由于日常的化学产品，你家里的空气可能比外面的污染更严重

　　当你走过一片松林时，你首先注意到的是清新的气味 。

　　但普渡大学的工程师们在一系列研究中发现 ，在化学产品的帮助下
，将松树的气味或其他气味带入室内——是的，空气清新剂 、蜡融化剂
、地板清洁剂、除臭剂等——会迅速使空气中充满纳米级颗粒 ，这些颗粒小到足以深入你的肺部
。

　　当香水与臭氧相互作用时
，这些纳米颗粒就形成了，臭氧通过通风系统进入建筑物 ，引发化学转化
，产生新的空气污染物。

　　普渡大学莱尔斯土木与建筑工程学院助理教授努斯拉特·容（Nusrat Jung）说：“森林是一个原始的环境，但如果你使用充满化学气味的清洁和芳香疗法产品来在家里重建森林 ，实际上是在制造大量不应该吸入的室内空气污染 。 ”

　　只有几纳米大小的纳米颗粒就能深入呼吸系统并扩散到其他器官
。荣格和他的同事 、土木工程教授布兰登·布尔（Brandon Boor）是第一个在室内研究纳米尺度的空气颗粒形成，并将其与室外大气过程进行比较的人。

　　“为了了解空气中的颗粒是如何在室内形成的
，你需要测量最小的纳米颗粒——小到一纳米 。在这个尺度上，我们可以观察到新粒子形成的最初阶段 ，在这个阶段
，香料与臭氧反应形成微小的分子簇
。然后，这些集群在我们周围的空气中迅速进化
、成长和转变 ，
”布尔说
，他是普渡大学土木工程副教授玛杰里·e·霍夫曼博士。

　　在一个“小房子实验室”——一个专门用于室内空气质量研究的住宅实验室空间——Jung和Boor正在使用最新的工业开发的空气质量仪器来跟踪家用产品如何释放容易蒸发的化学物质，称为挥发性化学物质 ，并在空气中产生最小的纳米颗粒 。

　　这个小房子被称为普渡大学零能耗设计指导工程师（zEDGE）实验室
，它拥有典型家庭的所有特征，但配备了传感器 ，用于密切监测日常活动对家庭空气质量的影响。Jung领导了该实验室的设计
，该实验室于2020年建成，是同类实验室中的第一个
。

　　有了这种前所未有的细节和准确性 ，荣格和布尔的发现表明，许多在室内使用的日常家用产品可能不像以前认为的那样安全。

　　尽管吸入这些产品中的挥发性化学物质对健康的影响尚不清楚
，但两人反复发现，当香水被释放到室内时 ，它们会迅速与臭氧反应
，形成纳米颗粒 。这些新形成的纳米颗粒尤其令人担忧，因为它们可以达到非常高的浓度 ，可能对呼吸系统健康构成威胁
。

　　荣格和布尔认为
，这些发现强调了对气味浓重的化学产品引发的室内纳米颗粒形成进行进一步研究的必要性。

　　荣格说：“我们的研究表明，芳香产品不仅仅是令人愉悦的气味的被动来源——它们积极地改变室内空气的化学成分 ，导致纳米颗粒的形成
，其浓度可能对健康产生重大影响 。 ”“这些过程应该在建筑及其暖通空调系统的设计和运行中考虑，以减少我们的暴露
。
”

　　化学产品产生的宜人气味会污染你家里的空气

　　在最近发表的一篇论文中 ，这对夫妇发现
，气味蜡融化后，通常被宣传为无毒的 ，因为它们是无烟的，实际上对室内空气的污染至少和蜡烛一样多。

　　蜡融化后
，其他有香味的产品会释放出萜烯，这是一种产生香味的化合物 。由于熔化的蜡含有比许多蜡烛更高浓度的香薰油 ，它们向室内空气中释放出更多的萜烯
。

　　正是这些产品中的萜烯与臭氧迅速反应
，引发了大量纳米颗粒的形成。事实上，尽管没有燃烧 ，但蜡所产生的纳米颗粒所能融化的东西可以与蜡烛相媲美 。这些发现强调了研究纳米级颗粒的非燃烧来源的必要性
，例如芳香化学产品
。荣格和布尔在另一项研究中发现，精油扩散剂、消毒剂 、空气清新剂和其他香味喷雾剂也会产生大量纳米级颗粒。

　　但造成室内纳米颗粒污染的不仅仅是有香味的产品：布尔领导的一项研究发现 ，在煤气灶上做饭也会释放出大量的纳米颗粒 。

　　仅仅一公斤的烹饪燃料就会释放出10万亿个小于3纳米的颗粒
，这相当于甚至超过了内燃机汽车的排放量。按照这个速度，你在室内用煤气炉做饭时吸入的亚3纳米颗粒可能是你站在繁忙街道上从汽车尾气中吸入的10-100倍
。

　　尽管如此 ，在产生小于3纳米的纳米颗粒（称为纳米簇气溶胶）方面
，有香味的化学产品与燃气灶和汽车发动机相当，甚至超过了它们。在接触香味产品的短短20分钟内 ，就会有1000亿到10万亿的这些颗粒沉积在你的呼吸系统中 。

　　未来的工作唯一的同类实验室

　　为了继续了解更多关于室内化学排放和纳米颗粒形成的知识，Jung和Boor正在与行业合作伙伴合作
，在普渡大学的小房子实验室测试新的空气质量测量仪器，然后再将其投放市场
。许多公司都被吸引到这个实验室 ，因为它比通常用于室内空气质量研究和开发新产品的室内环境更真实。

　　荣格说：“当公司看到普渡大学的顶级研究成果时
，他们都希望成为其中的一员 。“如果他们有一个创新的产品，他们希望专家把它推向极限
。”

　　其中一种仪器是由DURAG集团旗下的格林气溶胶技术公司开发的粒径放大扫描迁移率粒径仪（PSMPS）。有了这个尖端的仪器 ，Jung和Boor可以在纳米颗粒开始形成时就测量到一纳米大小的纳米颗粒 。

　　有了一种收集室内新颗粒形成和生长速度的高分辨率数据的方法
，这对搭档就可以发表比较室内和室外大气环境之间纳米级颗粒排放的突破性研究
。由于室内空气质量在很大程度上不受监管，对室外空气的研究也较少 ，因此这些比较对于了解污染物暴露和改善室内环境非常重要。

　　荣格和布尔还利用小房子实验室研究了一系列其他日常家庭活动如何影响家庭空气质量
，比如护发程序 。荣格和她的学生发现，有几种化学物质 ，尤其是环挥发性甲基硅氧烷——在护发产品中无处不在——在使用期间和使用后会以惊人的数量残留在空气中
。在家里一次护发过程中
，一个人可以累计吸入1-17毫克的这些化学物质。

　　毒理学家需要在这些研究的基础上，找出在室内吸入挥发性化学物质和纳米级颗粒的复杂混合物到底有多有害 。随着研究的继续 ，荣格和布尔也希望他们的发现能改善室内空气质量的监测
、控制和调节方式。

　　布尔说：“在我们生活和工作的建筑的设计和管理中，室内空气质量经常被忽视
，但它每天都对我们的健康有直接的影响
。 ”“利用来自小房子实验室的数据，我们的目标是弥合这一差距——将基础研究转化为现实世界的解决方案 ，为每个人提供更健康的室内环境。
”