在最近发表在《科学进展》上的一项研究中，研究人员量化了燃气和丙烷炉的室内二氧化氮(NO2)排放，并评估了它们对健康的影响和美国人口暴露的人口差异。
背景
超过5000万美国家庭使用的燃气和丙烷炉会排放出二氧化氮和苯(C6H6)等污染物，经常超过健康安全水平。长期接触二氧化氮会导致严重的健康问题，包括哮喘和慢性阻塞性肺病。
由于炉子的使用和通风的变化，传统的研究在评估暴露方面缺乏准确性。
需要进一步研究，以完善接触评估，了解不同人口群体对健康的全面影响，改进缓解战略和政策干预措施。
一个关于这项研究
在本研究中，明确定义了不同的术语，以规范整个研究中使用的术语。“灶台”被确定为具有两到六个烹饪元件的平面，而“燃烧器”指的是使用气体或丙烷火焰的元件。
“灶”或“范围”被描述为结合了炉灶和烤箱的独立单元。该团队还区分了“外排气抽油烟机”和“再循环抽油烟机”，前者将厨房空气排到室外，后者过滤并将空气送回厨房。
为了测量目的，使用了“浓度”一词，因为它很容易理解，并根据假设的温度为25°C和大气压力应用了标准换算。
由美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的污染物传输分析模型(CONTAM)多区域室内空气质量模型是模拟室内二氧化氮浓度的关键。通过与各种“验证住宅”中测量的二氧化氮水平进行比较，验证了该模型，随后将这些验证模型应用于其他未测量的住宅类型。
该方法采用先进的分析设备对二氧化氮浓度进行了详细测量。燃气和丙烷炉的排放率是在多个州的不同住宅中计算的，包括私人和租赁空间。
该研究使用封闭的厨房体积仔细计算了二氧化氮和二氧化碳(CO2)的排放率，在计算中采用示踪气体方法来调整空气交换。
最后，使用经过验证的ConTAM模型来估计不同环境、行为和人口条件下的二氧化氮暴露。
这些估计与流行病学数据相关联，以评估健康影响，特别是由于长期暴露于燃气和丙烷炉产生的二氧化氮而造成的儿科哮喘负担。
研究结果
本研究通过将ConTAM室内空气质量模型的预测NO2浓度与从18个不同住宅中获得的实际测量值进行比较，评估了该模型的准确性。
这些项目包括公寓和独立住宅，大小不一，分布在旧金山湾区、洛杉矶、丹佛、休斯顿、纽约市和华盛顿特区等不同的城市地区。
测试了不同的场景，包括打开或关闭窗户，打开或关闭外部通风的抽油烟机。结果显示，模拟的二氧化氮浓度与实际的二氧化氮浓度之间存在很强的相关性，在模型的预测中没有发现明显的偏差。
除了验证该模型外，该研究还检查了燃气和丙烷炉的二氧化氮排放因子。测量表明，NO2排放量与化石燃料的燃烧量直接相关，相应的CO2排放量证明了这一点。
有趣的是，没有检测到来自电炉或电磁炉的二氧化氮排放。丙烷炉和天然气炉每燃烧焦耳燃料排放的二氧化氮相似，可能是由于甲烷和丙烷的火焰温度相似。
在卧室里进行的进一步测试表明，当烤箱在不使用抽油烟机的情况下使用时，几分钟内二氧化氮水平就可能超过健康指南。
外通风抽油烟机的效果各不相同，有些抽油烟机可以显著降低峰值二氧化氮浓度，而其他抽油烟机的效果则微乎其微。平均而言，这些通风柜将厨房的二氧化氮浓度降低了约35%。
该研究还模拟了使用炉子长期和短期的二氧化氮暴露，包括烹饪时间、使用抽油烟机的频率以及这些抽油烟机的效率等因素。
研究结果表明，在较小的住宅和收入较低的家庭中，长期和短期二氧化氮暴露明显更高，突出了暴露风险的社会经济差异。
种族和民族差异也很明显，与白人和亚洲家庭相比，美国印第安人或阿拉斯加原住民、西班牙裔或拉丁裔以及黑人家庭的二氧化氮暴露水平更高。部分原因是受影响较大的群体的平均住宅面积较小。
使用炉子的时间和强度等行为因素在决定二氧化氮暴露方面发挥了主要作用。例如，大量使用炉子的住宅在短期和长期内都明显增加了二氧化氮的暴露。
该研究的敏感性分析证实，总气体或丙烷燃烧量是预测二氧化氮暴露水平的最关键因素，其次是通风措施和在厨房里花费的时间。
