在我們周圍的空氣中,有所有種類的汙染物。在戶外,這些汙染物能夠藉由降雨以及氧化反應而被洗掉,所述氧化是發生在來自太陽的紫外線與臭氧及水蒸氣反應之後。那麼,室內會發生什麼事呢?

人造氧化場

如新研究顯示,在室內也有一些氧化反應發生當中:藉由羥基(hydroxyl,OH)自由基(壽命短的反應性物質,其工作就是用來氧化其他分子)所產生的化學清洗,會透過從外頭洩漏進來的臭氧、以及我們在自身周圍所創造的氧化場的結合而造成。

科學家們發現,在某些情境下,室內的 OH 自由基濃度與白天戶外 OH 自由基濃度是可相比擬的。也就是說,我們本身就是行走中、會呼吸的化學反應機器,這對室內空氣品質與人體健康都有所影響。

義大利大氣科學與氣候機構(Institute of Atmospheric Sciences and Climate,ISAC)的大氣化學家諾拉·札諾尼博士(Nora Zannoni):「我們的發現,也就是人類不僅只是反應性化學物質的來源而已,還有我們自身亦能夠轉換這些化學物質的事,對我們而言是非常令人驚訝的。」

實驗與結果

研究團隊對三個不同的四人小組,在特別控制氣候的房間內進行了實驗。在這些房間內,臭氧的濃度是與通常會在室內發現濃度的上端點相符。研究人員記錄了在有無臭氧存在之下、以及在人類進去房間前後,OH 的數值。

透過將電腦模擬的流體動力學模型、以及實際量測空氣(一部分涉及了質譜法技術)兩者做結合,結果變得很清楚,那就是 OH 自由基大量地出現在人類周圍,而且還在人類周圍形成。

科學家們發現到,當臭氧與我們皮膚上的油與脂肪-特別是在未飽和的三萜角鯊烯(triterpene squalene)化合物上反應時,我們個人的氧化場會被建立起來。這種三萜角鯊烯化合物佔了保護皮膚與讓皮膚柔軟的脂質的 10%。

札諾尼博士說:「氧化場的強度與形狀決定於存在有多少臭氧、它在哪裡滲透、以及室內空間的通風是如何被配置的。」

一般認為,我們會花所有時間的 90% 在室內。而上述的發現,對於確保在那些時間之下,我們能盡可能地吸入越乾淨且越健康的空氣而言,具有重要的影響。這得歸功於新冠病毒的大流行,讓我們現在都敏銳地意識到了這一點。

未來研究

雖然我們一直都知道氧化過程會發生在室內,但似乎在某些狀況下,由人類所產生的反應才是主要的。了解這些過程是很重要的,不僅是在孤立狀態下的過程、還是與可能從建築材料、家具和香味產品所產生的其他室內化學物質有關的過程。這是因為化學反應可能會製造呼吸道刺激物、還有移除汙染物。

仍然還有很多的研究必須做。比方說,科學家們勤於了解濕度程度會如何影響反應;以及當房間中越來越多人時,可能會如何改變狀況。還有,人類所產生的氧化場甚至有可能會影響我們對氣味的察覺。

德國馬克斯普朗克化學研究所(Max Planck Institute for Chemistry)的大氣化學家強納森·威廉斯博士(Jonathan Williams)說:「我們必須要重新思考佔滿空間中的室內化學,因為我們所創造的氧化場,會改變我們附近的許多化學物質。」

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參考資料:

  1. Nield, D., (2022, September 7). Humans Generate an ‘Oxidation Field’, And It Changes the Air Chemistry Around Us. ScienceAlert
  2. Zannoni, N. et al., (2022, September 1). The human oxidation field. Science. DOI: 10.1126/science.abn0340
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/humans-generate-an-oxidation-field-and-it-changes-the-air-chemistry-around-us(圖:Zannoni et al., Science, 2022)
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