[发明专利]一种测定人体皮肤油脂中角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法

说明书

本发明属于室内环境检验技术领域，特别涉及能实现在真实的室内环境中测定人体皮肤油脂中角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法。该测定方法综合考虑了人体皮肤表面的化学反应和物理传质特性，室内壁面吸附等过程，建立了人体皮肤表面角鲨烯和臭氧反应的物理化学耦合动力学模型，并在真实的家庭住宅中开展了实验测试，结合遗传算法和蒙特卡洛搜索等优化算法对实验测得的实时浓度进行非线性拟合，从而确定真实室内环境中人体皮肤油脂中角鲨烯和臭氧反应速率常数。本发明测试简单，应用范围更广，解决了传统测定方法无法应用在复杂的真实环境中的问题，便于真实室内环境中的检测和工程应用。

所属技术领域

本发明属于室内环境检验技术领域，特别涉及能实现在真实的室内环境中测定人体皮肤油脂中角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法。

背景技术

据统计，人一生约有90％的时间在室内环境中度过，室内空气质量对人体健康具有重要影响。最新研究表明，室内空气质量的好坏不仅仅受建材散发、室外大气等因素的影响，还与居住者自身的存在密切相关。当人体皮肤暴露在室内环境中时，皮肤油脂中的角鲨烯会与室内臭氧反应生成一系列对人体健康有害的挥发性有机物(VOCs)，如6-MHO(6-甲基-5-庚-2-酮)和4-OPA(4-氧代戊醛)等。因此开展皮肤油脂中角鲨烯和室内臭氧的反应速率研究对保证室内人体健康具有重要意义。目前关于角鲨烯和臭氧反应速率的研究大都在特定的环境舱中进行，忽略了环境因素和人体本身对化学反应的影响，虽然操作简单，可控性强，但与真实的情况差别较大。在真实室内环境中，壁面吸附特性不可忽略，这是由于大部分反应产物容易吸附在室内壁面上，并进而散发到气相中从而影响其浓度。此外，角鲨烯和臭氧反应产物在人体皮肤中的物理传输特性对二者化学反应也有一定的影响，这在已有的研究中也未被提及。针对以上问题，本发明综合考虑了人体皮肤表面的化学反应和物理传质特性、室内壁面吸附等过程，提出了一种用于测定真实室内环境中人体皮肤油脂中角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法。

发明内容

本发明针对现有研究方法的局限性，提出一种能在真实室内环境中测定角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法，此方法综合考虑了壁面吸附等环境因素和人体皮肤表面的传质特性对化学反应的影响，具有操作简单、应用范围更广的优点，便于真实室内环境中的检测和工程应用。

为实现上述目的，本发明基于角鲨烯和臭氧在人体皮肤中的物理传质和化学反应特性，提出了在真实的家庭住宅中测定角鲨烯和臭氧反应速率常数的方法，具体步骤如下：

1)根据角鲨烯与臭氧在皮肤内的传质和反应特性，建立人体皮肤多层物理-化学耦合动力学模型，该模型包括气相和人体皮肤油脂层的化学反应，人体皮肤表面的对流传质，皮肤内部扩散和住宅内壁面的吸附等过程；

2)由质量守恒定律，可得到反应产物6-MHO和4-OPA在气相和皮肤相的浓度方程：

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