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刘颖君课题组揭示室内环境中半挥发性有机物动态行为特征及机制

北大环院 2023-09-17

化学品污染是现代社会的一个重要环境问题。很多有害化学品为半挥发性有机物(SVOCs),其人体暴露主要发生于室内,室内空气是一个重要的暴露媒介。受限于测量技术,我们对于实际室内空气中SVOCs浓度具有怎样的动态变化规律及受哪些环境因素控制缺乏认识。


针对这一问题,刘颖君课题组完善了基于GC-MS的SVOCs在线测量技术,在国内首次开展了室内SVOCs在线观测研究。观测发现,具有室内强源的邻苯二甲酸酯等SVOCs在室内空气中的浓度紧随室温变化而变化。然而,在室温稳定的情况下,开窗通风数小时也未见SVOCs浓度显著下降,尽管开窗后通风速率增加了3-5倍(如图所示)。

研究者进一步利用动力学模型探讨了这一现象背后的机制,发现室内表面对于SVOCs的吸附解吸可能发挥了重要作用。SVOCs挥发性较低,易吸附吸收于室内表面。由于室内空间比表面积大,室内表面构成了室内环境中SVOCs的重要储库。模拟结果显示,当通风增大时,表面储库释放出SVOCs,可大大延缓空气中SVOCs浓度对通风变化的响应,是短时间开窗通风SVOCs浓度下降不显著的主要原因。有趣的是,模拟结果也显示,表面储库的存在反而可以加速SVOCs浓度对于室温变化的响应。这主要是由于SVOCs在表面储库与空气间的分配也受到温度调控,与我们观测到的SVOCs浓度的快速温度响应相符。

开窗通风是日常生活中常用的降低室内空气污染的方式。人们往往会一天开窗换气一段时间,而不是长时间保持高通风状态。本研究结果显示,这样的通风策略对于降低室内空气中SVOCs浓度效果有限。此外,本研究揭示了室内储库对于室内空气中SVOCs浓度的重要调节作用,增进了我们对于室内SVOCs动态行为机制的科学认识。

相关研究成果以“Strong temperature influence and indiscernible ventilation effect on dynamics of some semivolatile organic compounds in the indoor air of an office”为题,近期发表于环境领域著名期刊Environment International。北京大学环境科学与工程学院博士后李亚泰为该论文第一作者,刘颖君研究员为通讯作者。合作者包括北京建筑大学王立鑫团队、Aerosol Dynamics与Aerodyne Research公司技术团队。该工作获得国家自然科学基金委 (22076004) 和环境模拟与污染控制联合重点实验室项目 (19Y03ESPCP) 的支持。

空气中半挥发性有机物浓度及相应环境参数的时间序列。从上到下依次为示踪物浓度(对应的通风速率标在右侧),温度,两类邻苯二甲酸酯浓度,两类有机硅氧烷浓度,两类烷烃浓度。标黄的部分对应空调关闭但窗户依然关闭时期,标灰部分对应开窗时期。


论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107305


来源:刘颖君课题组


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