封闭/半封闭空间内气流组织设计理论基础与方法

暖通空调(heating, ventilation, and air conditioning, HVAC)系统是目前营造健康、舒适封闭/半封闭空间环境的重要手段,但现有HVAC系统不仅能耗高,而且容易引起人体健康问题,比如病态建筑综合征、建筑相关疾病、传染性疾病交叉感染等.上述现象进一步说明由HVAC系统末端形成的室内气流组织(基于传统方法)仍不够完美,存在一定的盲区与不足.为了解决传统HVAC系统末端在设计与使用过程中存在的问题,逆向设计方法应运而生.与传统方法区别最大的是,逆向设计方法可以在每个设计循环确定最优的方向向量,而传统设计方法只能不断试错.为进一步阐明两类方法的差异并促使逆向设计方法不断改进,本文首先阐述了室内环境营造所面临/需要解决的科学问题;其次,对气流组织设计方法的分类及其基本原理进行了详细介绍;然后,通过真实的案例结果展示了两类方法的设计效果.虽然逆向设计方法在室内环境营造领域已取得了较大的进展,但目前的逆向设计方法仍需要理论推演、程序开发和数值求解等过程,在一定程度上阻碍了其推广应用.最后,本文讨论了室内环境营造领域未来可能的发展方向.比如,随着人因工程学、逆...     

头发作为环境污染物人体暴露生物检测材料的研究进展

内暴露监测是评估污染物健康风险与健康效应的重要基础.作为血液、尿液等传统内暴露检测材料的替代品,头发凭借其“非侵入性、易获取、能够反映长期暴露”的特点,正日益受到研究人员的广泛关注,目前已被有效应用于污染物过量暴露监测.与此同时,头发作为污染物人体内暴露检测材料仍存在一些不足,如广泛存在且难以完全去除的外暴露污染问题,导致头发中的污染物含量能否真正反映人体内负荷水平仍存在一定争议;头发中污染物的含量受多种因素的共同影响,目前尚难以建立基于健康效应的参考范围.本文从典型重(类)金属元素和有机污染物两个方面,对近年来文献报道的有关头发中环境污染物的检测方法、清洗效果、暴露评估、与内外暴露的相关关系、内外暴露的区分方法以及健康效应与安全阈值等方面的研究进展进行综述,对现有研究结果之间的异同进行总结和分析,对目前存在的瓶颈问题进行梳理和讨论,并对进一步的研究方向进行展望,为进一步拓展头发作为环境污染物人体暴露生物检测材料的应用具有重要的参考意义.     

基于微流控芯片构建的肿瘤细胞三维共培养模型

在肿瘤及相伴血管生长过程中,微环境中的多种理化因素协同地发挥着重要的作用.传统体外实验多借助于Transwell等模型,在单一因素下考察细胞生物学效应,并不能反映在体的多因素微环境.基于微流控技术,本文构建了一种新的多细胞共培养模型,整合了多环境维度(二维/三维)、细胞与细胞及细胞与胞外基质相互作用、不同生化因子的浓度梯度、细胞区域性等多个重要因素,形成微环境,并能实时监测细胞的迁移和侵袭等响应.为评价该模型的可行性和功能上的独特优势,我们模拟了肿瘤细胞(HepG2,CAOV-3)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)共存的三维微环境,考察了它们共培养时相互诱导向三维基质材料中的迁移情况.结果表明,在三维共培养模型中细胞能够相互影响并出现明显形态差异;2种肿瘤细胞的诱导均使HUVECs迁移能力显著提高;同时2种不同肿瘤细胞出现了与其病理特质(HepG2低浸润,CAOV-3高浸润)相对应的迁移能力差异.以上结果表明,该模型可望为研究肿瘤微环境下的相关问题提供一个相对简便且更具整合价值的研究平台.     

健康建筑声环境研究进展

建筑及城市声环境是健康建筑质量的重要组成部分.本文首先讨论了从噪声控制到声景营造,即从降低负面健康影响到促进公众健康的发展趋势,在这个从观念到理论到方法的转化过程中,声环境对人的健康影响有了更为科学的研究视角和操作方法,与基于健康理念的声环境设计共同成为声景研究持续关注的焦点.在此基础上,介绍了一些近期的创新研究成果,包括声景感知对健康效应的影响,及声景的心理生理学方面的系统性综述研究;基于恢复性环境理论的城市公共开放空间声景恢复性效应的理论发展和实证研究进展、典型声景的生理指标变化的敏感性研究;针对特定群体健康影响的研究,包括儿童恢复性声景研究、环境噪声对儿童认知能力的影响研究;针对特定空间的声环境健康研究,包括医院声环境对住院病人健康、对医护人员工作效率的影响等.总体而言,声景的生理学和神经生理学研究尚处于起步阶段,有许多方面值得研究;城市公共开放空间声景恢复性效应,其影响机理和主动调节层面还有值得深入研究的内容;针对特定人群和特定空间的声景健康研究还将拓展到其他人群和空间,研究也将从客观影响规律走向基于健康的声环境主动设计.     

探讨室内空气中VOCs的采样及检测方法

挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds)是多种有机物的总称.室内空气中的挥发性有机化合物(VOC)对室内环境的污染日渐严重,对人体的健康也造成了危害,文章对室内空气污染物的监测、采样进行了分析.     

大气颗粒物生物化学组分的促炎症效应研究进展

大气污染物暴露与呼吸系统疾病、心脑血管疾病、神经退化性疾病之间的关系,已被大量流行病学和基于动物、细胞的毒理学所确认.促炎症效应是污染物尤其是颗粒物影响健康的重要机制之一.然而,颗粒物通过何种过程引起炎症效应,哪些组分是促炎症效应的关键因子,依然不清楚.多环芳烃、重金属等化学组分对颗粒物促炎症效应的贡献已有大量报道.细菌、真菌、病毒、花粉等微生物及其碎片构成的生物气溶胶,基于其配体特征,在激活免疫系统引起炎症反应方面有独有的"优势".但由于对生物气溶胶进行在线监测分析有较大困难,导致缺乏对其种类、浓度等特征的全面了解,从而限制了对颗粒物中生物组分促炎症效应的认识.本文简单总结了大气颗粒物的促炎症效应,从炎症效应机制、不同组分的炎症效应及生物化学组分协同作用3个方面进行了归纳,并提出了开展大气污染健康效应研究的几点新的研究思路和方向建议.     

我国健康建筑发展的现状与展望

中国《健康建筑评价标准》(T/ASC 02-2016)将健康建筑定义为"在满足建筑功能的基础上,为建筑使用者提供更加健康的环境、设施和服务,促进建筑使用者身心健康、实现健康性能提升的建筑".发展健康建筑是建筑领域落实"健康中国"战略部署的重要途径,促进健康建筑发展意义重大.本文首先回顾了健康建筑的发展历程,介绍了我国健康建筑的发展背景.其次,梳理了我国健康建筑在2017～2019年间在标准、科研、组织机构、项目、交流等方面的重点工作和主要成果.最后,对我国健康建筑未来在影响因素、跨学科融合、设计方法、健康改造升级及标准等方面的发展趋势进行了展望.     

面向个人热管理的降温纺织品

高温环境下人体的局部微环境热调控对人类健康具有重大意义.纺织品作为人体与外界环境的一道防护屏障,对个人的热舒适管理有重要作用.普通纺织品由于缺乏高效的温度调控机制,难以应对周围环境的剧烈温度变化,尤其是在高温场景下如何实现有效的降温是亟须解决的难题.通过物理光学、材料科学和纺织工程等多学科交叉融合而衍生的降温纺织品,有望以更加有效和个性化的方式满足个体温度的调节需求,将通过多学科交叉创新的科学研究助力体育运动与医疗健康的智能化发展.本文重点讨论了降温纺织品的基本机制、研究进展和应用场景,阐述其发展方向和产业化潜力,并展望降温纺织品在多元化运动和智能化医疗中的广阔前景.     

建筑蓄热原理及其设计参数

建筑蓄热是解决建筑热流作用不稳定的核心,通过建筑设计的方式,将建筑部件的“削峰填谷”效应与其他因素耦合,使建筑对热流的调控作用最大化,实现对室内热环境的优化.本文对建筑蓄热相关概念做了辨析,将“建筑蓄热”与“围护结构蓄热”,“保温”与“隔热”,“热惰性”、“热质量”以及“热惰性指标”等相似概念进行区分,总结了建筑蓄热的作用原理和基础模型,揭示了各向异性太阳辐射多过程传输与转化形成的“双高波谷温度波”效应,和部件蓄热、自然通风与长波辐射降温多种热作用形成的“双低波峰温度波”效应,提出了能够表征建筑系统蓄热能力的指标参数.通过对蓄热问题历史发展背景的挖掘和对相关研究现状的梳理,总结了我国在建筑蓄热研究中存在的问题.建筑蓄热在不同气候条件下的应用潜力差异显著,将相关气候指标应用到建筑热工设计分区之中是当务之急;建筑热工设计过度追求构件高指标,实际则是建筑整体低性能,亟需构建以建筑蓄热为代表的热工设计综合指标体系;亟需加强建筑蓄热基础理论研究,强化建筑蓄热与建筑设计之间的联系.     

基于暴露指纹谱构建行业污染识别和风险评估模型

<正>污染物暴露标志物是体内组织、液体或排泄物中可被测量的污染物、污染物的代谢转化产物以及污染物与内源性物质形成的加合物.污染物暴露标志物是连接环境污染暴露和人群健康风险的桥梁. 1991年,美国环境保护署通过《ORD健康生物标志物项目》率先制定了暴露标志物开发、验证和应用的框架,初步构建了可用于人体污染物暴露监测的生物标志物网络.标     

我国室内灰尘四溴双酚A及其类似物的污染特征及暴露评估

室内灰尘是人们暴露污染物的潜在来源之一.四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)、四溴双酚S(tetrabromobisphenol S, TBBPS)和四氯双酚A(tetrachlorobisphenol A, TCBPA)作为阻燃剂被大量应用于日常用品.尤其是TBBPA,已被广泛使用并导致在多种环境介质及人体中检出.本研究检测了中国25个省和直辖市共计94个室内灰尘样品中TBBPA, TBBPS和TCBPA的含量, TBBPA为主要检出物质(对总浓度贡献率:≥88.3%),其浓度范围在未检出(nd)～1840 ng/g之间,平均值为43.3 ng/g.在我国华东地区采集的室内灰尘中, 3种目标化合物总浓度的平均值最高(178 ng/g),其范围为6.84～1850 ng/g.进一步评估了人体通过直接摄入、呼吸和皮肤接触室内灰尘引起的TBBPA, TBBPS和TCBPA的每日暴露量,发现直接摄入是暴露的主要途径.儿童通过直接摄入灰尘的∑3TBBPAs(TBBPA, TBBPS和TCBPA浓度的总和)日暴露量为3300 pg (kg bw)~(-1)d~(-1),是成人日暴露量(422 pg (kg bw)-1d-1)的7～8倍.本研究为进一步了解常用溴代阻燃剂TBBPA及其类似物在我国室内环境的污染状况以及如何针对这些污染采取管控措施提供了数据支持.     

基于呼吸系统健康效应的室内空气微生物研究现状与展望

室内空气微生物是人体呼吸系统疾病的重要诱因,明确室内空气微生物与呼吸系统健康效应关系对建立室内健康微生物环境标准具有积极意义.近十多年,环境和人类呼吸道健康相关的微生物学深入研究已使人们对微生物的看法从纯粹致病性、传染性的负面作用逐渐转变为潜在保护性、预防性的正面作用.然而,目前室内空气微生物与呼吸系统的量化作用机制尚未建立,现行的公共卫生政策和室内空气微生物控制标准仍倾向于使室内保持尽可能低的微生物浓度,以防止致病菌传播和人群感染.本文总结了室内空气微生物与呼吸系统健康效应的相关研究,指出了基于呼吸道健康效应的室内空气微生物定量表征的关键理论欠缺和技术瓶颈,并以此为依据,提出了基于采样工具、统计学工具以及实验工具优化的研究展望,为未来量化呼吸系统健康效应与室内空气微生物作用的关系、室内空气微生物的表征提供借鉴.     

我国健康建筑中VOC污染控制研究进展及思考

系统介绍了我国建筑室内VOC的定义、来源、浓度、健康危害、评价标准、控制技术的研究应用现状,总结了过去10多年我国在室内VOC控制方面采用的技术途径及效果.基于未来室内环境VOC控制指标数量、限值、健康风险等的发展趋势,同时结合室外源、室内固定源和活动源的特征,提出了我国近期和未来应当采取的技术路径,以及工程、产品、环境质量评估方面面临的主要任务.     

纳米技术识别和调控肿瘤微环境用于肿瘤诊疗的研究进展

肿瘤是由肿瘤细胞及其周围的基质细胞和非细胞组分构成的复合体.肿瘤微环境在肿瘤的生长与转移过程中发挥至关重要的作用,因此越来越多的研究致力于探索靶向或调控肿瘤微环境的诊断试剂和治疗药物.新兴的纳米技术为肿瘤的精确定位和早期诊断、靶向、长效和联合治疗提供了重要的研发平台,为克服传统药物非特异性靶向和非选择性损伤机体组织的瓶颈问题提供了可能.本文概述了肿瘤微环境的组成、特性及关键调控因子,总结了目前针对肿瘤微环境的抗肿瘤药物研究进展,阐述了靶向型和调控型纳米材料诊断肿瘤微环境的最新进展,同时对靶向和调控肿瘤微环境的纳米材料在肿瘤治疗方面的应用进行综述.提高纳米药物和诊断试剂的特异性及诊疗一体化,将是未来的重要发展方向之一.     

长期噪声暴露对血中cortisol/cGMP的比值和cAMP、cGMP总量的影响

噪声引起应激反应已有过一些研究,但主要是关于噪声暴露的即时性或暂时性效应。关于长期职业性噪声暴露对人体应激反应的研究,尚未见报道。为了探讨此问题,我们进行了不同噪声组皮质醇(cortisol)与环磷酸鸟苷(cGMP)的比值以及cAMP(环磷酸腺苷)和cGMP总量的分析。     

环境污染物对人体生物有效性测定的胃肠模拟研究现状

环境污染物对人体健康产生了巨大的危害, 污染物的生物利用度是人体健康风险评估中的关键因子. 本文系统介绍了模拟胃肠消化系统测定污染物对人体生物有效性的实验方法、主要控制条件、影响生物有效性的因素及其在健康风险评估研究中的应用. 同时对其在开展有机污染物的生物有效性及其代谢研究、Caco-2细胞在该类研究中的应用以及体外模拟方法的验证方面进行了展望.     

健康建筑的主要水质保障技术

水是生命之源,能够向建筑使用者提供安全、健康的用水是健康建筑的基本功能之一.健康建筑的水质保障包括市政供水水质保障和建筑二次供水水质保障.本文主要针对健康建筑的二次供水水质保障技术进行分析介绍,将当前健康建筑在系统设置和运行维护过程中可采用的水质保障措施总结归纳为预防水质恶化、水质监测、水处理3个主要方面.涉及的主要技术及管理措施包括:二次供水系统的储水设施、供水管道、集中生活热水系统预防水质恶化措施;水质在线监测、定期检测及结果公示;消毒、过滤、软化等主要水处理技术及直饮水处理系统等.本文旨在为健康建筑二次供水水质保障工作的开展提供建议及拓宽思路,同时帮助健康建筑使用者了解健康建筑水质保障技术.     

石墨烯联合磷酸三苯酯(TPP)胁迫紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)的生理生化响应

石墨烯纳米材料具有优良的吸附性能,进入环境后容易与其他污染物发生相互作用,进而影响其环境行为和毒理学效应.磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPP)在环渤海中具有广泛的分布,且分子中含有多个苯环,易与石墨烯发生相互作用.为了研究石墨烯和TPP对海洋贝类生理响应的影响,采用指示生物紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)进行了单一及联合暴露实验.通过对滤水率、耗氧率和排氨率的检测,分析了暴露物对紫贻贝生理代谢的影响;制作石蜡切片观察鳃和肝胰腺组织的结构变化;采用酶活试剂盒对肝胰腺组织中的抗氧化酶活性进行检测.结果表明,石墨烯和TPP单独暴露,均可对紫贻贝产生氧化胁迫和组织损伤.石墨烯和TPP联合暴露对紫贻贝的氧化胁迫和组织损伤程度,低于石墨烯单独暴露组.石墨烯对紫贻贝的耗氧率和排氨率均有显著影响(P0.05).与对照组相比,石墨烯显著抑制紫贻贝的呼吸,增加紫贻贝的排氨率. TPP暴露后显著增加紫贻贝的排氨率.联合暴露后可降低由石墨烯引起的呼吸抑制,且升高氧氮比(O:N),说明联合暴露对机体造成的压力低于石墨烯单独暴露.综合生物标志物指数(IBR)结果显示,联合暴露对紫贻贝产生的胁迫压力低于石墨烯和TPP分别单独暴露.本研究结果可为预测海洋环境污染对贝类以及海洋生态系统产生的影响提供参考.     

空调通风系统对室内微生物气溶胶的影响

现代建筑中的空调通风系统不可避免地接触输送到室内环境的空气,而该系统对微生物空气质量的影响直接关系到室内人员的健康.本文通过对大量的相关文献进行总结与归纳,将空调通风系统对微生物气溶胶的影响分为两种:一是空调通风系统的主要组分对微生物气溶胶的影响,具体指其组分直接降低或者增加室内微生物气溶胶的浓度;另一个是空调通风系统在运行过程中对室内微生物气溶胶的影响,既包括通风率、气流组织等参数对微生物气溶胶的影响,也包括该系统作为一条通道可将空气中已有的微生物从某一室内环境扩散到更多的室内环境.另外,本文通过分析空调通风系统污染室内空气的条件(如组分周围的物理和化学环境条件),提出相应的控制措施,如定期清理过滤器和通风管道等组分、及时去除热交换器和加湿器上的水分等,可以减少空调通风系统引起的微生物污染,从而保护室内人员的健康.     

甾体-金属卟啉模型化合物对异丙苯氧化的催化作用

为了拓展以甾体为模板的仿酶设计这一新的研究领域,探讨仿酶模型中的疏水作用,本文首次考查了雌甾-金属卟啉模型物对异丙苯的催化氧化性能。实验结果表明,具有刚性疏水结构的甾体组分引入金属卟啉中,使后者的催化活性显著提高,并且反应具有很高的区域选择性。从而说明了在仿酶模型中引入疏水结合部位或微环境至关重要,同时表明了引入甾体组分是提高金属卟啉催化活性的有效途径。本文还探讨了影响反应的