散落在房间各处的皮脂皮屑发生反应。后一过程的重要性完全在意料之外，但又在情理之中。

      臭氧在低浓度水平下仍能显著影响室内空气有机组分的观测证据，对于我们深入认识臭氧健康效应具有启示意义。流行病学研究显示，室外臭氧浓度与多种不利健康效应具有相关性。相关作用机制研究往往只考虑吸入臭氧的直接影响，而本研究结果提醒我们，室内臭氧反应的间接影响可能同样重要。科学认识高浓度臭氧如何在我国典型的高人口密度室内环境中通过化学反应影响人体健康具有重要现实意义。