2021年2月1日，北京大学环境科学工程学院刘颖君研究员与合作者以直接投稿（Direct Submission）方式在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表题为“Observing ozone chemistry in an occupied residence”的研究论文。该文通过分析一户住宅的室内空气观测数据，定量评估了室内臭氧氧化反应对室内空气质量的影响。

臭氧是环境大气中一种重要的污染物，能够借由通风进入室内环境。由于室内比表面积大、反应性物质多，臭氧很容易发生反应。臭氧的室内反应一方面显著降低了室内人员的臭氧暴露，另一方面也可能释放出一些挥发性有机产物，影响室内空气质量。住宅环境中臭氧反应能够多大程度上影响室内空气质量，一直缺乏实测证据。

该研究基于对一户住宅中室内空气组分为期八周的在线观测（如下图所示）。该住宅由一对老年夫妇居住，观测期间保持正常生活状态。

被测住宅实景图

通过对观测数据进行新颖的非靶向分析，该研究发现，即使观测期间臭氧浓度很低，臭氧氧化反应仍对室内空气中的一系列挥发性有机物产生显著贡献。这些有机物包括嗅味阈值极低的壬烯醛、具有刺激性的4-氧戊醛等，可能对人体健康产生不利影响。

该研究另一个有意思的发现是，臭氧与人体皮脂反应生成的特征性氧化产物在住户外出五天后仍表现出较高浓度。结合其它定量证据，该结果表明臭氧不仅与住户身上的皮脂发生反应，而且很大一部分与住户散落在房间各处的皮脂皮屑发生反应。后一过程的重要性完全在意料之外，但又在情理之中。

室内臭氧反应示意图

该研究所得到的臭氧在低浓度水平下仍能显著影响室内空气有机组分的观测证据，对于我们深入认识臭氧健康效应具有启示意义。流行病学研究显示，室外臭氧浓度与多种不利健康效应具有相关性。相关作用机制研究往往只考虑吸入臭氧的直接影响，而本研究结果提醒我们，室内臭氧反应的间接影响可能同样重要。

近几年，我国很多地区PM2.5污染有所改善，但臭氧浓度继续攀升。科学认识高浓度臭氧如何在我国典型的高人口密度室内环境中通过化学反应影响人体健康具有重要现实意义。据刘颖君介绍，其课题组将就此问题从多个方面开展进一步研究。

该文第一作者与通讯作者均为刘颖君。合作者包括加州大学伯克利分校Allen H. Goldstsein与William W Nazaroff教授团队及罗格斯大学Charles J. Weschler教授。该文所使用的观测数据承接此前发表的两篇论文（Liu et al., Indoor Air 2018; 2019），但研究思路得益于新冠疫情下有更多时间对已有数据进行深度挖掘与分析。该工作得到了美国Alfred P. Sloan基金会、111引智计划“城市大气化学与健康效应”的支持。