人体呼吸产生可挥发性有机化合物的基础研究

In the field of indoor air quality, the study of volatile organic compounds (VOCs) in human exhaled breath will contribute to the knowledge of pollutant sources and pollution control in crowded environment. Current related research is mainly focused on medical and environmental exposure. There is limitation in the application fields, database and theories. The goal of this study is to systematicaly investigate human breath as potential indoor pollutant sources, develop and optimize the sampling device, and conduct qualitative and semi-quantitative analyses by gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS). The directions for the research are listed below. 1. Collect a large number of samples, and summarize the influencing factors such as age, gender, smoking habit to create a database. And examine the interactions between the VOCs in the environment and human breath. 2. Analyze the chemical-markers in human exhaled breath. 3. Analyze and model the effect of VOCs in human exhaled breath to indoor air quality, and provide fundamental information for the effective ventilation system design in built environments.

人体是高密度室内环境如会议室、礼堂、体育馆和飞机、高铁等公共交通工具的重要污染物散发源，人体呼吸产生挥发性有机化合物（VOCs）的研究是解决高密度室内环境问题的基础性工作。目前的研究大多针对医学领域以及环境暴露水平监测领域，尚存领域的局限、数据库的局限以及理论的局限。因此，本项目旨在室内空气品质领域研究人体呼吸散发VOCs的规律，对呼吸采样的装置进行开发与优化，利用气相色谱-质谱（GC/MS）技术进行定性和定量的分析。研究的努力方向致力于：1. 对大量样本进行采样，总结归纳例如年龄、性别、吸烟习惯等因素对呼吸散发VOC的影响，同时定量分析呼吸与环境的相互作用、探讨呼吸VOC的源汇特征；2. 分析人体呼吸的化学标志物，建立适用于各个领域呼吸散发污染物的数据库；3. 分析呼吸作为污染源对室内环境的影响，并为人工环境的合理通风设计提供参考依据。

人体是高密度室内环境如会议室、礼堂、体育馆和飞机、高铁等公共交通工具的重要污染物散发源，因此人体呼吸产生挥发性有机化合物（VOCs）的研究是解决高密度室内环境问题的基础性工作。本研究完成了以下工作： .1.开发出了便携性好、准确性强、灵敏度高的采样装置，确定了 “使用 Tedlar 袋作为储存容器，使用 Tenax-TA 采样管来吸附，用 GC-MS 作为分析方法”的呼吸散发采样方法。.2.使用改进后的呼吸采样方案对人呼出的 VOC 进行采样，分析从 117 名健康受试者采集的呼吸样品。计算受试者呼出气中检测到的 VOC 的浓度和散发率。对不同性别、年龄和吸烟习惯的散发进行了统计比较。单变量分析的结果表明，这三个因素可能显著影响部分 VOC 的呼吸散发。通常，男性、主动/被动吸烟与衰老会导致呼出更高浓度的 VOC。.3.通过推导认为外源性 VOC 的呼出浓度与代谢率无关，ERbreath 与代谢率成正比；而对于内源性 VOC，参照负荷计算表，给出了不同场合、劳动状况下的人员呼吸散发表，可用于估计人员呼吸对室内环境的影响。.4.总结人体散发产生VOC的相关机理，人体散发VOC分为内源性、外源性以及微生物VOC三大类不同种类的VOC散发。.5.对于皮肤测试，建立了基于8m3 环境舱的整人皮肤散发受控VOC测试方法，并首次在受控的实验条件下定量研究整人散发 VOC 的研究。.6.进一步提出人是 VOC 的污染汇，给出了污染物被人体吸收的直接证据。