个人护理产品会干扰人体氧化场
研究发现,护肤品和香水会干扰人体氧化场,降低室内空气中羟基自由基的浓度,影响呼吸区化学物质的组成,可能对健康产生深远影响。
我们每天使用的护肤品和香水不仅改变我们的外貌,还悄然影响着我们呼吸的空气。研究显示,这些个人护理产品(PCPs)会干扰人体周围的化学环境,特别是通过与臭氧(O3)反应生成的羟基自由基(OH)。这些自由基是空气中高度活跃的化学物质,能够快速氧化多种化合物。然而,当我们涂抹身体乳液或喷洒香水时,这种自然的氧化过程会发生显著变化。
人体皮肤会释放出烯烃类化合物,与空气中的臭氧反应生成羟基自由基,形成一个围绕人体的“氧化场”。例如,在一个通风良好的22.5立方米房间内,臭氧浓度约为35 ppb时,一个年轻人的皮肤可产生约2×10^5个分子/立方厘米的羟基自由基,浓度堪比户外某些地区。然而,涂抹身体乳液会显著抑制这一过程。乳液中的成分,如苯氧乙醇,会与羟基自由基反应,同时乳液覆盖皮肤,减少皮肤油脂(如角鲨烯)与臭氧的接触,进而降低关键前体物质6-甲基-5-庚烯-2-酮(6-MHO)的生成。实验中,涂抹无香型乳液(Neutral, Unilever)后,6-MHO浓度下降了34%,羟基自由基浓度从无乳液时的较高水平骤降至1.6×10^6分子/立方厘米。
香水的影响则更为复杂。香水中含有的萜烯类化合物(如柠檬烯)理论上可通过臭氧分解生成羟基自由基,但其主要成分乙醇却扮演了“自由基捕手”的角色。实验中,志愿者在室内喷洒Calvin Klein的“ck one”香水后,乙醇浓度短时间内飙升至近4000 ppb,导致羟基自由基浓度骤降86%。相比之下,户外活动中,如足球场内观众饮酒后呼出的乙醇浓度仅为400 ppb,远低于香水喷洒带来的影响。值得注意的是,香水中萜烯类化合物的浓度较低(约11 ppb),无法抵消乙醇的抑制作用。
为了深入探究这一现象,研究团队结合了多相化学动力学模型和计算流体力学模型,模拟了室内环境中化学物质浓度的变化。结果显示,乳液和香水的挥发性成分会随人体热羽流向上扩散。例如,涂抹乳液10分钟后,苯氧乙醇在胸部区域的浓度比室内平均值高1.6倍,在鼻部附近高2.8倍。而香水喷洒后,乙醇和萜烯类化合物的浓度在头部上方可达室内平均值的10倍。这种局部高浓度不仅改变了呼吸区的化学环境,还可能影响我们的健康。
在房间里使用洗剂或香水时,人体OH场的分布
室内空气的化学反应远比我们想象的复杂。除了人体排放的化合物,家具、地板等建材持续释放化学物质,烹饪、清洁等活动也会带来间歇性的高强度排放。室外空气中的臭氧通过通风进入室内,与这些化合物反应,形成复杂的化学混合物。考虑到人们90%的时间都在室内,长期暴露于这些化学物质可能对健康构成潜在威胁,尤其是一些化合物的健康效应尚未完全明确。
以乳液为例,其成分中的不饱和脂肪酸(如亚油酸)会与臭氧反应,生成如反-2-壬烯醛等化合物,这些物质本身又是羟基自由基的来源。然而,乳液通过稀释皮肤油脂层,减少了臭氧与皮肤的直接接触,使氧化反应受阻。香水的情况则不同,乙醇的快速挥发导致短时间内羟基自由基浓度骤降,但随着乙醇被室内通风带走,乳液的持久排放对羟基自由基的抑制作用更为显著。
研究还探讨了单一成分香水的影响。以薰衣草中的萜烯醇(linalool)为例,模拟显示其与臭氧反应生成的羟基自由基足以抵消部分消耗,浓度下降不到10%。这表明,纯精油类香水可能对氧化场的影响较小,但现实中,大多数香水以乙醇为溶剂,抑制作用远超生成作用。
这些发现揭示了个人护理产品如何改变我们周围的化学环境。羟基自由基不仅影响空气中的污染物,还与室内表面上的化合物反应,生成可吸入的二次产物。例如,室内尘埃中的邻苯二甲酸酯可能因羟基自由基的氧化生成多种产物,这些产物可能通过吸入、皮肤接触或误食进入人体,尤其是对婴儿而言,误食尘埃的健康风险不容忽视。
尽管高浓度的羟基自由基可能导致有害产物的生成,但个人护理产品通过抑制氧化场,减少了某些二次污染物的形成。然而,这并不意味着直接暴露于这些产品中的化学物质是无害的。研究还指出,挥发性化学物质可能从室内逸出,影响室外空气质量,尤其在人口密集的城市地区。
通过实验和模拟,我们看到个人护理产品如何深刻影响室内空气的化学特性。无论是乳液的持久作用,还是香水的瞬间冲击,都提醒我们:日常护肤和美容选择不仅关乎外表,更与我们呼吸的空气和健康息息相关。未来,深入了解这些化学产物的毒性,将有助于我们更好地平衡室内空气质量与个人护理的需求。