室内空气污染源解析：当前挑战与未来方向

第一作者/通讯作者：Dikaia Ε. Saraga

通讯单位：Atmospheric Chemistry & Innovative Technologies Laboratory, INRASTES, NCSR Demokritos, Aghia Paraskevi, Athens 15310, Greece

论文DOI：10.1016/J.SCITOTENV.2023.165744

成果简介

由于室内污染来源的多样性和高度可变性，室内空气污染的源解析(SA)具有挑战。近日，环境领域国际期刊Science of the Total Environment发表的题为“Source apportionment for indoor air pollution: Current challenges and future directions”的综述文章，回顾了目前使用的SA技术的相关信息，以及该领域的研究空白和局限性。

引言

过去二十年里，越来越多的科学证据表明，室内空气污染可能比室外严重得多。直接或间接来源都可能导致室内环境污染。考虑到人们大部分时间都在住宅、办公室或其他公共建筑中度过，人类的空气污染暴露主要发生在室内。然而，空气质量标准和指南主要是针对室外空气制定的。考虑到在不同室内微环境中的暴露时间较长，室内和室外空气污染对健康的影响非常相关，特别是在弱势群体中。因此，了解室内污染物的行为和来源，并将其与室外污染物区分开，对于健康风险评估、制定室内空气质量监管准则以及设计和实施旨在减少人类暴露于污染空气中的缓解战略都至关重要。源解析包括用于获取有关一个或多个源在特定时间内对特定区域的影响的信息的各种技术。室内污染物浓度水平，受室内和室外源以及影响其物理化学特性的物理参数（如：通风、光照、温度、相对湿度、室外条件等）的控制，在空间和时间尺度上与室外有显著不同。虽然主要的室内来源已经被确认，但仍需要了解室外产生的污染物穿透室内对室内污染物浓度的贡献，以及上述参数对SA的作用。本文对2009年1月至2022年12月期间有关室内空气SA研究的科学文献进行综述，以便对未来室内空气SA研究提供指导。

图文导读

1、统计概述

Fig. 1. a–c. Distribution of source apportionment studies (January 2009–December 2022) for indoor air by a) number of studies per country b) targeted pollutants c) SA method used.

根据地理位置，有47%的研究在亚洲进行，34%在欧洲，15%在美国、加拿大和南美洲，2%在非洲，2%在澳大利亚和新西兰。在室内环境方面，48%的研究在住宅建筑中进行，29%在学校和大学建筑中进行，11%在办公楼中进行。此外，2%的研究集中在养老院，2%的研究集中在餐馆和酒吧，1%的研究集中在医院。7%的研究考察了具有特殊特征的室内环境（酒店、游戏中心、工业设施、教堂和购物中心）。36%的研究包括在两个或两个以上的季节取样。48%的研究包括室内和室外测量，52%的研究只包括室内测量。

2、室内源解析方法

PMF、PCA和CMB用于64%的室内SA研究。CMB模型的优点是，不需要输入大量数据，例如，不需要在采样位置重复测量。此外，CMB输出不需要额外识别贡献源/影响因素。该模型求解了源贡献，同时明确地考虑了每个物质同时存在的室内和室外源。但缺乏特定来源的化学特征的变化限制了该模型的应用。利用PMF和PCA方法对室内SA的研究较为丰富。它们已被应用于PM和VOCs的来源分配。主要优点是不需要来源的特定化学特征，通过对受体处获得的化学数据集的多变量分析来识别相关来源。所有的观测结果都可以放入一个大模型中。缺乏非负性约束是PCA和CMB的重要限制。

3、目标污染物

室内SA研究中最常用的PM组分是细颗粒物PM2.5，其次是PM10、PM1和超细颗粒物(UFP)。很少有研究关注总悬浮颗粒(TSP)、室内表面沉降尘埃和可吸入的PM或PM4。超过20%的研究对VOC、羰基和醛类进行了室内SA。确定这些有机化合物的室内来源具有挑战性，因为其中许多物质在室内和室外环境中有多种来源，其强度可能因温度、相对湿度和其他因素而有所差异。

4、已知来源和贡献

在每个室内SA研究中确定的源数量在2到13之间。绝大多数研究强调了室外源的作用。鉴定来源的数量和类型在很大程度上取决于SA方法中用作示踪剂的化学物质的选择。SA文献中考虑的室内污染源可分为以下几种：建材和家具、室内燃烧、烹饪、再悬浮、清洁和消费品、室内产生的二次污染物以及其他产品和活动。大约三分之一的研究中，两个或两个以上的来源作为组合或混合来源呈现。

总结与展望

各项研究中室外环境对室内空气污染物浓度的影响差异很大。典型的室外源对室内水平有不同程度的影响，其贡献大小可能因当地条件以及所选的 SA 技术而有所不同。由于室内发生的物理化学过程，室外污染物的化学特征在进入室内环境时会发生变化。相反，室内 VOC 排放的影响越来越被认为是室外 VOC 浓度的重要影响因素。这项工作强调了室内空气污染SA的一些研究空白，包括室内空气质量监测和数据选择的优化，以及将室内空气物理化学过程纳入已经制定的SA方法中。