芳香产品和烹饪会在室内产生有害的纳米级污染物，对健康构成潜在威胁。普渡大学的研究人员强调，人们需要提高空气质量意识，加强相关法规的制定。

当你漫步于松林时，首先会注意到的是它清新宜人的气息。

然而，根据普渡大学工程师的一系列研究，使用空气清新剂、蜡制融香剂、地板清洁剂和除臭剂等化学产品将松树的香味（或其他香味）带入室内，会使空气中迅速充满纳米级颗粒，这些颗粒足够小，能够深入肺部。

当香料与通过通风系统进入室内的臭氧发生相互作用时，会发生化学反应，生成新的空气污染物，从而形成这些纳米粒子。

普渡大学莱尔斯土木与建筑工程学院的助理教授努斯拉特·琼说：“森林是原始的自然环境，但如果你使用充满化学香味的清洁和香薰产品，在家里营造出森林的氛围，那么你实际上是在制造大量的室内空气污染，而你不应该呼吸这种空气。”

仅几纳米大小的纳米颗粒能深入呼吸系统并扩散到其他器官。丛峥和土木工程专业教授布兰登·布尔是首批研究室内纳米级气溶胶颗粒形成情况并将其与室外大气过程进行比较的研究人员。

“为了了解室内气溶胶粒子的形成过程，你需要测量最小的纳米粒子——小到单个纳米级别。在这个尺度下，我们能够观察到新粒子形成的最初阶段，即香料与臭氧发生反应形成微小的分子团簇。然后，这些团簇会迅速发展，在我们周围的空气中生长和转化，”布尔说道。布尔是普渡大学土木工程的霍夫曼副教授（Margery E. Hoffman Associate Professor）。

在“微型房屋实验室”（一个专门用于室内空气质量研究的住宅实验室）中，容格和布尔正在使用行业最新开发的空气质量仪器来追踪家用产品如何释放容易挥发的化学物质（称为挥发性化学物质），并产生最小的空气传播纳米颗粒。

该小屋名为普渡大学工程师零能耗设计指南（zEDGE）实验室，具备普通住宅的所有功能，但装有传感器，可密切监测日常活动对室内空气质量的影响。该实验室由容（Jung）负责设计，于2020年建成，属同类实验室中的首个。

凭借这种前所未有的精确度和详细程度，容格和布尔有了新发现，表明室内使用的许多日常家居用品可能并不像人们之前认为的那么安全。

尽管目前尚无法确定从这些产品中吸入挥发性化学物质会对健康产生何种影响，但二人已反复发现，当室内散发香气时，香气会迅速与臭氧发生反应，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，可能对呼吸健康构成潜在风险。

容格和布尔认为，这些发现凸显出有必要对由香味浓重的化学产品所引发的室内纳米颗粒形成现象做进一步研究。

“我们的研究表明，有香味的产品不仅仅是产生宜人香味的被动来源——它们还会积极改变室内空气的化学成分，导致纳米颗粒的浓度达到一定水平，可能对健康产生重大影响，”容（Jung）说。“在设计和运行建筑及其暖通空调系统时，应考虑这些过程，以减少我们的暴露。”

化学产品散发出的宜人香气会造成室内空气污染

在最近发表的一篇论文中，两人发现，通常被宣传为无毒的香薰蜡烛（因为它们无明火），实际上对室内空气的污染程度不亚于普通蜡烛。

香薰蜡烛和其他香薰产品会释放萜烯，而萜烯正是产生香味的化合物。由于香薰蜡烛比许多普通蜡烛含有更高浓度的香精油，因此它们会向室内空气中释放更多的萜烯。

正是这些产品中的萜烯与臭氧迅速反应，导致纳米颗粒大量形成。事实上，尽管没有燃烧过程，香薰蜡烛融化产生的纳米颗粒污染程度与普通蜡烛不相上下。这些发现强调了研究非燃烧来源的纳米颗粒（如加香化学品）的必要性。在另一项研究中，荣格和布尔发现，精油扩散器、消毒剂、空气清新剂和其他芳香喷雾剂也会产生大量纳米颗粒。

但是，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，使用煤气灶烹饪也会排放大量纳米颗粒。

仅1千克烹饪燃料就能排放出10万亿个3纳米以下的颗粒物，其排放量与内燃机汽车相当，甚至超过后者。按照这个速率，在室内使用燃气灶烹饪时，你吸入的3纳米以下颗粒物的量，可能是站在繁忙街道上吸入汽车尾气中该类颗粒物量的10到100倍。

即便如此，在生成小于3纳米的纳米颗粒（称为纳米团簇气溶胶）方面，有香味的化学品与燃气灶和汽车发动机不相上下，甚至更胜一筹。在接触有香味产品短短20分钟内，这些颗粒中的1000亿至10万亿个可能沉积在您的呼吸系统中。

该类唯一实验室的未来工作

为了继续深入了解室内的化学物质排放和纳米颗粒形成，容格和布尔正与业界合作伙伴合作，在普渡大学的微型房屋实验室中测试新的空气质量测量仪器，然后再将其投放市场。各家公司都被这个实验室所吸引，因为与通常用于室内空气质量研究和开发新产品的环境舱相比，该实验室的设置更具现实性。

“当企业看到普渡大学（Purdue）产出了一流的研究成果时，他们就想参与其中，”荣格（Jung）说，“如果他们有创新产品，他们希望专家能将产品性能推向极致。”

其中一种仪器是由 DURAG GROUP 旗下的 GRIMM AEROSOL TECHNIK 公司开发的粒径放大器——扫描迁移率粒径谱仪 (PSMPS)。凭借这一尖端仪器，荣格和布尔能够在纳米颗粒刚开始形成时就对其进行测量，这些颗粒小至仅有一个纳米。

两人找到了一种方法，可以收集有关室内新粒子形成和增长速率的高分辨率数据，这使他们能够发表突破性研究成果，比较室内和室外大气环境中纳米级颗粒物的排放。由于室内空气质量在很大程度上不受监管，且研究较少，与室外空气相比，这些对比对于了解污染物暴露情况和改善室内环境具有重要意义。

荣（Jung）和布尔（Boor）还利用这间小屋实验室来研究其他一系列日常家庭活动如何影响室内空气质量，比如日常护发活动。荣和她的学生发现，多种化学物质，尤其是护发产品中无处不在的环状挥发性甲基硅氧烷，在使用期间和之后会以惊人的数量滞留在空气中。一个人在家进行一次护发活动，就会吸入累计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进一步探索，以确定在室内吸入挥发性化学物质和纳米颗粒的复杂混合物究竟会造成多大的危害。随着研究的继续，容格和布尔也希望他们的研究成果能够改善室内空气质量的监测、控制和监管方式。

“我们居住和工作的建筑物的设计和管理往往忽视了室内空气质量，然而它对我们的健康有着直接且日常的影响，”布尔说道。“凭借小房子实验室的数据，我们旨在填补这一空白——将基础研究转化为现实世界中的解决方案，为每个人创造更健康的室内环境。”

参考文献：《无焰蜡烛并非无污染：香薰蜡作为大气纳米颗粒的重要来源》，作者：萨迪亚·S·帕特拉、景林·姜、江辉·刘、格尔哈德·施泰纳、努斯拉特·荣、布兰登·E·布尔，发表于2025年2月3日，《环境科学与技术快报》。数字对象唯一标识符：10.1021/acs.estlett.4c00986

《采用质子转移反应飞行时间质谱（PTR-TOF-MS）技术实时评估住宅建筑中使用香薰蜡产品时的萜烯排放与暴露情况》，作者：刘江辉、姜静琳、丁晓苏、萨蒂亚·S·帕特拉、乔丹·N·克罗斯、黄春旭、维奈·库马尔、佩奇·普莱斯、艾米丽·K·赖迪、安东尼奥斯·塔索格鲁、海因茨·胡贝尔、菲利普·S·史蒂文斯、布兰登·E·布尔和努斯拉特·容格，发表于2024年2月16日《建筑与环境》期刊。 DOI：10.1016/j.buildenv.2024.111314

《住宅建筑中使用挥发性芳香化学品期间室内大气中纳米团簇气溶胶的快速成核与增长》，作者：萨蒂亚·S·帕特拉、刘江辉、姜静琳、丁晓苏、黄春旭、康纳·基奇、格尔哈德·施泰纳、菲利普·S·史蒂文斯、努斯拉特·容格与布兰登·E·布尔，发表于2024年9月24日，《美国化学学会环境科学与技术：空气》（ACS ES&T Air）。 DOI：10.1021/acsestair.4c00118

容（Jung）和布尔（Boor）的空气质量研究主要由美国国家科学基金会、美国环境保护局和阿尔弗雷德·P·斯隆基金会室内环境化学项目资助。