我们每个人都是一台空气净化器？

有调查数据显示，对多数人来说，90% 左右的时间都是在室内度过的，比如家里、工作场所或者交通工具上。在这些封闭的空间里，人们会接触到各种来源的大量化学物质，包括渗透进室内的室外污染物、建筑材料和家具排放的气体，还有我们在进行烹饪和清洁等生活活动时造成的产物。

此外，很容易令人忽视的一点是，我们自身就是强大的化学物质移动排放源，这些物质会通过我们的呼吸和皮肤进入室内的空气。

但是，这些化学物质是如何再次消失的？

在室外的大气中，这在一定程度上是自然发生的，比如下雨时通过化学氧化作用。这种化学清洗主要由羟（OH）自由基负责，这些非常活跃的分子也因此被称为大气的洗涤剂，它们主要是在太阳的紫外线与臭氧和水蒸气相互作用时形成的。

相反的是，在室内，空气受到阳光直射和雨水的影响要小得多。由于大部分紫外线都被玻璃窗过滤掉了，所以通常我们认为，室内的羟自由基浓度大大低于室外，从室外渗进的臭氧是室内空气中化学污染物的主要氧化剂。

然而，现在一项新的研究发现，只要有人和臭氧存在，室内也能产生高水平的羟自由基。这也让我们重新认识了室内空气的化学，和人与环境之间的相互作用。论文已发表在《科学》上。

臭氧和皮肤油脂的反应

在实验中，4 个测试对象在标准化的条件下，待在一个特殊的气候控制室里。研究人员在控制室的空气流入中添加了一定量的臭氧，被添加的量对人体无害，但同时代表了较高的室内水平。

研究人员在有臭氧和无臭氧的情况下，测量了志愿者在进入前和进入期间的羟基水平。

气候控制室中志愿者正参与实验。（图／Mikal Schlosser, TU Denmark）

他们惊讶地发现，我们人类不仅是活性化学物质的来源，还能够自己转化这些化学物质。

氧化场是由臭氧与我们皮肤上的油脂反应产生的，特别是不饱和三萜角鲨烯。不饱和三萜角鲨烯是一种可以保护我们的皮肤，使其保持柔软的油脂，约 10% 的皮肤脂质由它构成。这种反应释放出大量含有双键的气相化学物质，它们在空气中与臭氧进一步反应，产生大量的羟自由基。

研究团队用质子转移反应质谱仪和气相色谱 - 质谱联用仪系统，对这些角鲨烯降解产物进行了单独定性和定量分析。此外，团队还同时测定了总羟基反应性来量化羟基水平。

氧化场的强度和形状取决于臭氧的多少、它渗入的位置，以及室内空间的通风情况。他们发现，水平甚至可以与白天室外的 OH 浓度水平相当。

为了了解实验期间人类产生的羟基场在空间和时间上的情况，团队将一个详细的多相化学动力学模型的结果与一个计算流体动力学模型相结合。

在一个典型的室内场景中，人们围坐在桌前，人体周围羟基反应性和羟基浓度的模拟结果。（图／UC Irvine）

利用实验结果对模型进行验证后，团队研究了人类产生的羟基场在不同的通风和臭氧水平的条件下是如何变化的。结果表明，羟自由基不仅存在，含量丰富，并且形成了一种明显的空间梯度。

调整家具和建材的测试方法

研究人员补充道，仍有一些尚未解答的问题，比如湿度水平对团队追踪的反应的影响方式。但他们认为，这项研究为室内空气研究开辟了一条新途径。

我们需要重新思考被使用的空间的室内化学，因为人带来的氧化场可能会改变我们周围的许多化学物质。羟基可以氧化许多分子物种，直接在我们的呼吸区产生大量产物，而它们对健康的影响可能尚不清楚。

这种氧化场还会影响我们发出和接收的化学信号，并可能有助于解释其他一些发现，比如，为什么我们的嗅觉通常对那些与羟基反应更快的分子更敏感。

这项新发现对我们的健康也有影响。目前，许多材料和家具的化学排放都会在被批准销售之前进行单独测试。

一些科学家建议，更多测试可以在人和臭氧存在的情况下进行。这是因为氧化过程会导致刺激呼吸道的物质产生，比如 4- 氧代戊醛（4-OPA）和其他羟自由基产生的含氧物种，还有呼吸道附近的小型颗粒。这些都有可能带来不利的影响，特别是对儿童和特殊人群。