NH3是大氣中最重要的鹼性氣體,其在室內環境中的濃度往往顯著高於室外,而高濃度的NH3不僅對人體健康造成一定影響,也會貢獻室外大氣中的NH3濃度,但現時室內NH3的濃度、變化及其來源仍不清晰。為此,LAPC國家重點實驗室李峻瑤博士和孫業樂研究員在3個不同學生辦公室和1個地下健身房開展了室內NH3的觀測與分析,同時進行了開關窗、烹飪、清潔等控制實驗研究了室內NH3的源、匯及人類活動影響下NH3的動態變化過程(圖1)。
研究發現,不同季節、不同室內環境中NH3和CO2濃度的日變化規律相似,且與人的活動規律一致(圖2)。人的皮膚裸露程度、室內溫度、房屋建築材料和人類活動(人數變化、開關窗、做飯、清潔、運動)都會顯著影響室內NH3的濃度水准。夏季皮膚暴露更多,排汗增多,會導致表皮向室內空氣中排放的NH3新增;室內溫度升高會加速NH3從表面儲庫和建築材料的釋放;新裝修的房間雖然只有一個人,但是由於裝修材料的NH3排放,其室內平均NH3濃度卻是幾個環境中最高的;炒蔬菜幾乎不排放NH3,而含動物蛋白食物的烹飪對室內NH3濃度有很大的貢獻,這是高溫下肉類蛋白質中胺基酸的熱解導致的;學生集中運動時,健身房中NH3的暫態濃度會達到很高的值,表明人的排放與呼吸、排汗等新陳代謝速率有關。
NH3和CO2的室內去除機制有所不同。研究表明,NH3在室內的去除速率顯著高於平均空氣交換率(圖3),說明室內NH3不僅通過空氣交換去除,還存在其他反應或者吸附等去除過程。此外,研究發現室內高濃度的NH3會通過氣-粒分配對顆粒物生成產生影響。當室內NH3濃度超過40ppb時,會促進氣相NH3到顆粒相的非均相轉化及銨鹽的生成。相反,較高溫度下,銨鹽的分解又會向室內空氣釋放出NH3。
該研究結果發表在Building and Environment上。
Citation: Li,J.,Xu,W.,You,B.,Sun,Y.,Dynamic Variations of Ammonia in Various Life Spaces and Seasons and the Influences of Human Activities,Building and Environment,108820,https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.108820,2022.

圖1.NH3在室內的來源和變化過程

圖2.不同季節、不同室內環境NH3和CO2濃度及溫度的日變化

圖3.不同室內環境中NH3去除速率與CO2衰减速率之間的相關性