导言
室内空气污染与室外空气污染在全球造成的死亡人数几乎一样多，然而，室内空气污染并没有得到同样的关注。根据世界卫生组织（WHO）的数据，据估计，2020年，室内空气污染与室外空气污染分别导致每年320万人过早死亡和350万人过早死亡。已有研究表明，室内空气污染，特别是颗粒物（PM），与包括心血管和呼吸系统疾病导致的住院、死亡和患病率等一系列不良健康结果有关。同时，空气污染暴露对认知表现也有不良影响，包括注意力、视觉构建、记忆、数学能力、阅读理解、口头和非口头智力等，并提高了某些与大脑相关的疾病患病率，如痴呆症和阿尔茨海默病。此外，标准化考试成绩容易受到空气污染暴露的影响。
既往空气污染暴露对认知表现的影响研究主要基于室外空气质量监测站点的观测数据。一方面，这些站点的污染物浓度数据不能准确代表室内污染暴露的真实情况；另一方面，这些数据只能发现空气污染与考试成绩之间的关联性，而不能证明空气污染暴露直接导致考试成绩下降的因果效应。近年来，随着公众的空气污染健康风险防范意识不断提高，室内空气净化器得到了广泛应用，为开展室内空气污染暴露及健康影响相关研究提供了数据基础。但迄今为止，还没有探究空气净化器与认知功能之间关系的研究。
中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室白志鹏团队利用室内空气净化器生效与否设计了随机双盲干预实验，验证了室内颗粒物暴露能够影响大学生英语考试成绩。据研究团队所知，这是对空气污染影响考试成绩的首个“黄金标准”研究。相关研究成果近期发表在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology (ES&T)，并入选当期补充封面文章。
图 | 2024年5月14日ES&T期刊第58卷第19期补充封面
研究假设，暴露于高水平颗粒物会降低健康年轻成人的认知功能，表现为考试成绩下降，因此颗粒物浓度的降低将促使考试成绩相对提高。为验证该假设，研究团队采用了随机、双盲、交叉设计，分别使用无效和有效的空气净化器进行干预，有选择性地过滤室内颗粒物。研究结果表明，室内空气净化器过滤掉颗粒物，降低了室内颗粒物浓度，能够有效提高大学生英语四级考试总成绩，其中对阅读成绩有显著的改善作用，而对听力成绩改善的程度并不显著（详见下表）。
该研究的创新之处在于，提供了关于空气污染暴露与考试成绩下降相关性的首个“黄金标准”证据。研究团队建议，未来的研究可以考虑采用其他学术或非学术测试，涉及更广泛的受试者群体、其他地点或干预设置，以及其他类型的污染物。
表 | 线性混合效应模型的干预效果估计（z分数和95%置信区间）
作者介绍
许 嘉：中国环境科学研究院环境检测与实验中心副研究员，主要从事空气污染暴露、环境健康效应等方面的研究，主持中央院所基本科研业务费，参与多项国家自然科学基金、国家重点研发项目、大气重污染成因与治理攻关项目及多项地方空气污染防治决策支撑项目；在等国际权威期刊发表论文共10余篇。
赵 宏：南开大学公共计算机基础教学部主任。工学博士，教授，硕士生导师；南开大学“融合课程建设教学团队”和南开大学“校公共计算机基础课”教学团队带头人，南开大学教学名师。主要从事计算机与环境科学交叉科学领域研究。负责/参加科研项目30余项，负责/参加国家及学校教学改革项目20余项，发表科研/教学论文50余篇，软件著作权6项。
韩 斌：博士，中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室研究员，硕士生导师，主要从事空气污染与人体健康、空气颗粒物污染特征与来源解析、机动车、船舶污染排放及健康效应等方面的研究；先后主持国家自然基金青年项目、面上项目、重点研发计划课题、环保部公益性行业专项，此外作为技术骨干参加重点研发计划政府间国际合作项目，973课题、国家重大仪器专项、国家科技支撑计划课题等国家级项目。曾于2022-2023年期间担任英文期刊和中文核心期刊《地球环境学报》客座编辑，现担任期刊编委。
白志鹏：中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室研究员，博士生导师，环境空气健康基准学科带头人，华盛顿大学环境和职业健康科学系客座教授（2020-），国务院政府特殊津贴专家，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，教育部跨世纪优秀人才，山东省“城市大气污染监控预警技术岗位”泰山学者特聘专家。主要从事颗粒物测量、来源解析、基准与标准、空气污染化学空气重污染成因、危害与防控研究、暴露测量与环境风险评价、室内空气污染防治等方面的研究。
文章信息
第一作者：许嘉 副研究员，赵宏 教授
通讯作者：韩斌 研究员，白志鹏 研究员
通讯单位：中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室
文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c10372
相关研究
伦敦政治经济学院：空气污染越严重 学生考试成绩越差
2019年9月30日，每日邮报报道，伦敦政治经济学院的研究者对参加考试的2400多名学生的成绩进行了统计，并将考场内的空气污染水平进行了比较。结果发现，在PM10超过75微克每立方米的高污染环境中，学生的考试成绩可能会下降3.4%。
同时该项目还根据以色列青少年的40万次考试进行了另一项研究。研究者发现，考场中的PM2.5浓度等于或高于23.5微克每立方米时，可能会造成学生的考试成绩下降3%。
研究者建议，学生在有考试的日子应减少暴露在空气污染严重的环境中。
耶鲁大学公共卫生学院：空气污染降低学生考试成绩
耶鲁大学公共卫生学院（Yale School of Public Health）的研究人员领导的一项研究发现，空气污染可能会对标准化考试成绩产生负面影响。
这项横断面研究采用双向固定效应模型，发表在开放获取同行评审的医学期刊《JAMA Network Open》上。
利用北卡罗来纳州教育研究数据中心的数据，研究人员追踪了2001年至2018年北卡罗来纳州的280万公立学校学生，并测量了他们在污染空气中发现的PM2.5（也称为细颗粒物）的暴露情况。虽然先前的研究表明与儿童学业成绩的不利影响有关，但它依赖于相对较小或代表性较差的样本，并且在解释未观察到的混杂因素方面面临挑战。
“这项研究的最大优势在于，我们追踪了那些年里北卡罗来纳州的每一名学生，在他们就读于公立学校的整个时期内，”该研究的合著者、耶鲁大学社会学、生物统计学和全球事务助理教授Emma Zang说。“我认为这真的很不可思议，因为这实际上是第一项使用这种人口数据的研究，涵盖了所有人。空气污染已被证明会影响很多事情，但空气污染对学生学业成绩的影响仍然相对较新。
研究人员表示，该领域的未来研究将涉及研究这些发现是否适用于其他地区，以及种族和民族差异以及社会和性别差异背后的原因。
“我们在这里想强调的是，尽管与其他国家相比，美国的环境PM2.5污染水平相对较低，但仍然存在重大的不利健康影响，”该研究的资深作者，耶鲁大学公共卫生学院流行病学（环境卫生）助理教授Kai Chen表示。
研究成果助力健康建筑人居环境发展
中国环境科学研究院的这个研究成果，有力推动了《健康建筑人居环境评价标准》的编制工作。
中海地产发起的《健康建筑人居环境评价标准》编制工作，立足于当前房地产行业现实情况，以求真、务实的态度，选取可感知、可量化、可信任、可依赖的健康建筑关键技术，结合居家、出行、社交、健身、康养、服务、应急七大生活场景，形成体系化方案，确保使用者真正享受到健康的建筑人居环境。
空气质量改善与《健康建筑人居环境评价标准》的契合：
《健康建筑人居环境评价标准》强调室内与室外空气质量对于人类健康的重要性。我国实现碳中和目标的过程中，通过减少污染物排放和削弱气溶胶-气象学相互作用，能够显著改善全国范围内的空气质量，特别是PM2.5浓度的大幅降低，直接减少了因空气污染导致的过早死亡人数。这种空气质量的改善不仅为室外环境带来了积极影响，也为室内环境提供了更好的空气来源，从而与《健康建筑人居环境评价标准》中对室内空气质量的要求相契合。
多学科交叉研究为健康人居环境提供科学依据：
中国实现碳中和目标的研究涉及气象学、化学、环境科学、能源科学等多个学科领域的交叉融合，构建了综合评估模型框架，并开展了大量情景的数值模拟实验。这种多学科交叉的研究方法为深入理解和评估碳中和目标对空气质量、人类健康和可再生能源的影响提供了科学依据。同样，《健康建筑人居环境评价标准》的制定和实施也需要多学科合作，共同推动健康人居环境的建设。
该研究成果与《健康建筑人居环境评价标准》之间存在紧密的关联和相互促进的作用。通过改善空气质量、发展可再生能源和推动绿色建筑的推广，两者将共同为构建健康、低碳、可持续的人居环境贡献力量。
