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科研进展

INA: 学生办公环境中大气颗粒物组成、来源及变化特征

  城乡居民约80-90%的时间是在室内度过的。作为学生,我们每天也至少有8小时的时间在办公室中度过。因此,室内空气质量的好坏与我们的身体健康密切相关。为深入了解典型的学生办公环境中细颗粒物的演变规律,LAPC国家重点实验室利用飞行时间颗粒物化学组分在线监测仪(ToF-ACSM)对大气物理研究所铁塔分部一处学生办公室内的PM2.5浓度及化学组成进行了为时一个月的实时在线测量,分析了室内有机气溶胶的来源,同时进行了开关窗,加湿等控制实验研究了室内-室外空气交换机制、通风增强和潮湿对室内颗粒物水平的影响(图1)。

  研究发现,多数气溶胶物种的室内和室外日变化趋势是相似的(图2),表明室内的气溶胶主要来自于室内外交换。然而,室内和室外的气溶胶化学组成有较明显的差异。由于冬季室内温度明显高于室外,颗粒物从室外向室内传输的过程中,硝酸铵(NH4NO3)和化石燃料燃烧相关的有机气溶胶(FFOA)会经历蒸发损失和颗粒相-气相分配,低氧化的二次有机气溶胶(LO-OOA)可能会经历二次生成,而烹饪相关的有机气溶胶(COA)可能存在一些室内来源 (I/O>1)。即使在窗户打开的时候,室外的颗粒物浓度仍明显高于室内,表明短暂的开窗并不能进行彻底的室内外空气交换。相反,增强通风可能会导致室内PM的暴露增加,并且在室外的PM被清除后,室内这种增加的暴露仍然持续存在。
  室内清洁或者空气加湿器会导致室内湿度增加,而湿度增加可能会通过液相化学影响室内气溶胶的浓度和化学组成。我们研究结果表明,室内湿度升高会导致PM质量浓度尤其是有机物浓度的显著增加(图3),这可能与有机物中的吸湿性组分以及室内空气中的水溶性有机酸从气相到颗粒相的分配有关。
  该研究结果发表在Indoor Air上。
  Citation: Li, J., Xu, W., Li, Z., Duan, M., Ouyang, B., Zhou, S., Lei, L., He, Y., Sun, J., Wang, Z., Du, L., Sun, Y., Real-time Characterization of Aerosol Particle Composition, Sources in an Office and Influences of Increased Ventilation and Humidity, Indoor Air, https://doi.org/10.1111/ina.12838, 2021.
  文章链接:
图1. 颗粒物在室内的来源和演变。
图2. 无控制实验期间室内和室外PM2.5组分以及室内/室外比值的日变化。
图3. 加湿实验期间室内、室外PM2.5和有机组分的质量浓度及平均化学组成。
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