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室内亚硝酸污染综述:测量技术、污染特征、来源与汇

期刊:Science of the Total EnvironmentDOI:10.1016/j.scitotenv.2024.171100

本文是一篇关于室内亚硝酸(HONO)污染的综述文章,发表于《Science of the Total Environment》期刊,2024年2月20日在线发表。文章的主要作者包括Chang Liu、Linlin Liang、Wanyun Xu和Qingxin Ma,分别来自中国气象科学研究院和中国科学院生态环境研究中心。文章系统地回顾了室内HONO污染的测量技术、污染特征、来源和汇,并探讨了其对环境和健康的影响。

1. 研究背景

室内空气质量对人类健康和福祉至关重要。亚硝酸(HONO)作为一种新兴的室内污染物,其室内浓度通常高于室外,范围从几ppb到几十ppb。HONO不仅具有呼吸毒性和致突变性,还能通过紫外光解产生羟基自由基(OH•),进而引发一系列光化学氧化反应,导致室内空气污染加剧。HONO的积累主要来自燃烧源(如烹饪)的直接排放,以及NOx在室内表面增强的异相反应。白天,HONO的主要汇是光解生成OH•和NO,而夜间则通过吸附或反应在室内表面以及扩散到室外大气中损失。

2. 室内HONO的测量技术

文章详细回顾了HONO的测量技术,包括早期的紫外-可见差分吸收光谱(DOAS)和碳酸盐去湿器技术,以及近年来的光学光谱法和质谱法。这些技术在灵敏度、选择性和时间分辨率上各有优劣,适用于不同的室内环境。特别是长路径吸收光度计(LOPAP)和基于水的长路径吸收光度计(WLOPAP)因其高灵敏度和实时测量能力,成为室内HONO测量的重要工具。

3. 室内HONO的污染水平和特征

文章总结了全球范围内的室内HONO测量数据,发现室内HONO浓度通常在ppb级别,且住宅中的浓度显著高于公共场所。燃烧源(如燃气灶、取暖设备)是室内HONO的主要来源,尤其是在冬季,由于取暖设备的使用和通风减少,HONO浓度显著升高。此外,人类活动(如烹饪、吸烟)也会显著影响室内HONO的浓度。

4. 室内HONO的来源和汇

HONO的来源包括燃烧源的直接排放和NOx在室内表面的异相反应。异相反应在室内环境中显著增强,因为室内表面与体积比(S/V)远高于大气环境。HONO的汇主要包括光解反应、在室内表面的吸附和反应,以及扩散到室外大气中。光解反应是HONO在白天的主要损失途径,而夜间则主要通过吸附和反应在室内表面损失。

5. 未来研究方向

文章指出,尽管对室内HONO污染的研究已取得一定进展,但仍有许多问题亟待解决。未来的研究应扩展到发展中国家和农村地区,特别是那些依赖污染燃料的地区。此外,实验室实验应进一步验证HONO的来源和转化机制,特别是燃烧条件和异相反应的影响。模型模拟应结合室内环境的独特性,准确描述污染物的来源和汇,以改进室内空气化学模型。

6. 结论

HONO作为一种重要的室内污染物,对人类健康和室内空气质量具有重要影响。文章通过综述室内HONO的测量技术、污染特征、来源和汇,为未来的研究提供了方向。未来的研究应结合实地测量、实验室实验和模型模拟,以全面理解HONO在室内环境中的行为,并制定有效的污染控制策略。

文章亮点

  • 系统回顾了室内HONO污染的测量技术、污染特征、来源和汇。
  • 强调了燃烧源和异相反应在室内HONO积累中的重要作用。
  • 提出了未来研究的方向,特别是对发展中国家和农村地区的关注。
  • 强调了结合实地测量、实验室实验和模型模拟的重要性,以全面理解HONO的室内行为。

这篇文章为室内空气化学、建筑环境和人类暴露于室内污染物的研究提供了重要的参考。

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