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目前越来越多的人关注环境空气中外源挥发性有机物(VOCs)，外源VOCs不仅是二次污染物近地面臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的有机前体物，影响区域空气质量和全球气候变化;而且有些化合物也是空气毒害物，对人体产生各种致癌或非致癌健康效应。在我国经济飞速发展、能源消耗急剧增加的背景下，毒害VOCs的健康危害尤为突出。空气毒害物只有被吸收进体内才能对人体内部器官产生毒害作用。因此，毒害VOCs的暴露健康风险不仅取决于VOCs的环境水平，还与呼吸吸收系数有关。大部分人群生活工作在低水平的VOCs环境中，评价人群长期暴露于低水平的毒害VOCs的健康风险，是环境健康领域的一个重要问题。然而，目前低VOCs暴露水平的呼吸吸收系数研究十分匮乏，前期关于呼吸吸收系数的研究是在极高的暴露浓度下(几十甚至上百ppmv)进行的。目前众多的健康风险评估研究一般使用毒害VOCs的呼吸吸收系数假设值，而这些假设值有待验证;近期少量健康风险研究采用前期高浓度下测定得到的呼吸吸收系数，但该值是否适用于低暴露环境，也有待验证。基于上述背景，为获得普通环境中（低暴露水平）空气毒害物的人体呼吸收系数，更加准确地评估空气毒害物的呼吸暴露风险。本研究招募了57位健康志愿者处于一间低暴露水平的办公室内进行呼吸气VOCs在线监测，获得以下主要结论: 1、建立实时监测毒害VOCs人体呼吸吸收系数的新方法，即使用VOCs在线分析仪器质子转移反应-飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS)结合自制的在线呼吸气采样装置实时监测受试者吸入气和呼出气中毒害VOCs的浓度，从而获得实时毒害VOCs的呼吸吸收系数。该方法可以在无需样品预处理下快速检测数百种低至ppbv或pptv水平的VOCs的人体呼吸吸收系数。带有缓冲管的自制在线呼吸气采样装置可以优化VOCs响应信号峰形，获取准确的呼出气VOCs浓度。通过与O2、CO2、湿度和丙酮的性能对比，异戊二烯被确定为能够明确区分吸气和呼气阶段的示踪物。通过与离线采样方法获得的苯系物呼吸吸收系数对比，证实了本研究的在线呼吸气采样方法的可靠性。 2、在初步测试中，7位受试者暴露于仅有几个ppbv水平的苯系物室内环境中，获得苯、甲苯和C8-芳烃的平均呼吸吸收系数分别是55.0％、55.9％和66.9％。本研究测得的呼吸吸收系数远低于前期呼吸暴露风险评价研究中应用的假设值90％或100％。 3、在正式实验中，50位健康受试者在低暴露水平下进行呼吸气在线监测。所有受试者对苯、甲苯和C8-芳烃的平均呼吸吸收系数分别为28.2％、63.3％和66.6％。统计分析显示，低暴露环境中人体对苯系物的呼吸吸收系数无显著性别差异(p＞0.05)。此外，本研究通过评估苯系物的理化性质、个人的生理差异和环境因素，发现在低暴露浓度下暴露浓度是影响苯系物的呼吸吸收系数的决定因素，并且回归分析发现苯系物的呼吸吸收系数与其暴露水平呈现对数关系(p＜0.001)。本研究结果表明，降低环境空气中苯系物浓度同时，人体对其呼吸吸收系数也会降低，因此，降低苯系物暴露水平对降低人体的摄入量和呼吸暴露风险具有双重效应。 由于人体呼出气中内源VOCs携带大量的生理和病理信息，因此，可以根据疾病导致人体病理及生理改变寻找一种或几种与疾病高度相关的呼出气VOCs（生物标志物）用于判断病情，从而建立一种非侵入性、便捷高效的呼吸气疾病诊断方法。本研究选取在全球及我国常见高发的呼吸系统疾病:慢性阻塞性肺疾病(COPD)作为目标疾病。传统的COPD诊断方法是肺功能检查，但该方法并不适用于所有年龄段的受试者和COPD早期阶段诊断。并且前期的COPD呼吸气诊断研究较少，且主要采用离线采样和离线分析，无法满足快速诊断的要求。此外，前期研究的结果千差万别，至今没有获得普适性的标志物。为了获取更多的COPD呼出气生物标志物，丰富标志物库，建立COPD呼吸气早期诊断方法。本研究使用PTR-TOF-MS分析15名COPD患者和50名健康对照组的呼吸气VOCs组分及浓度，取得以下主要结论: 1、获得18种COPD呼吸气生物标志物，具体包括:丙炔、丙烯、乙醛、乙醇、乙酸、MVK/MACR丁烯醛、丁酮/丁醛、丁胺、丙酸、环己二烯、戊烯醛、2-甲基丁醛、乙酸乙酯、丁酸、苯酚、二甲基苯甲醛、罗勒烯和松油醇。其中，丙炔、乙醛、丁酮/丁醛、丁胺、环己二烯、2-甲基丁醛、乙酸乙酯、丁酸、二甲基苯甲醛、罗勒烯和松油醇在COPD患者和健康志愿者之间差异非常显著(p＜0.001)，被认定是显著的COPD生物标志物。与前人COPD标志物研究相比，本研究首次报道了13种新COPD生物标志物。 2、通过分组对比，分别探讨了吸烟病因和非吸烟病因对COPD生物标志物的影响。我们发现，乙腈可以作为当前吸烟状态的标志物。18种COPD生物标志物中，MVK/MACR/丁烯醛、环己二烯、戊烯醛、二甲基苯甲醛、罗勒烯和松油醇可能是烟草燃烧或吸烟导致生理变化产生的化合物;丙炔、乙醛、乙醇、丁胺、2-甲基丁醛、乙酸乙酯、丁酸和苯酚可能是空气污染等非吸烟病因导致产生的VOCs;丙烯、乙酸、丁酮/丁醛和丙酸同时受到吸烟和非吸烟因素影响，但它们是主要受非吸烟病因影响的COPD生物标志物。