室内半挥发性有机物污染控制中的关键工程热物理问题研究

研究表明：室内半挥发性有机物(SVOC)对人体健康会造成严重、跨代危害。我国多种SVOC产量和消费量世界第一，人们面临的健康风险比发达国家更高。本课题拟研究室内环境SVOC暴露水平及其健康风险；SVOC源散发机理和特性；室内环境SVOC传输特性和规律；SVOC在生物体内传递途径、致病机理和阈值；室内SVOC污染优化控制原理和方法。采用微、介观观测和分析方法，将室内SVOC传质机理的认识从宏观、被动层次提高到微、介观和主动控制层次；将传质学中的精确描述方法引入分子毒理学的定性分析中，实现污染物从暴露点到病变器官传递和生化反应过程的定量描述，藉此确定SVOC致病阈值。拟解决的问题为室内SVOC污染控制中的关键工程热物理问题（部分与生命医学领域的毒理学交叉）。这些问题的解决，对丰富工程热物理学科中传质学的内涵、拓展其向生命医学领域的外延，改善我国室内空气质量、保障人们健康具有重要意义。

室内空气中的半挥发性有机物（SVOC）污染控制是国际室内空气领域研究前沿。我国多种SVOC产量和消费量世界第一，人们面临的健康风险比发达国家更高。室内环境SVOC暴露与健康风险控制的关键科学问题涉及工程热物理及其和生命科学交叉领域，主要聚焦在：SVOC源汇特性的测定方法和影响机理，暴露途径及其贡献率的确定，致病机理和健康风险评估，以及综合控制原理和方法。本项目组在国家自然科学基金重点项目资助下，对此深入研究，完成了预定研究任务，并超额完成了各项考核指标：发表56篇SCI国际期刊论文（计划书要求SCI论文25篇以上），包括Int. J. Heat Mass Tran.（影响因子2.86）、Environ. Health Persp.（影响因子8.44）、Appl. Catal.（影响因子8.33）、Environ. Sci. Technol.（影响因子5.39）和Indoor Air（影响因子4.33）等传热传质、（室内）环境和毒理学领域国际顶级期刊；申报发明专利5项（计划书要求3项以上），2项已获授权；毕业博士9名、硕士16名（计划书要求培养研究生10-15名）。此外项目负责人张寅平和子课题负责人陈群分别成功申请创新群体和优青项目。主要成果为：1）研发了系列准确、便捷测定室内SVOC源、汇特性参数的方法，包括测定源特性参数的SPME-密闭舱法、同时测定源汇特性参数的Cm-History法及测定汇特性参数的C-depth法，克服了现有方法时间长、误差大的缺陷，为测量大量室内材料的SVOC源汇特性参数提供了技术手段，并诠释了温度和含量对源特性参数的影响机理；2）建立了气相SVOC与颗粒物间的动态传质模型及室内SVOC多相、多途径暴露评估模型，通过实验发现SVOC皮肤暴露对总暴露的贡献率可达10%-30%，为准确预测室内SVOC各相浓度及评估室内SVOC人体暴露提供了模型和方法基础；3）采用分子毒理学方法，揭示了SVOC污染导致多种疾病的致病机理及剂量-效应关系；4）揭示了室内SVOC的传播机理，发展了室内SVOC污染优化控制原理和方法，评估了不同控制策略的效果。上述工作为控制室内SVOC污染、保障人们健康提供了科学依据和理论基础，对丰富工程热物理学科中传质学的内涵、拓展其向生命科学领域的外延具有重要意义。