Некоторые химические реакции, которые происходят в атмосфере в результате соединения смога и озона, происходят и в вашем доме во время уборки. Ученый из инженерного колледжа им. Дрексела подробно рассмотрел эти реакции, включающие в себя органический компонент, называемый лимонен, который дает приятный запах чистящим средствам и освежителям воздуха. Его исследование поможет определить, какие побочные продукты эти приятно пахнущие компоненты добавляют в воздух, когда мы используем их для удаления микробов и запахов.
Вторичные органические аэрозоли (SOA) являются микроскопическими частицами, возникающими, когда озон вступает в реакцию с летучими органическими газами, такими, как лимонен – химическое название запаха апельсинов – или его «родственником» α-пинином, который является компонентом запаха хвойных деревьев. Он ведет к формированию многих атмосферных органических аэрозолей, присутствующих в окружающей среде. А в густонаселенных городских районах, где могут накапливаться взвешенные частицы в большом количестве, он добавляется к организации видимого тумана, который называется смог.
Хотя большое количество аэрозолей, существующих в земной атмосфере, образуются естественным путем, возникая в результате таких процессов, как механическая остановка ветра или морских капель, большая его часть образуется из-за процессов индустриализации. И хотя исследователи все еще пытаются полностью понять влияние вторичных органических аэрозолей в атмосфере на здоровье человека и окружающую среду, исследования связывают чрезмерное действие внешних аэрозолей с заболеваниями и смертельным исходом.
Однако некоторые исследователи решили рассмотреть образование вторичных органических аэрозолей в домашних условиях. Майкл Вэринг, помощник профессора в колледже им. Дрексела, провел тщательный анализ формирования и поведения этих частиц в домах.
«Вторичные органические аэрозоли могут возникать в результате озоновых реакций с различными источниками, особенно с компонентами под названием терпены, которые производят запахи, ассоциируемые с очистителями: хвоей, лавандой и апельсинами, – сказал Вэринг. «Лимонен является терпеном, дающим запах апельсинов. Это весьма популярных запах для очистителей, поэтому мы тщательно рассмотрели то, как он реагирует внутри помещений, где люди используют его в концентрированных дозах».
Первый шаг к пониманию последствий для здоровья – это обнаружение количества этих микроскопических аэрозольных частиц, которые создаются, когда домашние очистители и освежители воздуха реагируют с озоном в помещении. В исследовании, недавно опубликованном в журнале по вопросам науки и технологии в области защиты окружающей среды Environmental Science & Technology, Вэринг описал роль лимонена, органического составляющего, который придает очистителям и освежителям воздуха запах апельсинов и действует как растворитель, в формировании вторичных органических аэрозолей.
Для исследования Вэринг и его команда использовали камеру для исследования воздуха, которую они разработали специально для изучения реактивного поведения воздуха в помещениях. С ее помощью они смогли воссоздать ситуацию, когда лимонен периодически добавляется в окружающую среду – как он обычно появляется в помещении, когда распыляют лимоненосодержащие вещества. Они также смогли контролировать количество озона в камере – тот аспект среды закрытого помещения, который может отличаться от внешних концентраций озона и зависеть от открытия окон и дверей или использования некоторых определенных приборов.
Настраивая такие элементы теста, как уровень обмена воздуха, который равен количеству раз в час, когда внутренний воздух замещается внешним, а так же концентрацию терпина и озона в камере, группа смогла установить, как каждая из этих переменных влияет на формирование вторичных органических аэрозолей.
Этот процесс в исследовании Вэринга уникален. Другие лаборатории пытались провести подобный анализ, но почти всегда использовали постоянный приток терпена и озона в среде. Впрыскивая лимонен в камеру, действующую в разных режимах смены воздуха, исследователи из Дрексела смогли более тщательно воссоздать настоящий сценарий использования этого вещества в надежде получить более точные результаты.
«Мы обнаружили, что самым важным фактором в формировании вторичных аэрозолей был уровень смены воздуха, – сказал Вэринг. — Он важен, потому что некоторые химические реакции по образованию органических аэрозолей требуют больше времени, чем другие. Если воздух меняется прежде, чем происходят эти реакции, тогда их производство в помещении слабее».
Испытав 18 различных сценариев, команда вычислила уровень пиков формирования вторичных органических аэрозолей, когда типичные концентрации лимонена были внедрены в среду, богатую озоном при определенном уровне смены воздуха. Полученная массовая концентрация вторичных органических аэрозолей была в промежутке от пяти до ста мкг/м.
«Для справки: по национальным стандартам качества окружающего воздуха в среднем хороших аэрозолей в воздухе должно быть в год до 12 мкг/м. Наши исследования показывают достаточно значительный уровень формирования вторичных органических аэрозолей, чтобы продолжить финансирование исследований их влияния на общественное здоровье, – сказал Вэринг. — В частности, это исследование было необходимо, чтобы понять, какие угрозы здоровью могут быть у людей, использующих значительное количество чистящих средств. Целью нашей работы было помочь этому процессу, обеспечив исследователей точными данными для использования в построении моделей риска. Это одна из самых сложных задач подобного типа и она позволила собрать большое количество полезной информации».
Тогда как следующим шагом в этом исследовании значится анализ влияния на здоровье человека аэрозолей в помещении, есть несколько способов уменьшить их количество: использовать чистящие средства без запахов и открывать окна во время уборки. Хотя открытые окна позволяют озону проникать в помещение снаружи, уменьшение внутренней концентрации лимонена и формирование вторичных органических аэрозолей того стоит, поскольку таким образом внутри помещения их образуется меньше.
Источник: ScienceDaily
