“室内空气环境质量控制”天津市重点实验室建造环境（BERL）课题组渠美楠博士在中科院一区期刊《Building and Environment》（JCR Q1，IF=7.6）上发表了关于人源VOCs对气味感知影响的最新研究成果。

一. 题目

Volatile organic compound emissions from human body at different activity levels - influence on olfactory perception

人体在不同活动水平下的VOCs排放对气味感知的影响

二. 作者

Meinan Qu（渠美楠），Xiao Xu（许晓），Xinsheng Wang（王新生），Ruoyu Zhao（赵若雨），Xinyue Dong（董昕玥），Jixin Cui（崔冀新），Zhenzhen Zhao（赵珍珍），Yunjuan Ma（马云娟），Jingjing Pei （裴晶晶，教授，通讯作者）

三. 研究亮点

· 量化代谢率对人源气味VOCs的排放及其对气味感知的影响。

· 确定了人源VOC的高浓度贡献和高气味贡献的物质种类。

· 女性受试者VOC散发引起的气味感知明显低于男性受试者。

· 随着代谢水平的提升，嗅觉适应性使气味感知强度降低85%-54%。

· 人源VOC的气味强度预测主要由乙酸乙酯、壬醛、癸醛、乙醛和乙酸等五种关键VOCs驱动。

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四. 摘要

人体气味VOCs排放是人员高密度的室内环境和密闭舱室环境中影响感知空气质量的重要因素。本研究在受控环境舱室中对不同代谢强度下的人体VOC排放进行了客观浓度测量和主观气味评估。基于浓度贡献的五种人体关键VOCs分别为乙酸（21.11%）、丙酮（13.26%）、癸醛（9.63%）、壬醛（6.43%）和己醛（6.38%）；基于气味活性值法确定的五种气味主导VOCs为己醛（29.64%）、癸醛（21.64%）、辛醛（19.40%）、壬醛（18.51%）和乙酸（7.86%）。其中，己醛作为气味贡献最大的VOC主导了气味背景。此外，基于关键VOCs浓度与气味强度之间的对数相关性，进一步采用随机森林模型结合SHAP分析的方法，建立了关键气味VOCs与气味强度的定量关系。结果表明，影响气味强度预测的主要化合物及其贡献分别为乙酸乙酯（28.2%）、壬醛（18.7%）、癸醛（17.7%）、乙醛（16.2%）和乙酸（14.7%）。

五. 主要结果

人体源的关键VOCs及其散发率：不同性别组和代谢强度组的平均VOCs浓度如图1所示，∑VOCs浓度随着代谢强度METs的增加而显著增加。1.0 METs、1.0-3.0 METs、3.0-6.0 METs和> 6.0 METs的∑VOCs平均浓度依次分别为419.40 μg/m³、590.00 μg/m³，822.01 μg/m³和888.67 μg/m³。女性和男性受试者散发的∑VOCs浓度存在显著差异。随着代谢率METs（1.0-6.0 METs）的增加，女性比男性排放更多的VOCs。对于主要官能团类别（醛类、酸类、酮类和烷烃类）对∑VOCs水平的贡献，女性（26.32%、20.00%、18.91%和17.07%）和男性（26.08%、23.11%、16.31%和15.96%）受试者的排放比例一致。主要VOCs的官能团类别贡献不因代谢率变化而显著变化，从低到高依次分别为23.92-28.37%、18.79-24.89%、16.59-19.18%、14.79-18.06%。对人源VOCs的排放进行表征，按照METs分组从低到高，∑VOCs平均排放率范围为8745 μg/h-22657 μg/h。确定高检出率且高贡献率的五种关键化合物分别为乙酸、丙酮、癸醛、壬醛和己醛。

图1.不同性别组和代谢强度组的∑VOCs平均浓度

人体源的关键气味贡献VOCs：对检出VOCs中44种嗅阈值物质的气味阈值进行OAV计算，发现∑OAV的平均值随着METs增加而增加，如预期（图2所示），静坐、低代谢、中代谢和高代谢工况的∑OAV均值逐渐增加，依次分别为66.71、99.51、147.91、174.96。所有样本共检出14种有气味的VOCs，包括7种醛、4种酸、2种烯烃和1种醇。根据OAV的贡献绘制人源气味指纹图谱，如图3，己醛、辛醛、壬醛、癸醛和乙酸等五种VOCs被确定为主要的气味贡献化合物，累计贡献占∑OAV的90%以上。统计学结果显示，∑OAV和∑VOCs浓度无明显相关性，气味感知可能由某些气味化合物的组合导致。重复测量方差分析（ANOVA）被用来评估代谢率对同一受试者排放∑VOCs浓度和∑OAV 的影响，证明增加代谢强度可增加同一受试者的VOCs排放。

图2.不同性别组和代谢强度组的∑OAV均值

图3.各性别组和代谢强度组的气味指纹图谱

不同代谢水平的感知空气质量PAQ：非参数检验结果显示，女性和男性嗅辨员对受试者散发的气味产生的嗅觉感知无统计学意义上的显著差异，故PAQ评价的结果取所有嗅辨员评价分数的平均值进行呈现，如图4。随着METs增加，男性比女性受试者散发气味导致的舱室内空气质量更容易表现出更不可接受和更不愉快的评价。静坐工况（1.0 MET）的所有PAQ指标显著优于其它更高的METs工况，但代谢水平高于1.0 MET后，所有PAQ指标的评级并不会随着METs的增加而显著变差。即使是人员在静坐状态，依然有相当多的人员对空气质量表示不满（不满意率PD＞20%，不可接受），不可忽视。

图4. 不同代谢工况下人体气味导致的PAQ水平

非适应性与适应性PAQ评价：对比非适应性（八名嗅辨员依次将头伸入舱内，嗅闻时间不超过10秒完成气味评价）和适应性（最后两名嗅辨员进入舱内，静坐10分钟后评价气味）嗅辨员的PAQ评价。发现1.0 MET、1.0-3.0 METs、3.0-6.0 METs和> 6.0 METs的代谢工况，嗅觉适应性导致气味强度评级降低约85%、70%、65%和54%，非适应性和适应性评价之间的气味感知差异会随着代谢率的增加而减弱。

气味VOCs及其感知评价关联：为探究对PAQ产生影响的气味VOCs种类，对VOCs的浓度和OAV分别与PAQ指标进行Pearson相关性分析。降维筛选出影响PAQ的17种VOCs浓度和6种OAV，将其与OI建立量化关联，确定对数相关性。五种VOCs（包括乙醛、乙酸乙酯、乙酸、壬醛和癸醛）在浓度水平或OAV水平上，均与OI呈现出最佳的对数关系（R² > 0.4）。进一步对复杂的VOCs混合物建立随机森林模型（图5）来预测OI，对模型进行SHAP分析确定影响预测的关键因素，确定乙酸乙酯（28.2%）、壬醛（18.7%）、癸醛（17.7%）、乙醛（16.2%）和乙酸（14.7%）分别以不同贡献对气味预测产生影响。

图5.随机森林模型对OI预测结果的验证

六. 结论

（1）根据VOCs的排放率确定人体散发的5种高浓度贡献VOCs，其排序和贡献比例依次为乙酸（21.11%）、丙酮（13.26%）、癸醛（9.63%）、壬醛（6.43%）和己醛（6.38%），对ΣVOCs的累计排放贡献超过50%以上。

（2）根据OAV法确定人体散发的5种高气味贡献VOCs，其排序和贡献比例依次为己醛（29.64%）、癸醛（21.64%）、辛醛（19.40%）、壬醛（18.51%）和乙酸（7.86%），对ΣOAV的累计排放贡献超过90%以上。

（3）主观感知评价的结果表明，相比于男性受试者，女性受试者散发的气味导致的气味感知评级明显更低（P < 0.05）。在非静坐工况（METs大于1.0时）下，气味强度OI和鼻子的气味刺激随着代谢强度METs的增加而增加，导致了很高的不满意率PD（均值达到90%）。

（4）非适应性和适应性气味评价之间存在显著差异，嗅觉适应性会使感知到的气味强度OI降低50%-85%，但这种差异会随着受试者代谢强度的增强而变小。

（5）发现14种VOCs的浓度、6种VOCs的OAV与气味强度OI呈对数函数关系。其中，己醛作为基础的气味背景存在于人体气味中，而五种关键VOCs通过显著的特征重要性影响气味强度OI的预测，其贡献依次为乙酸乙酯（28.2%）、壬醛（18.7%）、癸醛（17.7%）、乙醛（16.2%）和乙酸（14.7%）。

七. 致谢

本研究由“十四五”国家重点研发计划项目《典型场景室内空气与餐饮油烟污染控制支撑技术及应用示范》（项目编号：2023YFC3708403）资助。

文章引用格式：Qu M N, Xu X, Wang X S, Zhao R Y, Dong X Y, Cui J X, Zhao Z Z, Ma Y J, Pei J J*. Volatile organic compound emissions from human body at different activity levels - influence on olfactory perception [J]. Building and Environment, 2026. DOI: 10.1016/j.buildenv.2026.114611.

https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2026.114611.

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编辑人：渠美楠

审核人：裴晶晶