人们产生自己的氧化场并改变他们周围的室内空气化学

但这些化学物质又是如何消失的呢?在室外的大气中，这在一定程度上是自然发生的，下雨时，通过化学氧化。羟基自由基主要负责这种化学清洗。这些非常活泼的分子也被称为大气的清洁剂，它们主要是在太阳紫外线与臭氧和水蒸气相互作用时形成的。

另一方面，在室内，空气受到阳光直射和雨水的影响当然要小得多。由于紫外线在很大程度上是被玻璃窗过滤掉的，因此人们通常认为室内OH自由基的浓度比室外低得多，而从室外漏进来的臭氧是室内空气中化学污染物的主要氧化剂。

OH自由基是由臭氧和皮肤油脂形成的

然而，现在已经发现，仅仅由于人和臭氧的存在，室内就可以产生高水平的OH自由基。由马克斯·普朗克化学研究所领导的一个团队与来自美国和丹麦的研究人员合作证明了这一点。

“我们人类不仅是活性化学物质的来源，而且我们还能够自己转化这些化学物质，这一发现让我们非常惊讶，”诺拉·扎诺尼(Nora Zannoni)说，她是发表在研究杂志《科学》上的这项研究的第一作者，现在在意大利博洛尼亚的大气科学与气候研究所工作。乔纳森·威廉姆斯团队的科学家补充说:“氧化场的强度和形状由臭氧的含量、渗入的位置以及室内空间的通风方式决定。”科学家们发现的OH浓度水平甚至可以与白天室外的OH浓度水平相媲美。

氧化场是由臭氧与皮肤上的油脂反应产生的，尤其是不饱和的三萜角鲨烯，它占皮肤脂类的10%左右，保护我们的皮肤，保持皮肤柔软。该反应释放出大量含有双键的气相化学物质，这些化学物质在空气中与臭氧进一步反应，产生大量的OH自由基。这些角鲨烯降解产物分别用质子转移反应质谱和快速气相色谱-质谱系统进行了表征和定量。此外，同时测定了OH的总反应性，使OH水平可以根据经验进行量化。

这些实验在哥本哈根的丹麦技术大学(DTU)进行。四名测试对象在标准化条件下待在一个特殊的气候控制室中。在室内空气流入中加入臭氧的量对人体无害，但代表室内较高的水平。研究小组测定了志愿者在有臭氧和没有臭氧的情况下，在入住前和入住期间的OH值。

为了了解实验过程中人类产生的OH场在空间和时间上的样子，来自加州大学欧文分校的详细多相化学动力学模型的结果与来自宾夕法尼亚州立大学的计算流体动力学模型的结果相结合，两者都位于美国。在根据实验结果验证了模型后，建模团队研究了在不同的通风和臭氧条件下，人类产生的OH场是如何变化的，超出了在实验室测试的条件。结果表明，OH自由基存在，且含量丰富，形成了较强的空间梯度。

加州大学欧文分校教授Manabu Shiraiwa领导了这项新工作的建模部分，他说:“我们的建模团队是第一个，也是目前唯一一个可以将皮肤和室内空气之间的化学过程从分子尺度到房间尺度整合起来的团队。”“该模型对测量结果有意义——为什么OH是由与皮肤的反应产生的。”

Shiraiwa补充说，还有一些悬而未决的问题，比如湿度水平如何影响研究小组追踪的反应。“我认为这项研究为室内空气研究开辟了一条新的途径，”他说。

适应家具和建筑材料的测试方法

“我们需要重新思考占用空间的室内化学，因为我们创造的氧化场将改变我们附近的许多化学物质。OH可以氧化比臭氧更多的物种，直接在我们的呼吸区产生大量的产品，对健康的影响尚不清楚。”这个氧化场也会影响我们发出和接收的化学信号，”项目负责人乔纳森·威廉姆斯说，“这可能有助于解释最近的发现，我们的嗅觉通常对与OH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在被批准销售之前都在单独测试。然而，大气化学家威廉姆斯说，在人和臭氧在场的情况下进行测试是明智的。这是因为氧化过程会导致呼吸道刺激物的产生，如4-氧戊醛(4-OPA)和其他OH自由基生成的含氧物种，以及呼吸道附近的小颗粒。这些药物会产生不良影响，特别是对儿童和体弱者。

这些发现是ICHEAR(室内人类化学排放和反应项目)项目的一部分，该项目汇集了来自丹麦(DTU)、美国(罗格斯大学)和德国(MPI)的一组国际合作科学家。该模型是基于加州大学欧文分校和宾夕法尼亚州立大学的MOCCIE项目的一部分。这两个项目都是由a·p·斯隆基金会资助的。