北理工課題組在Cell子刊評述陸海空座艙環(huán)境污染研究進展
發(fā)布日期:2025-01-22 供稿:機械與車輛學院 攝影:機械與車輛學院
編輯:蘇舒 審核:劉檢華 閱讀次數(shù):近日,,北京理工大學機械與車輛學院熊建銀課題組在Cell可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域旗艦子刊《One Earth》(IF= 15.1)上發(fā)表題為“A global multidimensional analysis of air pollution in land, sea, and air transport cabins reveals substantial health risks”的綜述論文,,從全球尺度系統(tǒng)評述了陸海空交通工具座艙環(huán)境的空氣污染和健康效應,。北京理工大學機械與車輛學院博士研究生王海媚為論文的第一作者,,指導教師熊建銀研究員和北京大學黃少丹研究員為共同通訊作者,北京理工大學為論文的第一署名單位,。
全球每年約有1260萬人因不健康環(huán)境而死亡,,其中65%與空氣污染相關(guān),。人工環(huán)境污染和室外大氣污染對全球疾病負擔的貢獻相當。作為典型的人工微環(huán)境,,交通工具座艙內(nèi)存在多種污染物,,包括揮發(fā)性有機物(VOC)、一氧化氮,、二氧化氮,、一氧化碳、二氧化硫,、臭氧和顆粒物等,,這些污染物對人類健康構(gòu)成嚴重威脅(圖1)。長期暴露可能導致慢性疾病甚至早逝,,職業(yè)暴露則可能帶來更加嚴重的后果,。交通工具座艙內(nèi)的空氣污染來源多樣,除了內(nèi)部污染源,,污染物還可通過窗戶或空調(diào)的外部循環(huán)系統(tǒng)從外部環(huán)境進入(圖2),。盡管陸地、海洋和空中交通工具普及,,關(guān)于不同交通工具座艙內(nèi)污染水平及其健康影響的系統(tǒng)性研究仍然比較缺乏,。
圖1. 陸海空交通工具座艙環(huán)境污染及健康影響
圖2. 交通工具座艙環(huán)境內(nèi)空氣污染物的來源和傳輸路徑
在此背景下,,作者首次系統(tǒng)評述了過去20年間全球主要陸(轎車,、公共汽車、地鐵,、火車等),、海(船)、空(飛機)交通工具座艙內(nèi)17種典型空氣污染物的濃度水平,、演變規(guī)律,、影響因素及健康風險。分析結(jié)果表明,,陸??杖N交通方式的污染水平存在明顯的遞減規(guī)律:陸路交通工具座艙污染水平最高,海路其次,,空路污染水平最低(圖3),。此外,盡管公共汽車被視為綠色的出行方式,,但在不同的陸路交通工具中,,公共汽車的污染物暴露水平卻最高。因此,,在推動綠色出行的同時,,也應重點關(guān)注公共交通工具中乘客的健康風險,。
圖3. 陸(A)、空(B),、海(C)交通工具座艙中17種污染物濃度的箱形圖. 紅色方塊表示平均值,;黑線表示中值。
從全球范圍來看,,在11種污染物的排名中,,位居前3的國家中有超過一半位于亞洲,表明亞洲地區(qū)陸路交通工具座艙內(nèi)污染問題可能更加嚴重,。從時間演變的角度來看,,過去20年間,苯,、甲苯,、NO2和CO的濃度顯著下降,這與全球減少廢氣污染物的努力密切相關(guān),。然而,,部分污染物(如甲醛)的濃度存在波動,主要受到交通工具內(nèi)飾材料的影響,。與此不同,,黑炭、PM2.5和PM10濃度的變化規(guī)律更為復雜,,受多種因素的影響,因此顆粒物需要采用綜合性的控制策略,。
此外,,作者還分析了交通工具座艙污染水平的重要影響因素,包括排放源,、溫度和通風等,。內(nèi)飾材料是座艙內(nèi)VOC的重要來源,其釋放機制可由三個傳質(zhì)特性參數(shù)表征,。將這些參數(shù)與多源釋放模型相結(jié)合,,可以預測座艙內(nèi)的VOC濃度,從而可對艙內(nèi)空氣質(zhì)量進行預評控,。溫度與VOC的釋放率及濃度呈正相關(guān),,但對于一些沒有艙內(nèi)污染源的氣態(tài)污染物,溫度的影響規(guī)律則存在不一致性,。通常情況下,,通風是減少座艙內(nèi)污染的有效手段,但在外界空氣污染嚴重等特殊情況下,,通風可能會帶來相反的效果,。健康影響的分析表明,,交通微環(huán)境持續(xù)構(gòu)成較高的健康風險,尤其對易感群體而言,。
上述研究深化了對全球尺度交通微環(huán)境污染及健康影響的理解,,有助于推動更為精細的標準和指南的制定,從而有效降低相關(guān)健康風險,,保障交通座艙環(huán)境中工作人員和乘客的安全,。
本工作得到國家自然科學基金、北京理工大學創(chuàng)新人才科技專項計劃等項目的資助,。
原文鏈接:https://www.cell.com/one-earth/abstract/S2590-3322(24)00586-4
論文詳情:Haimei Wang, Wenjuan Wei, Keliang Wang, Hui Kong, Carolina L. Zilli Vieira, Petros Koutrakis, Shaodan Huang*, Jianyin Xiong*, Chiara Giorio.A global multidimensional analysis of air pollution in land, sea, and air transport cabins reveals substantial health risks.One Earth 8, 1-16 (2025).
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