普渡大学布兰登·布尔领导的研究发现，传统清洁剂和植物精油基产品释放的芳香化合物在室内会发生快速反应并生成纳米颗粒。一旦吸入，其中一些极微小的颗粒可深入肺部。
研究人员表示，可以通过选择无香型产品、使用排气扇或打开窗户改善通风，以及在使用有香味的清洁产品时避免使用产生臭氧的设备来减少暴露。
研究人员在麦考密克展览中心举行的美国化学学会（ACS）秋季会议“健康室内空间：连接微生物组与化学”研讨会上展示了他们的成果。
“重要的是，清洁虽然能去除表面的病毒和细菌，但也会产生看不见的空气污染。空气中没有可见的灰尘或烟雾，但这些颗粒正在形成。”——布兰登·布尔
清洁可产生不可见的纳米颗粒
“我们证明了室内臭氧与清洁剂散发的香味反应产生的纳米颗粒，其呼吸道摄入剂量与站在繁忙道路旁所经历的相当，甚至更大，”研究室内空气质量的普渡大学土木与建筑工程助理教授布尔说。“这些颗粒的成分不同，但总剂量可能更高。你看不到空气中的烟雾、灰尘或雾霾。相反，你会觉得空气闻起来很香，所以它一定很干净。”
在COVID-19大流行期间，布尔与同事、普渡大学土木与建筑工程助理教授Nusrat Jung开始调查清洁剂和化学消毒剂如何影响室内环境。一个特征很快凸显出来：人们用来清洁和消毒室内空间的许多产品都含有强烈的芳香剂。
“这通常是为了在室内空间营造宜人的气味环境，”布尔说。“但清洁的空气不应该闻起来像高浓度的柑橘类水果。它真的不应该有任何气味。”
研究大气的科学家早就知道，植物释放的化合物可以与臭氧反应。例如，松树释放的蒎烯等萜烯可以参与生成微小空气悬浮颗粒的反应。随着时间的推移，这些颗粒可以结合并生长，直到它们大到足以帮助形成云凝结核。
这种化学反应在森林中进行得相对缓慢，因为室外空气中的萜烯含量通常很低。
清洁产品释放高浓度萜烯
在室内，情况可能大不相同。当芳香化合物从喷洒的液滴或清洁过的表面蒸发时，有香味的清洁剂会释放萜烯。
清洁液通常含有包括蒎烯、柠檬烯（柠檬）、百里酚（百里香）和芳樟醇（薰衣草）在内的化合物。它们在清洁过程中的浓度可能远高于通常在室外测量的水平。布尔说，在清洁过程中，室内空气中的萜烯浓度可上升到森林中浓度的几十倍甚至几百倍。
为了研究在现实条件下会发生什么，研究人员在普渡大学校园内的模型房屋中测试了传统的有香味液体产品以及含植物成分的消毒喷雾和湿巾。
这座小房子包括一个功能齐全的厨房、木地板和一个浴室，使研究人员能够重现普通家庭的清洁活动。他们的实验表明，在室外导致纳米颗粒形成的相同基本化学反应在室内可以更迅速、以更高的浓度发生，对人类暴露具有潜在的重要影响。
可能形成数十亿或数万亿个颗粒
拖地、向台面喷洒清洁剂以及用有香味的产品擦拭表面等日常任务会产生数十亿或数万亿个颗粒，总数取决于具体产品。
大多数是直径仅为1-30纳米的纳米颗粒或超细颗粒。由于这么小的颗粒通常超出了家用空气质量监测仪的检测范围，人们可能无法察觉颗粒浓度已经升高。
研究人员发现，普通的清洁活动会暂时使超细颗粒水平升至高于室外测量值的水平。
从健康角度来看，它们的微小尺寸非常重要。超细颗粒可沉积在整个呼吸道并到达肺部深处。一旦到达那里，它们可能导致呼吸系统的刺激和炎症。有些还可能具有进入血液的潜力。
最大的惊喜之一是该过程的速度。颗粒的形成和生长在短短几分钟内就发生了。
“当你完成一个室内空间的清洁时，你已经形成了大量的纳米颗粒并将它们吸入了体内，”布尔说。
臭氧可加剧室内颗粒物的形成
最近，布尔和普渡大学教授Ernest Blatchley研究了在同时使用有香味的表面清洁剂和旨在对室内空气进行消毒的杀菌远紫外（UV-C）灯时会发生什么。
这种组合为纳米颗粒的形成创造了特别有利的条件。
这些灯与空气中的氧气相互作用并产生臭氧。在微型房屋的实验中，臭氧浓度增加到大约20至40 ppb（十亿分之一）。这些水平与实验进行时测量的室外臭氧浓度相当，尽管略低于室外水平。
在臭氧浓度升高和萜烯浓度同时存在的情况下，纳米颗粒的产生变得更加剧烈。这种组合引发了人们对居住者可能吸入的颗粒物量的额外担忧。
如何在清洁时减少暴露
布尔强调，目标是帮助消费者做出明智的选择，而不是劝阻清洁。清洁对于去除表面的病毒和细菌仍然很重要，但一些简单的措施可以减少在此过程中对产生的二次污染的暴露。
研究人员建议：
- 选择低香味或无香味产品。
- 避免在同一次清洁中使用多种有香味的产品。
- 运行排气扇或打开窗户为空间通风。
- 在使用产生臭氧的设备（如远UV-C灯）时，不要同时用有香味的产品清洁表面。
“重要的是，清洁虽然能去除表面的病毒和细菌，但也会产生看不见的空气污染，”布尔说。“空气中没有可见的灰尘或烟雾，但这些颗粒正在形成。”
布尔感谢所有在微型房屋实验中与他合作的研究生以及本科生的支持。
该研究由美国国家科学基金会教师早期职业发展计划（CAREER）拨款和阿尔弗雷德·P·斯隆基金会资助。
标题 有香味清洁产品引起的室内大气纳米颗粒形成
摘要 有香味的挥发性化学产品，包括表面清洁剂和植物消毒剂，被广泛用于室内，是活性有机排放物的主要来源。这些产品通常在家庭和工作场所用于表面清洁和消毒，以减少病毒和细菌的存在。然而，它们在驱动室内大气化学和纳米颗粒形成中的作用仍然缺乏充分约束。本报告研究了使用有香味清洁产品对空气悬浮纳米颗粒成核、生长以及人类在室内环境中暴露于二次污染物的影响。在受控的住宅和办公环境中进行了现场和实验室实验，使用了实时、高分辨率的挥发性有机化合物和纳米颗粒粒径分布测量，测量范围延伸至纳米团簇气溶胶（1-3 nm）尺度。表面清洁和消毒活动导致萜烯和类萜烯混合比（10-1,000 ppb）迅速增加，通常超过在室外森林环境中观察到的水平。这些化合物与室内氧化剂，特别是臭氧反应，引发了强烈的纳米颗粒成核和生长事件。观察到的成核率（~105 cm-3 s-1）和凝结生长率（高达300 nm h-1）比典型的室外值高出几个数量级，导致室内纳米颗粒数浓度瞬时达到105-108 cm-3。快速的纳米颗粒生长使其能够存活至可高效沉积在整个人类呼吸系统的尺寸，产生的吸入剂量率与交通排放等主要燃烧源的吸入剂量率相当或更高。传统和植物清洁产品都产生了涉及活性气体和二次有机气溶胶的复杂多相暴露场景。这些发现确定室内表面清洁和消毒是室内大气纳米颗粒形成的关键驱动因素，并强调需要改善建筑通风、空气净化和产品配方，以减轻对二次污染物的暴露。