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
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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?？战煌üぞ咦摥h(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,。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?？战煌üぞ咦摥h(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,。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,，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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